Question

吴洋在“探究凸透镜成像规律的实验”中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，凸透镜对光线具有______作用，该凸透镜的焦距是______cm．

如图所示，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，把凸透镜固定在50cm处．
（1）将蜡烛放在A点，光屏在B位置上，为了找到清晰的像，应将光屏向______（填“左”或“右”）移动．
（2）依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的像．记录的数据如下表．

次数	1	2	3	4	5	6
物距（cm）	40	35	30	25	21	15
像距（cm）	13.5	14	15	16.7	21	30

①在1-4次实验中，所成的像为倒立、______的实像．
②第6‘次的像比第5次的______ （填“大”或“小”）．
（3）将蜡烛放在C点，观察到烛焰的正立、放大的虚像后，若希望看到更大的虚像，应将蜡烛向______（填“左”或“右”）移动．
（4）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、______的实像（填写像的性质）；______（填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的．如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
（5）吴洋所在班级照毕业像时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，摄影师使照相机远离同学，同时还应______（选填“增加”、“缩短”或“不改变”）照相机的暗箱长度，才会在取景框内得到清晰满意的画面．

Answer

通过甲图所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距．
（1）根据当物距大于二倍焦距时，在光屏上成倒立、缩小的实像；像距在一倍焦距和二倍焦距之间，来移动光屏．
（2）①根据当物距大于二倍焦距时，凸透镜的成像规律可确定像的性质；
②凸透镜成像规律中，当u=2f时，物距等于像距，成倒立等大的实像，当f＜u＜2f，成倒立放大的实像．
（3）物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像，物距越小，像距越小，虚像越小．
（4）根据凸透镜成像的规律中当f＜u＜2f，成倒立放大的实像，其应用是幻灯机或投影仪；凸透镜成实像时，“物近像远像变大，物远像近像变小”．
（5）要解决此题，需要掌握像距和物距之间的关系，知道像距越大，成的像越小，像距也越小．
【解析】
平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点．焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是10.5厘米．
故答案为：会聚；10.5．
（1）凸透镜焦距为11厘米，此时物体距离透镜的距离为50cm，在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像．那么，要得到清晰的像，光屏应当靠近透镜，在一倍焦距和二倍焦距之间，即向左移动．
故答案为：左．
（2）①在1-4次实验中，物距分别为：40cm、35cm、30cm、25cm，都大于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时的像是倒立缩小的实像；
故答案为：缩小．
②第5次试验时，物距为二倍焦距，此时所成的像是与物体大小相等的实像；
第6次试验时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所成的像是倒立放大的实像，所以第6次的像比第5的像大．
故答案为：大．
（3）将蜡烛放在C点，物距小于焦距，此时所成的像是正立、放大的虚像，若希望看到更大的虚像，则物距增大，虚像越大，所以应将蜡烛向左移动．
故答案为：左．
（4）∵u=16cm，f=10.5cm；
∴f＜u＜2f，
∴凸透镜成倒立放大的实像，幻灯机就是根据这一原理制成的；
∵凸透镜成像时：物远像近，像变小；
∴当物体远离透镜时，像将靠近透镜；
故应将光屏应向靠近透镜的方向移动．
故答案为：放大；幻灯机；靠近．
（5）摄影师使照相机远离同学，增大了物距，所以应减小像距才可以在底片上得到清晰的像．所以应该缩短照相机暗箱长度．
故答案为：缩短．