Question

20．在”探究凸透镜成像规律“的实验中：
（1）实验时应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调节到同一高度，目的是为了使像清晰的成在光屏的中央；实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏成的像向上移动，可以适当将凸透镜向下调节．
（2）按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中（透镜焦距f=10cm）．

实验序号	物距u/cm	像距v/cm	像的性质
1	30	15	倒立、缩小、实像
2	25	20	倒立、等大、实像
3	20	23	倒立、放大、实像
4	15		倒立、放大、实像
5	5	/	正立、放大、虚像

①根据上表信息，试判断：当满足u=22cm时，成倒立、缩小的实像．
②根据折射现象中光路是可逆的，得出第4次实验的像距v=30cm；
③第5次实验，要观察到正立、放大的虚像，眼睛应与蜡烛在凸透镜的异（选填“同”或“异”）侧；
④通过对实验数据的分析可得出，二倍焦距处是放大与缩小的实像的分界点．
（3）把蜡烛放在距凸透镜25cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像“A”；接着把蜡烛放在距凸透镜28cm的位置，再移动光屏，在光屏上形成清晰的像“B”．由实验可知像“A”大于（选填“大于”或“小于”）像“B”．

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，应使像呈现在光屏的中央；烛焰在光屏上的像偏高，若要使烛焰成像在光屏的中心，应将蜡烛向上调，这样像会向下移动；
（2）①凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像；
②根据光路的可逆性，由1的数据可知4的数据；
③凸透镜成虚像时，像与物体同侧；
④根据数据，成等大像的位置应该时放大和缩小实像的分界点．
（3）凸透镜成像中，当u＞2f时，成倒立缩小的实像，凸透镜成实像时，物近像远像变大．

解答 解：
（1）为了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
蜡烛燃烧一段时间后变短，烛焰中心的高度降低，烛焰在光屏上的像向上移动，在光屏的上方．要想使像重新回到光屏的中心，应将光屏向上移，或凸透镜向下方移动．
（2）①已知透镜焦距f=10cm，当u=22cm时，u＞2f，此时成成倒立、缩小的实像；
②折射时光路是可逆的，由第一组数据知，物距为30cm时，像距为15cm，所以当物距为15cm时，像距为30cm；
③第5次实验中u=5cm＜f，成虚像，虚像与蜡烛在凸透镜的同侧，所以要观察虚像，眼睛应与蜡烛在凸透镜的异侧观察；
④由表格中数据知，当物距等于20cm时，成等大的实像，大于20cm时，成缩小的实像，小于20cm时，成放大的实像，可知20cm=2f处是成放大和缩小实像的分界点．
（3）把蜡烛放在距凸透镜25cm的位置，即u＞2f时，由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像A，
把烛焰放在距凸透镜28cm处时，即u＞2f时，由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像B，
根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，像“A”大于像“B”．
故答案为：（1）使像清晰的成在光屏的中央；上；下；
（2）①缩小；②30；可逆；30；③异；④二；
（3）大于．

点评 本题考查学生观察凸透镜成像实验的掌握，要牢记凸透镜成像的规律，并能灵活运用．