Question

某实验小组在实验室中利用总长度为100cm的光具座探究凸透镜成像规律的实验，得到了表中的数据：

实验序号	物距u/cm	像距v/cm	像的性质	u+v/cm
1	60	12	倒立、缩小的实像	72
2	30	15	倒立、缩小的实像	45
3	20	20		40
4	15	30	倒立、放大的实像	45
5	12	60	倒立、放大的实像	72

（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在______．
（2）根据表中数据，第3次实验中像的性质是______，则该透镜的焦距是______．
（3）对比l、5或2、4数据，发现蜡烛和光屏互换位置后仍得到清晰的像，这说明光路具有______．
（4）在某次实验中，通过调节在光屏上得到了倒立、缩小的像．现在固定凸透镜的位置不变，把蜡烛向凸透镜靠拢，为了得到清晰的像，光屏应该怎样移动：______．
（5）要想得到烛焰正立、放大的虚像，应使蜡烛距凸透镜______．

Answer

（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）知道当物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距等于物距．根据物距和像距的大小关系可判断出成像的特点，同时可以计算出焦距．
（3）知道光路是可逆的．
（4）掌握凸透镜成像的规律，凸透镜成实像时，物近像远像变大．物体靠近凸透镜，所成的像将远离凸透镜，所成的像比原来变大．
（5）知道当物距小于焦距时，成放大正立的虚像．
【解析】
（1）为使像能成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度．
（2）第三次实验物距当于像距，等于20cm，所以此时成倒立、等大的实像．此时物距当于2倍焦距，即2f=20cm，所以f=10cm．
（3）1、5和2、4分别将蜡烛和光屏的位置互换，仍在光屏上成清晰的像，说明光路是可逆的．
（4）物体成实像时，符合物近像远像变大的原则，若蜡烛靠近凸透镜，则像将远离凸透镜，所以要在光屏上成清晰的像，应将光屏远离凸透镜．
（5）物距小于焦距时，成正立放大的虚像．所以要想得到烛焰正立、放大的虚像，应使蜡烛距凸透镜小于10cm．
故答案为：（1）同一高度；（2）倒立等大的实像；10cm；（3）可逆性；（4）光屏应远离凸透镜；（5）小于10cm．