Question

【题目】小明想探究凸透镜成像规律。现有两个凸透镜，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，当烛焰、凸透镜及光屏的位置如图所示时，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、_____（选填“放大”或“缩小”）的实像。

（3）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果透镜上落上一只小虫，则光屏上所成的像的亮度将_____（选填“变亮”或“变暗”或“不变”）。

（4）为了便于观察实验现象，实验的环境应该_____（选填“较亮”或“较暗”）为好。

Answer 1

【答案】10 放大 变暗 较暗

【解析】

（1）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）由图知，蜡烛处于2倍焦距之外，在透镜的另一侧的光屏上得到清晰缩小的像，在光的折射中，光路是可逆的，分析若将蜡烛与光屏的位置对调，光屏上像的性质。

（3）凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗。

（4）透镜成像时，在较暗的环境中，实验效果越明显，蜡烛的像越明显。

（1）此时通过凸透镜在光屏上能成一个实像，据图能看出，此时在光屏上成一个倒立缩小的实像，所以此时物体在2倍焦距以外，即u=30cm＞2f，即15cm＞f，已知两个凸透镜的焦距分别为10cm和20cm，所以小明选择的凸透镜的焦距为10cm。

（2）由图知，蜡烛原来处于2倍焦距之外，在透镜的另一侧的光屏上得到清晰缩小的像，这个像是实像；在光的折射中，光路是可逆的，当把蜡烛放在光屏位置，光屏放在原来蜡烛的位置，即此时物体处于1倍焦距和2倍焦距之间，据光路的可逆性可知，此时成倒立、放大的实像。

（3）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但仍有大部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，故亮度会变暗。

（4）为使实验现象更加明显，实验应该在比较暗的环境中进行，这样成的蜡烛的像更加清晰，便于观察。