Question

（14分）小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论。请你将空缺部分补充完整。

实验序号	物距μ/cm	像距ν/cm	像的性质
1	30	15	倒立、缩小的实像
2	25	16.7
3	20	20	倒立、等大的实像
4	15		倒立、缩小的实像
5	5		正立、放大的虚像

⑴将一束平行光射向凸透镜，得到如图所示的光路图。则该透镜的焦距为      cm。（1分）

⑵将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在        。（2分）

⑶按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中。

①表中实验序号2中像的性质为       、        、         。（3分）

②当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向        （填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。（2分）

③表中实验序号4中像距为        cm

⑷实验中，某同学在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，如下图所示(P点是2倍焦距处)，你解决的方法是                                。（2分）

⑸再把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的虚像，要想看到这个像，应从图中的        （填“C”或“D”）箭头所示的方向去观察。（2分）

⑹当两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于右图所示的位置时，光屏上C、D两处会得到清晰缩小的像，用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏上      ___（填“C”或“D”）处仍能得到一个清晰的像。（2分）

Answer

（1）10；（2）同一高度；（3）①倒立；缩小的；实像；②远离；③30；（4）升高蜡烛的高度；（5）虚像；C；（6）C．

【解析】

试题分析：（1）如图所示，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10cm．

（2）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．

（3）①已知凸透镜的焦距是10cm；根据表中序号为2的数据可知，25cm＞2f，2f＞16.7cm＞f，所以成倒立、缩小的实像．②光屏上仍然得到清晰的像说明凸透镜成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，所以当烛焰从远处向透镜靠近时，光屏应向远离凸透镜的位置移动．③根据表中序号为1的实验数据可知，当物距为30cm时，像距为15cm，成倒立、缩小的实像，根据光路是可逆的，所以当物距为15cm时，像距为30cm，成倒立、放大的实像．

（4）由图可知，像在光屏上的位置偏高，因为成的是倒立的像，所以可以使蜡烛的高度升高，使蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度．

（5）把蜡烛移到B点处，U＜f时，凸透镜成正立放大的虚像．光屏上承接不到像，需要透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像，故需从C箭头所示的方向去观察．

（6）根据过光心的光线不改变方向，可以判断A处烛焰的像在D点，用厚纸板挡住A处的烛焰，D处烛焰的像不见了，C处还能看到B处烛焰的像．

考点：凸透镜成像规律及其探究实验