Question

6．小亮利用如图装置，做“探究凸透镜成像规律”的实验．

（1）在他开始实验时，应先将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整到同一水平高度．
（2）由于凸透镜的焦距未知，于是他将凸透镜放在光具座50cm处，将蜡烛换成平行光源，用平行于主光轴的光照射凸透镜，当光屏移动到光具座65cm刻线处时，看到光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是15cm．
（3）他保持凸透镜的位置不变，换掉平行光源，将点燃的蜡烛放在光具座20cm刻线处，这时小亮将处于光具座65cm刻线处的光屏向右侧移动（选填：“左”或“右”），于是在光屏上得到一个倒立、等大的实像．

Answer 1

分析 （1）为了使像能成在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上；
（2）凸透镜能使平行于主光轴的光会聚的点到其光心的距离为焦距；
（3）凸透镜成像的规律及其应用之一：当u=2f时，成倒立、等大的实像，v=2f．

解答 解：（1）根据实验的要求，让像成在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上；
（2）因焦距指焦点到凸透镜光心的距离，此时成最小最亮的光斑处到凸透镜的距离即为焦距f=65cm-50cm=15cm；
（3）点燃的蜡烛放在光具座20cm刻线处，物距u=50cm-20cm=30cm=2f时，由凸透镜成像规律可知，成倒立等大的实像，此时物距v=2f，应位于50cm+2×15cm=80cm处，所以光屏应向右移动才能得到清晰的像．
故答案为：（1）同一水平高度；（2）15；（3）右；等大．

点评 此题考查的是凸透镜焦距的确定及成像规律和实际应用，属于基本技能的考查和基本规律的应用，难度不大，熟练掌握凸透镜成像规律是解决此类问题的前提．