Question

4．“探究凸透镜成像规律及应用”的活动：
（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，如图甲，则该凸透镜的焦距为10cm；
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整使蜡烛火焰、光屏的中心、凸透镜的光心在同一高度上，这样可以使像成在光屏的中心；
（3）如图乙，保持凸透镜位置不变，将点燃的蜡烛移到标尺10cm处，再移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止，这个像相对烛焰来说是缩小（选填“放大”/“缩小”）的；
（4）保持凸透镜位置不变，将点燃的蜡烛移到标尺30cm处，再移动光屏至标尺70cm处，光屏上就会得到一个与烛焰大小一样的清晰像；
（5）观察完（4）的实验现象后，仍保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到标尺35cm处，光屏应向右侧移动，才能接收到一个清晰的像；当蜡烛移动到标尺45cm时，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰的像，这时应当在透镜的右侧并通过透镜向左侧观察（均选填“左”/“右”），能看到烛焰放大（选填“放大”/“缩小”）、正（选填“正”/“倒”）立的虚像．

Answer 1

分析 （1）图中测量凸透镜焦距的方法：平行光聚焦法，亮点为焦点，焦点到光心的距离为就焦距，由此可以确定其焦距是多少；
（2）实验的，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度；
（3）当u＞2f时，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（4）当u=2f 时，v=2f，即成倒立等大的实像；
（5）根据凸透镜成像的三种情况进行判断：u＞2f，成倒立、缩小的实像；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．u＜f，成正立、放大的虚像；

解答 解：
（1）由图甲知，焦点到凸透镜的距离为60cm-50cm=10cm，所以凸透镜的焦距为f=10cm；
（2）实验的，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度；
（3）将点燃的蜡烛移到标尺10cm处，此时的物距为u=50cm-10cm=40cm＞2f=20cm，在光屏上成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（4）保持凸透镜位置不变，将点燃的蜡烛移到标尺30cm处，即此时的物距是20cm，即恰好处于2f处，故此时像应该处于另一侧的2f处，即移动光屏至标尺 70cm处，光屏上就会得到一个与烛焰大小一样的清晰像；
（5）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到标尺35cm处，此时物距为u=50cm-35cm=15cm，处于蜡烛位于1倍焦距和2倍焦距之间，所以成倒立放大的实像，物距变小，像距变大，光屏应向右侧移动；当蜡烛移动到标尺45cm时，u＜f，成正立放大虚像，即应当在透镜的右侧并通过透镜向左侧观察，能看到烛焰放大、正立的虚像；
故答案为：（1）10；（2）同一高度；（3）缩小；（4）70；（5）右；右；左；放大；正．

点评 凸透镜成像的规律涉及四个方面的内容：物距与焦距的关系；成像性质；像距与焦距的关系；应用．只要告诉这四个方面中的一个，就可以确定其余的三个方面．
要确定凸透镜的成像性质，只要知道：物距与焦距的关系、凸透镜成像的应用、像距与焦距的关系这三个方面中的一个即可．