Question

小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”，已知凸透镜焦距为10cm。

（1）小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在_____

（2）蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示，光屏上成清晰的像（像未画出），该像为倒立、_____（填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的_____（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了这个成像原理。

（3）保持蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，应将凸透镜移到光具座_____cm刻度线处，光屏上会再次出现清晰倒立、_____（填“放大”或“缩小”）的实像。

（4）将凸透镜重新移回到如图所示位置，在光具座70cm刻度线处又放置一个相同的凸透镜，取走光屏。在这两个凸透镜右侧通过透镜也可以观察到蜡烛所成的像，生活中的_____（填“显微镜”或“望远镜”）利用了这个成像原理。

Answer

同一高度 缩小 照相机 35 放大 望远镜

【解析】

(1)[1]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；

(2)[2][3]凸透镜的焦距是10.0cm，由图可知，物距

u＝50cm﹣20cm＝30cm，

物距u＞2f，成倒立、缩小的实像；照相机就是利用这一成像规律工作的；

(3)[4][5]由图可知，物距

u＝50cm﹣20cm＝30cm，

像距

v＝65cm﹣50cm＝15cm；

若保持凸透镜位置不变，要在光屏上再次得到清晰的像，此时的像距v′＝30cm（即此时的像距与原来的物距相等），根据光路的可逆性，此时的物距u′＝v＝15cm，所以此时蜡烛的位置在

50cm﹣15cm＝35cm，

处，蜡烛位于1倍焦距和2倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像；

(4)[6]在光具座70cm刻度线处又放置一个相同的凸透镜，取走光屏，在这两个凸透镜右侧通过透镜观察到蜡烛，蜡烛经过50cm处凸透镜成倒立缩小的实像，这个倒立缩小的实像正好落在这个凸透镜焦距内，70cm处凸透镜，相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像，所以望远镜利用了这个成像原理。