Question

20．小明做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所用凸透镜焦距为10cm．实验过程中，将蜡烛，凸透镜，光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，并将它们的中心调节到同一高度．目的是像成在光屏中央如图所示，在光屏上成一个清晰的像，这个像是倒立、放大的实像，图中若固定凸透镜，将蜡烛移到30cm刻度线处，再向左（选填“左”或“右”）移动光屏到适当位置，又可在光屏上得到一个清晰的像，烛焰所成的像将变小（选填“变大”或“变小”）．试验中某同学把凸透镜和光屏位置固定，结果怎样移动蜡烛都不能在光屏上成像，其原因可能是光屏在一倍焦距内．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）像距大于物距，成放大的实像，投影仪根据这个原理制成；
（3）凸透镜成实像时，具有物近像远像变大的特点；
（4）从成像规律上考虑：凸透镜成实像时，像距大于1倍焦距；若蜡烛恰好放在焦点上，则不会成像；放在焦点以内，则会成正立放大的虚像，虚像不会呈现在光屏上．

解答 解：（1）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；
（2）凸透镜的焦距为10cm，由图知，此时物距u=15cm，蜡烛在1倍、2倍焦距之间，所以在光屏上成放大、倒立的实像．生活中所用的幻灯机、投影仪都是利用这个原理制成的；
（3）若将蜡烛移动30cm处，此时蜡烛在2f处，所以成等大、倒立的实像，所以像变大大；物距增大了，所以像距需要减小，因此光屏要向左移动．
（4）根据凸透镜的成像规律可知，凸透镜成实像时，像成在1倍焦距以外，所以当光屏在焦点以内时，无论怎样移动蜡烛都不能在光屏上得到清晰的像．
故答案为：同一高度；像成在光屏中央；倒立；放大；左；变小；光屏在焦点以内．

点评 本题考查了凸透镜成像探究实验，属于常见题型；要明确凸透镜成像的三种情况和凸透镜成实像时，物距减小，像距变大像变大，都是凸透镜成像习题的重要依据．