Question

19．小亮同學(xué)用一個(gè)未知焦距的凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律：
（1）小亮將蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心在一條與光具座平行的直線上，調(diào)整的目的是使像能完整的成在光屏的中央．
（2）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑．由圖可知，凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，該凸透鏡的焦距是11.0cm．

（3）小紅同學(xué)按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，將觀察和測量情況記錄在下表中：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距/cm	像距/cm	像的性質(zhì)
1	20	6.7	倒立、縮小的實(shí)像
2	15	7.5
3	10	10	倒立、等大的實(shí)像
4	7.5		倒立、放大的實(shí)像
5	4		正立、放大的虛像

小紅用的凸透鏡的焦距為5cm，在表中填處實(shí)驗(yàn)序號(hào)2中像的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)序號(hào)4中像距的大小．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用；由焦點(diǎn)到凸透鏡的距離叫做焦距．
（2）根據(jù)凸透鏡成像的四種情況和應(yīng)用進(jìn)行判斷u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，一般用來測量凸透鏡的焦距．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．
（3）光的折射中光路是可逆的．

解答 解：（1）為使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，實(shí)驗(yàn)前需調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏，使它們的中心大致在同一高度處．
（2）平行光線經(jīng)過凸透鏡后匯聚于一點(diǎn)，說明凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用；
焦點(diǎn)到光心的距離是焦距，根據(jù)圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距是11.0厘米．
（3）由表格中數(shù)據(jù)知，當(dāng)物距等于10cm時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，像距也為10cm，所以10cm=2f，則f=5cm；
在序號(hào)2中，物距為15cm，u＞2f，所以成倒立、縮小的實(shí)像；
由序號(hào)2知，當(dāng)u=15cm時(shí)，v=7.5cm，根據(jù)光路的可逆性，所以當(dāng)u=7.5cm時(shí)，像距v=15cm．
故答案為：（1）使像能完整的成在光屏的中央；（2）會(huì)聚；11.0；（3）5；倒立、縮小的實(shí)像；15．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，掌握焦距的概念、凸透鏡成像的規(guī)律及凹透鏡對(duì)光線的作用是解決問題的關(guān)鍵．