Question

下面是小玲和小美同学探究凸透镜成像规律．
（1）在探究前，小玲将三个凸透镜分别正对太阳光，调节凸透镜和光屏间的距离，使太阳光在光屏上会聚一点，量得凸透镜到光屏的距离分别为48cm、15cm和4cm，为了便于在光具座上找出凸透镜成像的规律，小玲应选择焦距为______cm的那个凸透镜进行实验．
（2）凸透镜中心离桌面的高度约6cm，光屏中心离桌面高度约7 cm，小美将一个新买来长蜡烛用刻度尺量了一下，然后截下了一端，只把其中一端较长的蜡烛装上，小美截去一段的目的是______．
（3）当烛焰移动到离凸透镜的距离只有12cm时，光屏放在凸透镜的另一侧，不管怎样位置都承接不到实像，出现这种现象的原因是______．如果用眼来观察蜡烛的像，眼睛、蜡烛、凸透镜的位置排列顺序是______．
（4）如果光屏上得到一个放大的像，则蜡烛距凸透镜的距离______30cm，光屏距凸透镜的距离______30cm（填大于、等于或小于）．______是这种现象的应用．

Answer

（1）探究凸透镜成像时，光具座的长度要大于凸透镜的4倍焦距；凸透镜的焦距太小时，不便于操作实验．
（2）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央位置．
（3）根据物距和焦距的关系判断成像情况和应用：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，物像在凸透镜的异侧，应用于照相机和摄像机．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，物像在凸透镜的异侧，应用于幻灯机和投影仪．
u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，应用于放大镜和老花镜．
（4）实像能在光屏上呈现，虚像不能在光屏上呈现．
【解析】
（1）一般课桌的长度大约是100cm，如果采用焦距是48cm的凸透镜进行实验，实验需要的长度至少是4×48cm=192cm，这个长度大于课桌的长度，操作不方便；如果采用焦距是15cm的凸透镜进行实验，实验需要的长度至少是4×15cm=60cm，这个长度小于课桌的长度，器材合适；如果采用焦距是4cm的凸透镜进行实验，实验需要的长度至少是4×4cm=16cm，这个长度虽然小于课桌的长度，但是实验范围比较小，不易操作实验．故选择焦距为15cm的凸透镜．
（2）实验中要截去蜡烛的一段是为了使蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，使像成在光屏的中央位置．
（3）凸透镜的焦距是15cm，物距是12cm，u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能承接在光屏上，所以不管怎样位置光屏都承接不到实像．
凸透镜成虚像时，物像在凸透镜的同侧，所以眼睛要在光屏一侧通过凸透镜观察蜡烛，所以排列顺序是眼睛、凸透镜、蜡烛．
（4）光屏上能承接到的像是实像，凸透镜成倒立、放大的实像，2f＞u＞f，所以蜡烛和凸透镜的距离大于15cm而小于30cm，应用于投影仪或幻灯机．
故答案为：（1）15；（2）使蜡烛、凸透镜、光屏的高度大致在同一高度，像能成在光屏的中央；（3）物距小于焦距，凸透镜成虚像，虚像不能呈现在光屏上；眼眼、透镜、蜡烛；（4）小于；大于；投影仪（答案不唯一）．