Question

17．如圖所示，在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，依次將點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡、光屏放在光具座上．調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度． 
下表是小華同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的幾組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物距u/cm	像距v/cm
1	60
2	30	15
3	20	20
4	15	30
5	5	/

（1）小華同學(xué)忘記了記錄第1次實(shí)驗(yàn)的像距，通過分析已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)，可以確定該像距在10cm～20cm之間．
（2）當(dāng)光屏上得到一個(gè)倒立、放大的實(shí)像時(shí)，保持透鏡的位置不變，要使屏上的像變小些，應(yīng)將蠟燭遠(yuǎn)離透鏡，將光屏靠近透鏡．（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”） 
（3）第5次實(shí)驗(yàn)時(shí)所成像的特點(diǎn)是正立、放大的虛像．當(dāng)物距為4cm時(shí)，所成的像跟原來的像相比變�。ㄟx填“變大”或“變小”）．
（4）第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華老師的老花鏡緊貼在凸透鏡的前面，要在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)將光屏向靠近（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡方向移動(dòng)．

Answer 1

分析 為使像能成在光屏的中心，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度．
（1）由表格數(shù)據(jù)根據(jù)u=2f時(shí)的成像特點(diǎn)判斷凸透鏡的焦距，凸透鏡成像的規(guī)律：當(dāng)物距大于2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，像距處于f和2f之間
（2）物體成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；
（3）當(dāng)物距小于f時(shí)，成正立、放大的虛像，從而判斷第4次成像特點(diǎn)；成虛像時(shí)，物像同側(cè)，物距越大，成的像越大，像距也越大；
（4）老花鏡是凸透鏡，對(duì)光線有會(huì)聚作用，由此分析像距變化情況．

解答 解：
實(shí)驗(yàn)過程中，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使蠟燭、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使?fàn)T焰的像成在光屏的中央．
（1）由表格第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，u=v=20cm，滿足u=2f成倒立、等大實(shí)像，
所以f=$\frac{1}{2}$u=$\frac{1}{2}$×20cm=10cm，
由表格第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，u=60cm＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，像距處于f和2f之間
即可以確定該像距在10cm～20cm之間；
（2）當(dāng)光屏上得到一個(gè)倒立、放大的實(shí)像時(shí)，保持透鏡的位置不變，要使屏上的像變小些，應(yīng)將蠟燭遠(yuǎn)離透鏡，將光屏靠近透鏡．
（3）由表格第4次數(shù)據(jù)，u′=5cm＜f，根據(jù)凸透鏡成像特點(diǎn)所成像為：正立、放大的虛像．
凸透鏡成虛像時(shí)，物像同側(cè)，若物距減小，像距減小，像越小，
所以當(dāng)物距為4cm時(shí)，物距小于f時(shí)，也成正立、放大的虛像，所成的像跟原來的像相比變��；
（4）老花鏡是凸透鏡，凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，如果此時(shí)把老花鏡放在該凸透鏡前，使原來會(huì)聚成像的光線提前會(huì)聚，所以要想接到清晰的像，光屏要靠近透鏡．
故答案為：同一高度；（1）10cm～20cm；（2）遠(yuǎn)離；靠近；（3）正立、放大的虛像；變小；（4）靠近．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，要解決有關(guān)凸透鏡成像的問題，首先要掌握凸透鏡成像特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系，并自己進(jìn)行總結(jié)一些規(guī)律性的知識(shí)．