Question

用焦距未知的凸透镜“探讨凸透镜成像规律”实验：通过调整物距及像距，在光屏上得到倒立、缩小的像，测量并记录物距和像距，实验序号为1、2；通过调整物距再做两实验，在光屏上得到倒立、放大的像，测量并记录物距和像距，实验序号为3、4．

（1）在实验前，需要调节凸透镜、光屏的高度，使它们的中心和烛焰的中心大致在

同一高度

上，这样做的目的是

完整的像成在光屏中央

；
（2）如图是实验序号4对应的实验图，请将物距、像距填写在表格中；

像的性质	实验序号	物距u/cm	像距v/cm
倒立、缩小的像	1	50	16
	2	30	20
倒立、放大的像	3	20	30
	4

（3）分析前面的4组数据及对应的现象，为了尽快在光屏上得到倒立等大的像，你的做法是：

将凸透镜向右移动，使物距等于像距

，进行完此操作后，把测得的物距与凸透镜焦距对比，发现当物距μ=24cm时，能得到倒立、等大的实像．用你学过的知识判断，此透镜的焦距为

12

cm．
（4）把物距调节到小于

12

cm时，用眼睛透过凸透镜观察烛焰，发现一个正立、放大的虚像．

Answer 1

分析：（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）凸透镜成像规律：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．
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．
（3）物距等于二倍焦距成倒立等大实像，根据图中蜡烛、凸透镜、光屏的位置确定做法．
（4）物距小于焦距成正立、放大的虚像．

解答：解：（1）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，使完整的像成在光屏中央．
（2）由凸透镜成像规律，根据光路的可逆性可知，实验序号4对应的物距、像距如下表所示：
（3）由凸透镜成像规律可知，物距等于二倍焦距成倒立等大实像，则将凸透镜向右移动，使物距等于像距即可．当物距u=24cm时，能得到倒立、等大的实像．则2f=24cm，此透镜的焦距f=12cm．
（4）已知此透镜的焦距f=12cm，由凸透镜成像规律可知，则把物距调节到小于12cm时，用眼睛透过凸透镜观察烛焰，发现一个正立、放大的虚像．
故答案为：（1）同一高度；完整的像成在光屏中央
（2）见下表：

像的性质	实验序号	物距u/cm	像距v/cm
倒立、缩小的像	1	50	16
	2	30	20
倒立、放大的像	3	20	30
	4	16	50

（3）将凸透镜向右移动，使物距等于像距；12
（4）12．

点评：此题主要考查了凸透镜成像的规律及应用，平时要熟练掌握凸透镜成像的规律，能做到举一反三．