Question

11．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．請你將空缺部分補(bǔ)充完整．

實(shí)驗(yàn)序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15	倒立、縮小的實(shí)像
2	25	16.7
3	20	20	倒立、等大的實(shí)像
4	15		倒立、放大的實(shí)像
5	5		正立、放大的虛像

（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10cm．
（2）將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，如果燭焰的位置太低，則透過凸透鏡所成的像在光屏的上方．（填“上方”、“下方”或“中間”）
（3）按要求進(jìn)行觀察和測量，并將觀測情況記錄在下表中．
①上表中實(shí)驗(yàn)序號2中像的性質(zhì)為倒立、等大的實(shí)像，實(shí)驗(yàn)序號4中像距為30cm
②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡的焦距為能使平行于主光軸的光會聚的點(diǎn)到光心的距離；
（2）凸透鏡成實(shí)像時，實(shí)像都是倒立的，另外經(jīng)過光心的光線不改變傳播方向，據(jù)此解題；
（3）①根據(jù)凸透鏡成像的幾種情況判斷：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f；
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，v＞2f；
u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，v=2f．
②凸透鏡成實(shí)像時，物距越近，像距越遠(yuǎn)，據(jù)此解題．

解答 解：（1）由圖可知，焦點(diǎn)F到凸透鏡光心的距離為10cm，所以該透鏡的焦距為f=10cm；
（2）根據(jù)凸透鏡所成實(shí)像都是倒立的，同時經(jīng)過光心的光線不改變傳播方向可知，燭焰的位置太低，則透過凸透鏡所成的像在光屏的上方；
（3）①由題可知，f=10cm，由表中序號2可知，u=20cm=2f，故成倒立、等大的實(shí)像；凸透鏡成實(shí)像時：$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$，代入可得：$\frac{1}{15cm}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{10cm}$，解得像距v為：v=30cm；
②凸透鏡成實(shí)像時，物距越近，像距越遠(yuǎn)，因此當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動．
故答案為：（1）10；（2）上方；（3）①倒立、等大的實(shí)像；30；②遠(yuǎn)離．

點(diǎn)評 此題考查了學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，不僅要掌握成像特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系，同時要自己做出規(guī)律性的總結(jié)，如物距變化和像距變化的大小關(guān)系．