Question

13．如图所示，这是小浩同学探究凸透镜成像规律的实验装置图．
（1）实验前，小浩需要点燃蜡烛，并调整凸透镜与光屏的高度，使蜡烛火焰与凸透镜的中心、光屏的中心大致在同一高度．
（2）老师告诉他，凸透镜的焦距是10cm．移动光屏，结果在凸透镜右侧大约63cm处获得了清晰的像．人们运用这条成像规律制造出了照相机（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）
（3）小浩好动且思维颇有创意，他突发奇想，要是把蜡烛与光屏的位置互换，结果会怎样呢？他立即一试，哇塞！太神奇了，光屏上的像依旧十分清晰，只是原来缩小的像变成了放大的像！你能解释一下所成像依旧清晰的原因吗？折射光路可逆（选填“反射光路可逆”、“折射光路可逆”或“光是沿直线传播的”）．
（4）向右移动蜡烛到一定的位置时，无论怎样移动光屏都无法在光屏上承接到像，可能的原因是蜡烛在焦点以内．

Answer 1

分析 （1）为使像成在光屏的中央，要调整凸透镜与光屏的高度，使蜡烛火焰与凸透镜的中心、光屏的中心大致在同一高度；
（2）由图中求出此时的物距并比较与焦距的关系，根据凸透镜成像规律，确定像的性质；
根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断：
凸透镜成像中，当u＞2f时，f＜v＜2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；
当f＜u＜2f时，v＞2f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；
当u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜；
（3）在折射中现象中光路是可逆的，当烛焰和光屏对调位置后，光屏上还能出现清晰的像；
（4）凸透镜成像时，当物体放在在焦点处或焦点内时，都不能在屏上成像．若凸透镜、光屏、烛焰中心不在同一高度处，也不能在光屏上成像．

解答 解：（1）为使像成在光屏的中央，要点燃蜡烛，并调整凸透镜与光屏的高度，使蜡烛火焰与凸透镜的中心、光屏的中心大致在同一高度上；
（2）凸透镜焦距：f=10cm，像距v=63cm-50cm=13cm，f＜v＜2f，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像，所以根据这一原理制成的是照相机；
（3）若把蜡烛与光屏的位置互换，原来的像距变为物距，因折射现象中光中是可逆的，所成像依旧清晰．；
（4）由图可知，凸透镜、光屏、烛焰中心在同一高度处，向右移动蜡烛到一定的位置时，无论怎样移动光屏都无法在光屏上承接到像，可能是物体放在焦点内，成虚像．
故答案为：（1）同一高度；（2）照相机；（3）折射光路可逆；（4）蜡烛在焦点以内．

点评 本题探究“凸透镜成像规律”，考查器材的调试、凸透镜成像规律成像规律及应用及光路的可逆性等知识，难度中等．