Question

小华想探究凸透镜成像规律．实验桌上有A和B两个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为10cm，凸透镜B的焦距为60cm．光具座上标尺的刻度范围如图所示．

（1）小华想探究凸透镜成实像的规律，应选用______凸透镜（选填“A”或“B”）．
（2）实验之前，他把蜡烛、凸透镜以及光屏放到水平光具座上，把凸透镜固定在50cm处，然后调整______和______的高度使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度．
（3）实验过程中，他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，移动光屏，直到光屏上呈现出烛焰清晰的像，则该像是______（“正立”或“倒立”）的、______（“放大”、“等大”、“缩小”）的实像，此像在60cm和70cm之间．
（4）当他把蜡烛靠近到离凸透镜20cm时，移动光屏并且在光屏上看到了一个清晰的______（“正立”或“倒立”）的、______（“放大”、“等大”、“缩小”）的、______（“实”或“虚”）像，他发现像到凸透镜的距离也是20cm．
（5）当他把蜡烛靠近到离凸透镜15cm时，移动光屏并且在光屏上看到的像是______（“正立”或“倒立”）的、______（“放大”、“等大”、“缩小”）的、______（“实”或“虚”）像．
（6）他把蜡烛放到40cm和50cm之间时，无论怎么移动光屏也不能在光屏上看到像，当他在放了光屏的这一侧向凸透镜看去，又找到了一个像，这个像是______（“正立”或“倒立”）的、______（“放大”、“等大”、“缩小”）的、______（“实”或“虚”）像．
（7）通过实验探究，他总结出了凸透镜成像的规律：
a：当物体通过凸透镜在光屏上成倒立缩小的像时，物距u和焦距f的关系是______；像距v和焦距f的关系是______．
b：当物体通过凸透镜在光屏上成倒立等大的像时，物距u和焦距f的关系是______；  像距v和焦距f的关系是______．
c：当物体通过凸透镜在光屏上成倒立放大的像时，物距u和焦距f的关系是______；像距v和焦距f的关系是______．
d：当通过凸透镜在蜡烛同侧看到蜡烛正立放大的像时，物距u和焦距f的关系是______．
（8）他还得出：凡是实像都是______（“正立”或“倒立”）的，并且像和物在凸透镜的______（“同侧”或“异侧”）； 凡是虚像都是______（“正立”或“倒立”）的，并且像和物在凸透镜的______（“同侧”或“异侧”）．

Answer

（1）根据凸透镜成倒立、缩小的实像时，根据物距和像距的关系，判断选择的凸透镜．
（2）凸透镜成像规律：①物距小于焦距时，成正立、放大的虚像；
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像；
③物距等于二倍焦距时，成倒立、等大、实像；
④物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像．
【解析】
（1）当研究凸透镜成像规律之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像时．像距2f＞v＞f．那么如果使用B透镜，则光具座不够长，因此使用A凸透镜；
（2）实验时要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，这样烛焰的像才能成在光屏的中央；
（3）点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，移动光屏，就会呈现出烛焰清晰的倒立、缩小的实像；
（4）点燃的蜡烛放置在距凸透镜20cm处时，移动光屏，就会呈现出烛焰清晰的倒立、等大的实像；
（5）点燃的蜡烛放置在距凸透镜15cm处时，移动光屏，就会呈现出烛焰清晰的倒立、放大的实像；
（6）把蜡烛放到40cm和50cm之间时，无论怎么移动光屏也不能在光屏上看到像，当他在放了光屏的这一侧向凸透镜看去，就会看到一个正立、放大的虚像；
（7）通过实验探究，他总结出了凸透镜成像的规律：
a：当物体通过凸透镜在光屏上成倒立缩小的像时，物距u＞2f，像距f＜v＜2f．
b：当物体通过凸透镜在光屏上成倒立等大的像时，物距u=2f，像距v=2f．
c：当物体通过凸透镜在光屏上成倒立放大的像时，物距f＜u＜2f，像距v＞2f．
d：当通过凸透镜在蜡烛同侧看到蜡烛正立放大的像时，物距u＜f．
（8）实像都是倒立的，并且像和物在凸透镜的异侧；实像都是正立的，并且像和物在凸透镜的同侧．
故答案为：（1）A；
（2）蜡烛；光屏；
（3）倒立；缩小；
（4）倒立；等大；实；
（5）倒立；放大；实；
（6）正立；放大；虚；
（7）a：u＞2f；f＜v＜2f；
b：u=2f；v=2f；
c：f＜u＜2f；v＞2f；
d：u＜f；
（8）倒立；异侧；正立；同侧．