Question

14．在学完凸透镜成像规律后，小滨选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究．

（1）为了测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该凸透镜，调节光屏位置直到光屏上得到一个最小最亮的光斑．图1是调整完成的状态，该凸透镜焦距f=10cm；
（2）小滨按照图2装好实验器材，在只移动透镜的情况下，无论怎样调节都不能在光屏上成清晰的像，造成上述现象的原因是蜡烛到光屏之间的距离太小；
（3）经过调整，解决了上述问题后开始实验探究．如图3所示，蜡烛在图示位置时，光屏上呈现出清晰的像，现将蜡烛由图示位置移到图中的A处，为再次在光屏上成清晰的像，则他应将光屏向右（左/右）移动；再次形成的像是倒立放大（放大/缩小/等大）的实像，生活中的投影仪（电影机、幻灯机）就是利用这一原理制成的．　　
（4）实验过程中，蜡烛在燃烧中不断缩短，导致光屏上的像向上（上/下）移动．
（5）再把蜡烛移到某点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为u＜f，成的是正立放大的虚像，要想看到这个像，小滨应如何操作：拿掉光屏，透过凸透镜观察蜡烛．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）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；
（3）凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像．应用是放大镜．
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．
物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距．
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．
（4）据凸透镜成像的过程可知，实验过程中蜡烛燃烧不断缩短，导致光屏上的像向上移动；
（5）当物体处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而虚像不能在光屏上呈现；此时物像在同一侧．

解答 解：（1）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1可知：焦点到光心的距离是25cm-15cm=10cm，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）由图2可知，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．
（3）把烛焰向A移动的过程中，此时的物距减小，故像距应该增大，为了使像清晰，应该把光屏向右移动；
蜡烛放在A点，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．幻灯机或投影仪就是利用该原理制成的；
（4）蜡烛不断燃烧，烛焰不断降低，过光心的光线不改变方向，像的位置向上移动；
（5）再把蜡烛移到某点时，由凸透镜成像规律可知，此时物体可能处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而且物像在同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察．
故答案为：
（1）最小最亮；10；
（2）蜡烛到光屏之间的距离太小；
（3）右；放大；投影仪（电影机、幻灯机）；
（4）上；
（5）u＜f，成的是正立放大的虚像；拿掉光屏，透过凸透镜观察蜡烛．

点评 此题主要考查了凸透镜成像的规律及应用，要熟练掌握规律的内容，并能够做到灵活运用．同时考查了对倒立实像的理解，要知道像与物不仅上下相反，而且左右相反．