Question

9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小红同学按如图甲所示的装置进行实验，依次改变蜡烛的位置，移动光屏直到找到清晰的像．记下蜡烛、光屏到凸透镜的距离，还算出了烛焰像的大小与烛焰的大小之比，数据如下表：

实验次数	蜡烛到凸透镜的距离/cm	光屏到凸透镜的距离/cm	烛焰像的大小/烛焰的大小
1	30	20	0.7
2	24	24	1
3	18	36	2
4	15	60	4

（1）由表可知，该凸透镜的焦距为12cm．
（2）第1次实验在光屏上所称的像倒立、缩小的实像，生活中应用了凸透镜这一成像规律而制成的物品有照相机（请举一例）．
（3）实验结束后，小红试着调节如图乙所示的投影仪，如果要使屏幕上得到更大的清晰的像，他应将投影仪远离屏幕，并把镜头向下（选填“上”或“下”）移动．
（4）接下来小红想改变焦距为5cm的另外一个凸透镜继续进行实验，如果不改变图甲中蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应向靠近透镜方向移动．

Answer 1

分析 要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律：
（1）凸透镜成像规律：①物距小于焦距成正立、放大虚像，像距大于物距，应用是放大镜．
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大实像，像距大于二倍焦距，应用是幻灯机、投影仪．
③物距等于二倍焦距成倒立、等大实像，像距等于二倍焦距．
④物距大于二倍焦距成倒立、缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，应用是照相机．
（2）成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小；物距变小，像距变大，像变大，简记为“物远像近像变小，物近像远像变大”．

解答 解：
（1）由第2次实验数据可见，物距等于像距，说明U=V=2f，因此凸透镜的焦距f=$\frac{U}{2}$=$\frac{24cm}{2}$=12cm；
（2）第1次实验中，物距为30cm＞2f，因此成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这个原理制成的；
（3）投影仪的屏幕上得到更大的清晰的像，根据“物近像远像变大”，因此投影仪远离屏幕（像远），同时减小镜头与投影片的距离（物近），即把镜头向下移动
（4）当改用焦距为5cm的透镜进行实验，不改蜡烛和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像小像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜移动，像变小，即此时成倒立缩小的实像．
故答案为：
（1）12cm；
（2）缩小；照相机；
（3）下；
（4）靠近透镜．

点评 （1）能够根据“物距等于二倍焦距成倒立、等大实像，像距等于二倍焦距”判断出凸透镜的焦距是解题的关键；
（2）熟练掌握凸透镜的成像规律是解决此类问题的基础．