Question

【题目】某同学利用图示装置来研究凸透镜成像。

(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,为了使烛焰的像在光屏中央,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在___________。

(2)按要求进行观察和测量,并将观测情况记录在下表中。

①根据上表信息,试判断: 透镜焦距f=___ cm,当物距u=25 cm时,成倒立、_____的实像,蜡烛燃烧一段时间后,烛焰的像将位于光屏中心的______(选填“上”或“下”)方。

②根据折射现象中光路是________的,得出第4次实验的像距v=____cm。

③第5次实验,要观察到正立、放大的虚像,眼睛应与蜡烛在凸透镜的_____(选填“同”或“异”)侧。

④通过对实验数据的分析可得出,________倍焦距处是放大与缩小实像的分界点。

Answer 1

【答案】 同一高度 10 缩小 上 可逆 30 异 2

【解析】分析：（1）要解决此题，需要知道在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度．

（2）①要解决此题，首先要知道凸透镜的焦距，需要掌握凸透镜成像的规律．知道当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；

②根据光路的可逆性，由1的数据可知4的数据；

③凸透镜成虚像时，像与物体同侧；

④根据数据，成等大像的位置应该时放大和缩小实像的分界点．

解答：（1）在做实验的过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度上，是为使烛焰的像成在光屏的中心．

（2）①由题意知，u=20cm时，v=20cm，所以f=10cm；当物距u=25cm时，物距u＞2f．根据凸透镜成像的规律可知，此时成倒立、缩小的实像．蜡烛燃烧一段时间后，由于通过光心的光线方向不改变，则烛焰的像将向上移动，即烛焰的像将位于光屏中心的上方；

②折射时光路是可逆的，由第一组数据知，物距为30cm时，像距为15cm，所以当物距为15cm时，像距为30cm；

③虚像与蜡烛在凸透镜的同侧，所以要观察虚像，眼睛应与蜡烛在凸透镜的异侧进行观察；

④由表格中数据知，当物距等于20cm时，成等大的实像；物距大于20cm时，成缩小的实像；物距小于20cm时，成放大的实像；由此可知，20cm=2f处是成放大和缩小实像的分界点．

故答案为：(1). 同一高度 (2). 10 (3). 缩小 (4). 上 (5). 可逆 (6). 30 (7). 异 (8). 2