Question

18．如图“探究凸透镜成像实验”，将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏放在光具座上，把凸透镜固定在50cm处．

次数	物距/cm	像距/cm
1	40	13.5
2	30	15
3	25	16.7
4	20	20
5	15

（1）实验前，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度；应在凸透镜的左侧的30cm刻度处标注它的2倍焦距．
（2）将蜡烛放在A点，光屏放在B点，为了找到清晰的像，应将光屏向左（选填“左”或“右”）移动，此时光屏应在60cm刻度处的右（选填“左”或“右”）侧．
（3）依次改变蜡烛的位置，移动光屏直到找到清晰的像，记录的数据如表所示，在1至3次实验中，所成的像为倒立的、缩小的实像；第5次像距应是30cm，此次像比第4次的像大（选填“大”或“小”）．
（4）将蜡烛放在C点，蜡烛成的像跟投影仪（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同；若将凸透镜的上半部分用不透明的物体遮住，像的大小不变．
（5）实验中，蜡烛燃烧不断缩短，导致光屏上的像向上移动（选填“上”或“下”）．

Answer 1

分析 （1）为使像能成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在在同一高度处；根据凸透镜成像规律求出焦距的大小；
（2）物距大于2f时，成倒立缩小的实像，此时像距处于f和2f之间；
（3）物距大于像距时，成的是倒立、缩小的实像；在光的折射中光路是可逆的；凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小；
（4）物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成的是倒立、放的实像；当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像；
（5）凸透镜成倒立实像，即像和物体的上下左右都相反，根据这个特点进行分析．

解答 解：（1）调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度处，为使像能成在光屏的中央；由表格可知，当u=v，成倒立等大的实像，此时u=2f=20cm，则f=10cm；应在凸透镜的左侧的30cm刻度处标注它的2倍焦距；
（2）由图知，A点在2倍焦距之外，此时像距处于1f和2f之间，所以光屏应向左移动；此时的像距在10cm和20cm之间，故光屏应在60cm刻度处的右侧；
（3）在1至3次实验中，物距始终大于像距，则所成的像为倒立的、缩小的实像；第2次成像时，物距等于30cm，像距等于15cm，第5次是物距为15cm，根据光路可逆可知，此时的像距应是30cm；凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小，第5次的像距大，则此次像比第4次的像大；
（4）将蜡烛放在C点，物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成的是倒立、放的实像，跟投影仪的成像特点相同；遮住凸透镜的一半，物体上任一点射向凸透镜的另一半，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗；
（5）由于凸透镜成倒立的实像，所以蜡烛变短，像将向上移动．
故答案为：（1）同一高度；30；（2）左；右；（3）缩小；30；大；（4）投影仪；不变；（5）上．

点评 此题是探究凸透镜成像规律的实验，考查了实验器材的调整，对凸透镜成像规律的掌握及应用，同时考查了对倒立实像的理解，要解决此类题目，应熟练掌握成像特点与物距像距的关系．