Question

10．小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論．請你將空缺部分補充完整．
（1）將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖．該透鏡的焦距為10cm．
（2）將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度．

序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15	倒立縮小實像
2	25	16.7
3	20	20	倒立等大實像
4	15		倒立放大實像
5	5		正立放大虛像

（3）按要求進行觀察和測量，并將觀測情況記錄在表中．
①表中實驗序號2中像的性質(zhì)為倒立、縮小、實像，實驗序號4中像距為30cm．
②當燭焰從遠處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向遠離（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．
（4）點燃蠟燭后，無論怎么移動光屏，都不能在光屏上得到像，可能的原因：u＜f或u=f，實驗過程中，隨著蠟燭燃燒，燭焰的像逐漸移動到光屏的上方，要使像仍成在光屏的中央，應(yīng)將凸透鏡向下（上/下）移動，或?qū)⒐馄料蛏希ㄉ?下）移動．
（5）小明所在班級拍畢業(yè)照時，攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學沒有進入取景框內(nèi)，攝影師使照相機遠離（選填“遠離“、”靠近“）同學，同時還應(yīng)縮短（選填“增加”、“縮短”或“不改變”）照相機的暗箱長度，才會在取景框內(nèi)得到清晰滿意的畫面．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)凸透鏡焦點和焦距的定義進行判斷．
（2）在實驗前要調(diào)整蠟燭、透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度處，這樣可以使像成在光屏的中央．
（3）掌握凸透鏡成像的特點與物距像距之間的關(guān)系，若物距大于2f，則成倒立、縮小的實像；
光的折射中，光路是可逆的；
成實像時，遵循物近像遠像變大的原則．
（4）探究凸透鏡成像的實驗時，若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上；凸透鏡所成實像是倒立的，要使像向下移動，應(yīng)使蠟燭相對于凸透鏡向上移動；
（5）凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大．

解答 解：（1）如圖，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點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）實驗前要調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央．
（3）①實驗序號2中，物距u為25cm，2f=2×10cm=20cm，則u大于2f，所以成倒立、縮小的實像．
光的折射時光路是可逆的，實驗序號1中，當物距為30cm時，像距是15cm，所以，實驗序號4中，當物距為15cm時，像距是30cm．
②成實像時，物近像遠像變大，所以燭焰從遠處向透鏡靠近，像將遠離透鏡，則光屏應(yīng)向遠離透鏡的方向移動．
（4）凸透鏡、光屏、燭焰中心在同一高度，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于1倍焦距，成了虛像，不能成在光屏上；或者燭焰位于焦點處，凸透鏡不能成像．
隨著蠟燭燃燒，燭焰的像逐漸移動到光屏的上方，為了使像成在光屏中央，應(yīng)使蠟燭相對于凸透鏡向上移動或?qū)⒐馄料蛏弦苿樱�若蠟燭不動，則應(yīng)使凸透鏡向下移動；
（5）攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學沒有進入取景框內(nèi)，說明所照的像大了，應(yīng)該讓像變小一些，則攝影師要使照相機遠離同學，增大物距，同時應(yīng)減小像距，才可以在底片上得到清晰的像．所以應(yīng)該縮短照相機暗箱長度．
故答案為；（1）10；（2）同一高度；（3）倒立、縮小、實像；30；遠離；（4）u＜f或u=f；下；上；（5）遠離；  縮短；

點評 此題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，首先熟練掌握凸透鏡成像的特點與物距像距之間的關(guān)系，同時學會對規(guī)律進行總結(jié)，知道成實像時，“物近像遠像變大”．