Question

在探究“凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距是10cm．用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度，将透镜固定在50cm处，如图所示．
（1）当把点燃的蜡烛放在20cm处时，沿直线无论怎样移动光屏都承接不到像，原因可能是______．
（2）重新调整后，保持透镜的位置不变，当把光屏放到75cm处时，移动蜡烛能在光屏上得到一个______（选填“放大”或“缩小”）、______（选填“正”或“倒”）立的实像．
（3）当把蜡烛移到10cm处时，移动光屏可得到一个______的像（选填“放大”或“缩小”）．照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与这种成像情况一致的是______．

（4）小明做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看在光屏上能成什么样的像．于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图（甲）所示．把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图（乙）所示．移动光屏直到成清晰像为止．此时表盘在光屏上所成的像是图（丙）中的哪一个？（______）

Answer

（1）知道要使像成在光屏的中央，需要调节凸透镜、光屏、凸透镜的高度，使其中心大致在同一高度．
要正确解决（2）（3），需要掌握凸透镜成像的规律．
设凸透镜的焦距为f，物距为u，则凸透镜成像的规律为：
当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时f＜v＜2f．利用其可制成照相机．
当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f．
当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f．利用其可制成投影仪．
当u=f时，无像．经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点．
当u＜f时，成正立、放大的虚像．利用其可制成放大镜．
（4）知道凸透镜成像不仅左右相反、而且要上下相反．
【解析】
（1）若烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度，则烛焰的像不能成在光屏的中央，甚至无法成像．
故答案为：烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度．
（2）若光屏在75cm处，则像距为75-50-25cm，焦距是10cm，所以像处于2f之外，所以在光屏上成放大、倒立的实像．
故答案为：放大；倒．
（3）蜡烛在10cm处，则此时物距为50-10=40cm，物距大于2f，所以成倒立、缩小的实像，根据这个原理制成了照相机．
故答案为：缩小；照相机．
（4）因为凸透镜成倒立的实像，不仅左右相反，而且上下相反．根据甲图，首先找出左右相反的像即B，然后确定与B上下相反的像即D．
故答案为：D．