Question

10．下面是小玲和小美同学探究凸透镜成像规律．
（1）在探究前，小玲将三个凸透镜分别正对太阳光，调节凸透镜和光屏间的距离，使太阳光在光屏上会聚一点，量得凸透镜带光屏的距离分别为48cm、15cm和4cm，为了便于在光具座上找出凸透镜成像的规律，小玲应选择焦距为15cm的那个凸透镜进行实验．
（2）实验时蜡烛、凸透镜、光屏中心应该大致在同一高度．
（3）当烛焰移动到离凸透镜的距离只有12cm时，光屏放在凸透镜的另一侧，不管怎样位置都承接不到实像，出现这种现象的原因是物距小于焦距，凸透镜成虚像，虚像不能呈现在光屏上．如果用眼来观察蜡烛的像，眼睛、蜡烛、凸透镜的位置排列顺序是同侧．
（4）如果光屏上得到一个放大的像，则蜡烛距凸透镜的距离小于30cm，光屏距凸透镜的距离大于30cm（填大于、等于或小于）．投影仪是这种现象的应用．

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像时，光具座的长度要大于凸透镜的4倍焦距；凸透镜的焦距太小时，不便于操作实验．
（2）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
（3）实像能在光屏上呈现，虚像不能在光屏上呈现．
（4）根据物距和焦距的关系判断成像情况和应用：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，物像在凸透镜的异侧，应用于照相机和摄像机．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，物像在凸透镜的异侧，应用于幻灯机和投影仪．
u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，应用于放大镜和老花镜．

解答 解：（1）一般课桌的长度大约是100cm，如果采用焦距是48cm的凸透镜进行实验，实验需要的长度至少是4×48cm=192cm，这个长度大于课桌的长度，操作不方便；如果采用焦距是15cm的凸透镜进行实验，实验需要的长度至少是4×15cm=60cm，这个长度小于课桌的长度，器材合适；如果采用焦距是4cm的凸透镜进行实验，实验需要的长度至少是4×4cm=16cm，这个长度虽然小于课桌的长度，但是实验范围比较小，不易操作实验．故选择焦距为15cm的凸透镜．
（2）点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度．其目的是使像成在光屏的中央．
（3）凸透镜的焦距是15cm，物距是12cm，u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能承接在光屏上，所以不管怎样位置光屏都承接不到实像．
凸透镜成虚像时，物像在凸透镜的同侧，所以眼睛要在光屏一侧通过凸透镜观察蜡烛．
（4）光屏上能承接到的像是实像，凸透镜成倒立、放大的实像，2f＞u＞f，v＞2f，所以蜡烛和凸透镜的距离大于15cm而小于30cm，光屏到凸透镜的距离大于30cm，应用于投影仪或幻灯机．
故答案为：（1）15；（2）同一高度；（3）物距小于焦距，凸透镜成虚像，虚像不能呈现在光屏上；同侧；（4）小于；大于；投影仪．

点评 （1）凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握．
（2）光屏上是否能承接到像是判断实像和虚像的最佳方法．
（3）探究凸透镜成像实验时，光具座的长度至少为凸透镜焦距的4倍，这是选择实验器材的重要依据．