Question

19．小亮同学用一个未知焦距的凸透镜探究凸透镜成像规律：
（1）小亮将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心在一条与光具座平行的直线上，调整的目的是使像能完整的成在光屏的中央．
（2）如图甲所示，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．由图可知，凸透镜对光线具有会聚作用，该凸透镜的焦距是11.0cm．

（3）小红同学按要求进行实验后，将观察和测量情况记录在下表中：

实验序号	物距/cm	像距/cm	像的性质
1	20	6.7	倒立、缩小的实像
2	15	7.5
3	10	10	倒立、等大的实像
4	7.5		倒立、放大的实像
5	4		正立、放大的虚像

小红用的凸透镜的焦距为5cm，在表中填处实验序号2中像的性质，实验序号4中像距的大小．

Answer 1

分析 （1）凸透镜对光线具有会聚作用；由焦点到凸透镜的距离叫做焦距．
（2）根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
u=2f，成倒立、等大的实像，一般用来测量凸透镜的焦距．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜．
（3）光的折射中光路是可逆的．

解答 解：（1）为使烛焰的像能成在光屏的中央，实验前需调节烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在同一高度处．
（2）平行光线经过凸透镜后汇聚于一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用；
焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是11.0厘米．
（3）由表格中数据知，当物距等于10cm时，成倒立、等大的实像，像距也为10cm，所以10cm=2f，则f=5cm；
在序号2中，物距为15cm，u＞2f，所以成倒立、缩小的实像；
由序号2知，当u=15cm时，v=7.5cm，根据光路的可逆性，所以当u=7.5cm时，像距v=15cm．
故答案为：（1）使像能完整的成在光屏的中央；（2）会聚；11.0；（3）5；倒立、缩小的实像；15．

点评 本题主要考查了凸透镜成像规律的应用，掌握焦距的概念、凸透镜成像的规律及凹透镜对光线的作用是解决问题的关键．