Question

8．小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论．请你将空缺部分补充完整
（1）实验用的凸透镜焦距约是10厘米．
（2）为了研究凸透镜的成像规律，先将蜡烛、凸透镜和光屏放到光具座上，然后调节它们的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在同一高度．
（3）当烛焰离凸透镜30厘米时，光屏应在透镜另一侧移动，光屏在某一位置上会呈现一个清晰的倒立、缩小的实像．根据这个规律人们制造了照相机．
（4）当烛焰离凸透镜15厘米时，在某一位置上光屏上会呈现一个清晰的倒立、放大的实像．
（5）当烛焰离凸透镜5厘米时，光屏上不能成像，但透过透镜能看到一个正立、放大的虚像．

Answer 1

分析 （1）平行光线经过凸透镜折射后会会聚于焦点；
（2）为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；
（3）凸透镜成像的规律：
当物距大于2f时，成倒立、缩小的实像，像距处于f和2f之间，应用是照相机；
当物距等于2f时，成倒立、等大的实像，像距等于2f；
当物距处于f和2f之间时，成倒立、放大的实像，像距大于2f，应用是幻灯机或投影仪；
当物距小于f时，成正立、放大的虚像，应用是放大镜．

解答 解：（1）观察图可知，平行光线经凸透镜折射后会聚于焦点，焦点距离凸透镜光心距离为10cm，所以焦距为10cm；
（2）点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度处，这样像才能成在光屏的中央；
（3）当烛焰离凸透镜30厘米时，则位于2倍焦距以外，在某一位置上光屏上会呈现一个清晰的倒立、缩小的实像，根据这个规律人们制造了照相机；
（4）当烛焰离凸透镜15厘米时，则位于1倍焦距和2倍焦距之间，在某一位置上光屏上会呈现一个清晰的倒立、放大的实像；
（5）当烛焰离凸透镜5厘米时，则位于1倍焦距以内，不能够成实像，所以光屏上不成像；但透过透镜能看到一个正立、放大的虚像．
故答案为：（1）10；
（2）同一高度；
（3）倒立、缩小的实；照相机；
（4）倒立、放大的实；
（5）不能成像；正立、放大的虚．

点评 要解决有关凸透镜成像的问题，首先要掌握凸透镜成像特点与物距、像距的关系，并自己进行总结一些规律性的知识，例如通过像距和物距的大小关系来判断像和物体的大小关系，根据物近像远像变大的特点来判断像的变化及像距的变化等．