Question

17．如圖所示，在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，依次將點燃的蠟燭、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)實驗時記錄的幾組數(shù)據(jù)：

實驗次數(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次實驗的像距，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)光屏上得到一個倒立、放大的實像時，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次實驗時所成像的特點是正立、放大的虛像．當(dāng)物距為4cm時，所成的像跟原來的像相比變�。ㄟx填“變大”或“變小”）．
（4）第1次實驗時，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．

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時的成像特點判斷凸透鏡的焦距，凸透鏡成像的規(guī)律：當(dāng)物距大于2f時，成倒立、縮小的實像，像距處于f和2f之間
（2）物體成實像時，物近像遠(yuǎn)像變大；
（3）當(dāng)物距小于f時，成正立、放大的虛像，從而判斷第4次成像特點；成虛像時，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，對光線有會聚作用，由此分析像距變化情況．

解答 解：
實驗過程中，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次實驗數(shù)據(jù)可知，u=v=20cm，滿足u=2f成倒立、等大實像，
所以f=$\frac{1}{2}$u=$\frac{1}{2}$×20cm=10cm，
由表格第1次實驗數(shù)據(jù)可知，u=60cm＞2f，成倒立、縮小的實像，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)光屏上得到一個倒立、放大的實像時，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)凸透鏡成像特點所成像為：正立、放大的虛像．
凸透鏡成虛像時，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，物距小于f時，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，凸透鏡對光線有會聚作用，如果此時把老花鏡放在該凸透鏡前，使原來會聚成像的光線提前會聚，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．

點評 本題是探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗，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．