Question

（14分）小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規律，進行了如下操作并得到了相關結論。請你將空缺部分補充完整。

實驗序號	物距μ/cm	像距ν/cm	像的性質
1	30	15	倒立、縮小的實像
2	25	16.7
3	20	20	倒立、等大的實像
4	15		倒立、縮小的實像
5	5		正立、放大的虛像

⑴將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖。則該透鏡的焦距為     cm。（1分）
⑵將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在       。（2分）
⑶按要求進行觀察和測量，并將觀測情況記錄在下表中。
①表中實驗序號2中像的性質為      、       、        。（3分）
②當燭焰從遠處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向       （填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動。（2分）
③表中實驗序號4中像距為       cm
⑷實驗中，某同學在光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏高，如下圖所示(P點是2倍焦距處)，你解決的方法是                               。（2分）
⑸再把蠟燭移到B點處，無論怎樣調節光屏，光屏上始終接收不到像，是因為此時成的是正立、放大的虛像，要想看到這個像，應從圖中的       （填“C”或“D”）箭頭所示的方向去觀察。（2分）

⑹當兩支點燃的蠟燭、凸透鏡和光屏分別置于右圖所示的位置時，光屏上C、D兩處會得到清晰縮小的像，用一厚紙板擋住A處的燭焰，在光屏上     ___（填“C”或“D”）處仍能得到一個清晰的像。（2分）

Answer 1

（1）10；（2）同一高度；（3）①倒立；縮小的；實像；②遠離；③30；（4）升高蠟燭的高度；（5）虛像；C；（6）C．

試題分析：（1）如圖所示，平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點和光心之間的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（3）①已知凸透鏡的焦距是10cm；根據表中序號為2的數據可知，25cm＞2f，2f＞16.7cm＞f，所以成倒立、縮小的實像．②光屏上仍然得到清晰的像說明凸透鏡成實像，凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，所以當燭焰從遠處向透鏡靠近時，光屏應向遠離凸透鏡的位置移動．③根據表中序號為1的實驗數據可知，當物距為30cm時，像距為15cm，成倒立、縮小的實像，根據光路是可逆的，所以當物距為15cm時，像距為30cm，成倒立、放大的實像．
（4）由圖可知，像在光屏上的位置偏高，因為成的是倒立的像，所以可以使蠟燭的高度升高，使蠟燭、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度．
（5）把蠟燭移到B點處，U＜f時，凸透鏡成正立放大的虛像．光屏上承接不到像，需要透過凸透鏡觀察蠟燭看到正立放大的虛像，故需從C箭頭所示的方向去觀察．
（6）根據過光心的光線不改變方向，可以判斷A處燭焰的像在D點，用厚紙板擋住A處的燭焰，D處燭焰的像不見了，C處還能看到B處燭焰的像．