Question

小明发现光通过玻璃砖后传播方向发生了改变，于是他对凸透镜做了如下的研究：把凸透镜正对着太阳光在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，测得光斑到透镜中心的距离是15cm，然后把凸透镜、光屏、蜡烛安装到光具座上开始实验．
（1）凸透镜的焦距是

15

cm
（2）实验前在光具座上由左至右应该依次放置

蜡烛

、

凸透镜

、

光屏

，
（3）实验中，小明将点燃的蜡烛先后放在a、b、c、d、e各点，并移动光屏，在光屏上得到清晰的像，则烛焰在

b

点，屏上的像最大；烛焰在

e

点，屏上的像最小；烛焰在

F

、

a

点，屏上得不到像．
（4）经过多次试验他总结出了：①凸透镜成的实像总是

倒

立的，成的虚像总是

正

立的；②凸透镜成实像时，物距越小，像距越

远

，像越

大

．

Answer 1

分析：（1）根据凸透镜对光线的会聚作用以及焦距的定义，便可知测出凸透镜的焦距．
（2）根据凸透镜成像规律结合实验器材安装的知识分析即可解决该题．
（3）凸透镜成像的几种情况：
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．
物体在凸透镜的焦点上即U＜f时，不成实像也不成虚像．
（4）凸透镜成实像时，物距越小，像距越大．

解答：解：（1）因焦点到光心的距离为焦距，则由“测得光斑到透镜中心的距离是15cm，”可知凸透镜的焦距是15cm．
（2）从实验器材的安装上考虑：若凸透镜成实像，器材安装必须能保证能像呈现在光屏上，故要将凸透镜放在中间，蜡烛和光屏放在其两侧，故实验前在光具座上由左至右应该依次放置蜡烛、凸透镜、光屏．
（3）屏上出现像是实像，凸透镜成实像时，蜡烛在凸透镜的焦点以外，物距越小，像越大．所以蜡烛放在b点时，光屏上的像最大．
当U＞2f，成倒立、缩小的实像．物距越大，像越小．所以蜡烛放在e点，屏上的像最小．
烛焰在a点，U＜f，成正立、放大的虚像，所以蜡烛放在a点，屏上不能呈接到像，但透过透镜却可以观察到一个放大的虚像．
烛焰在F点，不成实像也不成虚像，故屏上得不到像．
（4）经过多次试验可得出：①凸透镜成的实像总是倒立的，成的虚像总是正立的；
②凸透镜成实像时，物距越小，像距越远，像越大．
故答案为：（1）15；       
（2）蜡烛、凸透镜、光屏；
（3）b；e；F；a；
（4）倒；正；远；大．

点评：本题考查凸透镜成像规律，分清物距与像距的变化情况，记牢像的特点．还有要注意的是物体放在凸透镜的焦点上，凸透镜既不能成实像也不能成虚像．