Question

3．小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律．

（1）测焦距：如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑．由此可得出该凸透镜的焦距为10cm；
（2）如乙图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度，可在光屏上得到一个清晰倒立、缩小（选填“放大”或“缩小”）的实像．若对换蜡烛和光屏的位置，光屏上仍能得到一个清晰的像，据此原理，人们制成的光学仪器是投影仪；
（3）如乙图所示，把凸透镜换成焦距为30cm的，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，移动光屏，在光屏上不能（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，原因是像距大于60cm；
（4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L₀，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图丙所示，则该透镜焦距f＜L（填“＞”“＜”“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=L₀-2L（用L₀，L表示）

Answer 1

分析 （1）焦距是从焦点到凸透镜的距离；
（2）物距大于像距，凸透镜成倒立缩小的实像；物距小于像距，凸透镜成倒立缩放大的实像，幻灯机或投影仪都是根据这个原理制成的
（3）根据物距处于f和2f之间时，凸透镜成倒立放大实像，像距大于2f的特点分析．
（4）对比（2）（3）成像条件，结合烛焰和光屏之间距离不变，分析解答．

解答 解：（1）焦距是从焦点到凸透镜的距离，由图知，该凸透镜的焦距f=40cm-30cm=10cm；
（2）蜡烛距凸透镜的距离为35cm，则物距大于2f，则可在光屏上得到倒立缩小的实像，此时像距处于f和2f之间；
若对换蜡烛和光屏的位置，则物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，幻灯机或投影仪都是根据这个原理制成的；
（3）把凸透镜换成焦距为30cm的，物距为35cm，大于1倍焦距，而像距大于2f=60cm，也就是说像在“100”后面．所以在光屏上无法成清晰的实像．
（4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L₀，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是f＜U＜2f，如图2所示，则该透镜焦距f＜L，在B位置成倒立缩小实像条件是U＞2f，由于光屏和蜡烛之间距离不变，故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L₀-2L；
故答案为：（1）10；（2）缩小；投影仪；（3）不能；像距大于60cm；（4）＜；L₀-2L．

点评 本题是探究凸透镜成像规律的实验，考查了对焦距概念的理解、凸透镜成像规律的应用，熟练掌握成像特点与物距、像距的关系是关键．