Question

【題目】小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論，請(qǐng)你將空缺部分補(bǔ)充完整。

(1)將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖，則該透鏡的焦距為______cm。

(2)將蠟燭、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大致在________________。

(3)按如圖所示的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察，并將觀測(cè)情況記錄在下表中．

①上表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2中像的性質(zhì)為___________，實(shí)驗(yàn)序號(hào)4中像距為______cm。

②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向_______(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動(dòng)。

③若在光屏上得到如圖所示的圖像，成像在光屏的左上角。若要通過(guò)調(diào)整透鏡讓像在光屏的中央，應(yīng)向_____________（右下，左上，右上，左下）調(diào)節(jié)。

④無(wú)論怎樣左右移動(dòng)光屏，都不能在光屏上呈現(xiàn)出燭焰的像。請(qǐng)你分析其中的原因。

（請(qǐng)寫(xiě)出兩個(gè)）（1）________________________（2）_____________________

Answer 1

【答案】10 同一高度上 倒立縮小的實(shí)像 30 遠(yuǎn)離 右下 燭焰位于焦點(diǎn)上 燭焰放在一倍焦距以內(nèi)

【解析】

（1）如圖，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)和光心之間的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．

（2）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心．

（3）①凸透鏡的焦距是10cm，物距為25cm時(shí)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像．凸透鏡的焦距是10cm，物距為15cm時(shí)，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像．當(dāng)物距為30cm時(shí)，像距為15cm，根據(jù)光路是可逆的，所以當(dāng)物距為15cm時(shí)，像距為30cm．

②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，說(shuō)明凸透鏡成實(shí)像，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，所以當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離凸透鏡的位置移動(dòng)．

③此時(shí)燭焰的像在光屏的左上角，根據(jù)燭焰射出的光線經(jīng)光心不改變方向，所以凸透鏡向右下角移動(dòng)．

④光屏上不能發(fā)現(xiàn)燭焰的像，原因可能有：

蠟燭放在一倍焦距以內(nèi)，成虛像；

蠟燭正好放在一倍焦距上，不能成像；

燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度處，像未成在光屏上；

光具座太短，小于光屏的調(diào)節(jié)范圍（任選其中兩條便可）．