题目内容
20．（1）如图1所示，光会聚于 b 点，在虚线区域内放甲透镜后，光会聚于主光轴 MN 上的 a 点；在虚线区域内换放乙透镜后，光会聚于主光轴 MN 上的 c 点．现在小明想进一步探究凸透镜成像的特点，他应选择乙（选填“甲”或“乙”）透镜．小明选择好凸透镜后在光具座上进行实验：
（2）为测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，须调节光屏位置直到在屏上得到一个最小最亮的光斑．图甲是调节完成的状态，该透镜的焦距 f=10.0cm；
（3）小明按图乙组装好实验装置．在只移动透镜的情况下，他发现都不能在光屏 上成清晰的像．由此，你猜想造成上述现象的原因是像物之间的距离太小；
（4）如图丙所示，蜡烛在光具座上 A 处时，可在 B 处的光屏上成一清晰的像，所 成像为倒立、放大的实像．若把蜡烛从 A 处向左移动距离 s 到 C，为在光屏 上再次成清晰的像，则他应将光屏向左（选填“左”或“右”）移动．
（5）小明和其他同学继续利用凸透镜和蜡烛进行成像实验．从各组汇报数据中发 现，当物距均为 20.0cm 时，有两个小组所测像距分别为 16.0cm、24.0cm，与理论 像距 20cm 相比偏差较大．若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分 析出现这种情况的原因：像没有最清晰时就测像距．
分析 （1）根据图判断出甲乙对光线的作用，根据凸透镜和凹透镜对光线的作用进行判断．凸透镜有会聚光线的作用，凹透镜有发散光线的作用．
（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点．焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．
（3）根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系，当u=2f，成倒立、等大的实像，此时v=2f；
（4）根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系可确定像的性质；凸透镜成像时，物距增大，像距减小；凸透镜成像时，当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之距最小．
（5）同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距．
解答 解：（1）由图知，若光沿直线传播会聚到b点，经过甲会聚到c点，说明甲对光线有发散作用，是凹透镜；经过乙会聚到a点，说明乙对光线有会聚作用，是凸透镜．所以应选择乙透镜．
（2）让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，由图2可知：焦点到光心的距离是25.0cm-15.0cm=10.0cm，所以凸透镜的焦距是10.0cm．
（3）由图2可知，此时u=2f，在只移动透镜的情况下，当物距u=2f，成倒立、等大的实像，此时v=2f，但光屏的位置就不符合v=2f；
当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f，同样光屏的位置也不符合v＞2f；因此都不能在光屏上成清晰的像．要想在光屏上得到像，就得将光屏远离透镜，因此造成都不能在光屏上成清晰的像的原因是蜡烛和光屏间距离较小．
（4）由图3可知，物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，可在B处的光屏上成一清晰的像，所成像为倒立、放大的实像；凸透镜位置不变，蜡烛向左移动，物距增大，像距减小，光屏向左移动才能接到清晰的像．当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之距最小．当由A处向左移动时，由于物体向2f处靠近，所以物像之距在减小，因为物体向左移动，像也向左移动．
（5）同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距．
故答案为：（1）乙；（2）最小最亮；10.0；（3）像物之间的距离太小（小于4f）；（4）倒立；放大；左；（5）像没有最清晰时就测像距
点评 此题考查了根据数据分析影响凸透镜焦距的因素、各种颜色的光的偏折程度以及凸透镜成像规律的理解，要熟练掌握凸透镜成像的规律，光路的可逆性、过光心的光线方向不变．
在探究影响摩擦力大小的实验中：| A． | 我们所用物理教材的厚度约为 5cm | B． | 中学生正常步行速度约 4km/h | ||
| C． | 洗澡水的温度是 80℃ | D． | 正常人心脏跳动 1 次时间约 0.2s |
