Question

下面是小玲和小美同學探究凸透鏡成像規律．
（1）在探究前，小玲將三個凸透鏡分別正隊太陽光，調節凸透鏡和光屏間的距離，使太陽光在光屏上會聚一點，量得凸透鏡到光屏的距離分別為48cm，15cm，和4cm，小玲選擇15cm的那個凸透鏡進行實驗，請你說出小玲進行如上操作的目的是

15cm

．
（2）凸透鏡和光屏都是有支架的，凸透鏡中心離桌面的高度約6cm，光屏中心離桌面高度約7 cm，還有一個蠟燭臺，用來固定蠟燭，小美將一個新買來長蠟燭用刻度尺量了一下，然后截下了一端，只把其中一端較長的蠟燭點上，那么小美這樣做的目的又是

使蠟燭、凸透鏡、光屏的高度大致在同一高度，像能成在光屏的中央

．
（3）當燭焰移動到離凸透鏡的距離只有12cm時，光屏放在凸透鏡的另一側，不管怎樣位置都承接不到實像，出現這種現象的原因是

物距小于焦距，凸透鏡成虛像，虛像不能呈現在光屏上

．如果用眼來觀察蠟燭的像，眼睛，蠟燭．凸透鏡的位置排列順序是

蠟燭、透鏡、眼睛

．
（4）如果光屏上得到一個放大的像，蠟燭應距凸透鏡的距離

大于15cm且小于30cm

，光屏距凸透鏡的距離應為

大于30cm

．

Answer 1

分析：（1）探究凸透鏡成像時，光具座的長度要大于凸透鏡的4倍焦距；凸透鏡的焦距太小時，不便于操作實驗．
（2）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
（3）根據物距和焦距的關系判斷成像情況和應用：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，f＜v＜2f物像在凸透鏡的異側，應用于照相機和攝像機．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f物像在凸透鏡的異側，應用于幻燈機和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，物像在凸透鏡的同側，應用于放大鏡和老花鏡．
（4）實像能在光屏上呈現，虛像不能在光屏上呈現．

解答：解：（1）光具座的長度大約是100cm，如果采用焦距是48cm的凸透鏡進行實驗，實驗需要的長度至少是4×48cm=192cm，這個長度大于光具座的長度，操作不方便；如果采用焦距是15cm的凸透鏡進行實驗，實驗需要的長度至少是4×15cm=60cm，這個長度小于光具座的長度，器材合適；如果采用焦距是4cm的凸透鏡進行實驗，實驗需要的長度至少是4×4cm=16cm，這個長度雖然小于光具座的長度，但是實驗范圍比較小，不易操作實驗．故選擇焦距為15cm的凸透鏡．
（2）實驗中要截去蠟燭的一段是為了使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，使像成在光屏的中央位置．
（3）凸透鏡的焦距是15cm，物距是12cm，u＜f，成正立、放大的虛像，虛像不能承接在光屏上，所以不管怎樣位置光屏都承接不到實像．
凸透鏡成虛像時，物像在凸透鏡的同側，所以眼睛要在光屏一側通過凸透鏡觀察蠟燭，所以排列順序是蠟燭、透鏡、眼睛．
（4）光屏上能承接到的像是實像，凸透鏡成倒立、放大的實像，2f＞u＞f，v＞2f，所以蠟燭和凸透鏡的距離大于15cm且小于30cm，光屏距凸透鏡的距離大于30cm．
故答案為：（1）15cm；（2）使蠟燭、凸透鏡、光屏的高度大致在同一高度，像能成在光屏的中央；（3）物距小于焦距，凸透鏡成虛像，虛像不能呈現在光屏上；蠟燭、透鏡、眼睛；（4）大于15cm且小于30cm；大于30cm．

點評：（1）凸透鏡成像的三種情況和應用是凸透鏡成像習題的重要依據，一定要熟練掌握．
（2）光屏上是否能承接到像是判斷實像和虛像的最佳方法．
（3）探究凸透鏡成像實驗時，光具座的長度至少為凸透鏡焦距的4倍，這是選擇實驗器材的重要依據．