Question

小明想探究凸透镜成像规律，实验桌上有两个凸透镜，焦距分别为10cm和20cm。

(1)小明将其中一块凸透镜放在光具座上，保持烛焰、透镜及光屏的中心在_____位置，如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，则他选择的凸透镜的焦距为_____cm；

(2)小明将蜡烛和光屏的位置对换，发现在光屏上仍能成一清晰的像，此时像的性质是倒立、_____的实像；

(3)实验(2)中，不改变各元件的位置，小明换了另一块凸透镜，调节光屏的位置，此时_____（选填“能”或“不能”）在光屏上找到烛焰的像，这是因为_____。

Answer

同一高度 10 放大 不能 物距小于焦距

【解析】

(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；据图看出物距和像距的关系，再据两个凸透镜的焦距分析判断即可。

(2)据光路的可逆性分析即可。

(3)若物体处于凸透镜的1倍焦距以内，在光屏上不能成像，通过凸透镜能看到一个正立、放大的虚像。

(1)[1]小明将其中一块凸透镜放在光具座上，保持烛焰、透镜及光屏的中心在同一高度位置。

[2]此时通过凸透镜在光屏上能成一个实像，据图能看出，此时的物距大于像距，所以在光屏上应该成一个倒立缩小的实像，则此时物体在2倍焦距以外，故30cm>2f，即15cm>f，所以小明选择的凸透镜的焦距为10cm。

(2)[3]据光路的可逆性可知,若将透镜和光屏的位置对换,即此时物体处于1倍焦距和2倍焦距之间，光屏处于2倍焦距以外,此时成倒立、放大的实像,

(3)[4][5]在(2)中的物距是

65cm−50cm=15cm

若不改变各元件的位置，小明换了另一块焦距为20cm的凸透镜时，此时物体相当于处于1倍焦距以内，故光屏上不能成像。