Question

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．
（1）将一束平行光射向凸透镜，得到如图1所示的光路图，则该透镜的焦距为______cm．
（2）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______．
（3）按如图2所示的方案进行实验和观察，并将观测情况记录在下表中．

实验序号	物距u/cm	像距v/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、放大的实像
5	5		正立、放大的实像

①表中实验序号2中像的性质为______，实验序号4中像距为______cm．
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______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
③若在光屏上得到如图2所示的图象，成像在光屏的左上角．若要通过调整透镜让像在光屏的中央，应向______（右下，左上，右上，左下）调节．

Answer

（1）当物距等于2倍焦距时成等大的倒立的实像；
（2）要知道凸透镜成像规律实验的要求，首先必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上；
（3）物体放在焦点之外时，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种，物距越小，像距越大，实像越大．
物体成倒立、放大的实像时的像距正好等于物体成倒立缩小实像时的物距，物体成倒立、放大的实像时的物距正好等于物体成倒立缩小实像时的像距．
过光心的光线不改变方向进行判断．
【解析】
（1）当u=20cm时，物体成等大的像，所以2f=20cm，即f=10cm；
（2）为了使像成在光屏的中央，必须调节烛焰的焰心、透镜的光心、光屏的中心大致在同一高度上．
（3）①此时物距为25cm，大于2倍焦距20cm，则所成的像是倒立缩小的实像；
凸透镜的焦距是10cm，物距为15cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．当物距为30cm时，像距为15cm，根据光路是可逆的，所以当物距为15cm时，像距为30cm．
②因成实像时，物距越小，像距越大，实像越大，此时物距变小，则像距变大，因此光屏应向远离透镜的方向移动．
③此时烛焰的像在光屏的左上角，根据烛焰射出的光线经光心不改变方向，所以凸透镜向右下角移动．
故答案为：（1）10；（2）同一高度上；（3）①倒立、缩小的实像；30；②远离； ③右下．