Question

3．在“验证凸透镜成像规律”的实验中：
（1）小明同学发现凸透镜的焦距未知，于是取来平行光源，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．如图所示，则该凸透镜的焦距是10cm．
（2）取下平行光源，保持凸透镜位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座20cm刻度处，这时应该向右（选填“左”或“右”）侧移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像．
（3）然后，把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度处，应该在光屏（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过透镜观察正立放大的虚像．

Answer 1

分析 首先根据凸透镜焦点和焦距的定义得出凸透镜的焦距．然后根据凸透镜成像的情况进行判断．
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，这点的凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．
凸透镜成像的三种情况：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，像与物体在凸透镜的两侧，2f＞v＞f．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，像与物体在凸透镜的两侧，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虚像，像和物体在凸透镜的同侧．

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，焦点到光心的距离是60cm-50cm=10cm，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）保持凸透镜位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座20cm刻度处，物距为u=50cm-20cm=30cm，u＞2f，成倒立、缩小的实像．像在大于二倍焦距的位置，光屏在70cm以外的位置，所以光屏向右移动．
（3）保持凸透镜位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度处，物距u=50cm-45cm=5cm，u＜f，成正立、放大的虚像，像和物体在凸透镜的同侧．所以应该在光屏一侧透过透镜观察正立放大的虚像．
故答案为：（1）10；（2）右；倒；缩小；（3）光屏；正立放大．

点评 本题首先确定凸透镜的焦距，然后根据凸透镜成像的几种情况进行判断，掌握凸透镜的成像的几种情况是重点．