Question

下面是某小组同学研究凸透镜成像规律的实验过程：在实验前他们将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移
动光屏，在距透镜10厘米时屏上呈现出最小极亮的光点．这说明实验用的凸透镜焦距约是

 

厘米．然后开始按下列顺序进行实验：
（1）为了研究凸透镜的成像规律，他们先将蜡烛、凸透镜和光屏依次放置在光具座上，然后调节它们的高度，
使它们的中心与烛焰的中心大致在

 

．
（2）当烛焰离凸透镜30厘米时，光屏应在透镜另一侧距透镜

 

厘米的范围内移动，直到在光屏上呈现一个清晰的像为止．
（3）当烛焰调至距凸透镜15厘米时，这时应将光屏向

 

（填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动才可能在光屏上呈现一个倒立、

 

、的实像．
（4）当烛焰离凸透镜5厘米时，移动光屏，在光屏上

 

（填“能”或“不能”）呈现像．

Answer 1

分析：（1）据焦距的定义及测焦距的实验，当出现最小最亮光斑时，此时光屏到凸透镜的距离为焦距；
（2）在进行凸透镜成像实验时，必须将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，目的是使像成在光屏的中心．
（3）当物距大于2倍焦距时，像距介于1倍焦距与2倍焦距之间，此时成倒立缩小的实像．
（4）当物体处于1倍焦距和2倍焦距之间时，像处于2倍焦距以外，成倒立、放大的实像；
（5）当物体处于1倍焦距以内时，光屏上不能成像，通过凸透镜能看到一个正立、放大的虚像；

解答：解：据焦距的定义及测焦距的实验，当出现最小最亮光斑时，此时光屏到凸透镜的距离为焦距；即焦距为10cm；
（1）当烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上时，此时所成的像位于光屏的中心；
（2）此时的物距为30cm远大于二倍焦距20cm，故在屏上所成的像是缩小、倒立的实像，像介于1倍焦距与2倍焦距之间，故像距的范围是：10～20cm；
（3）当烛焰调至距凸透镜15厘米时，此时物体处于1倍焦距和2倍焦距之间，即此时的物距减小，故像距应增大，这时应将光屏向远离，凸透镜方向移动才可能在光屏上呈现一个倒立、放大的实像；
（4）当烛焰离凸透镜5厘米时，物体处于1倍焦距以内时，光屏上不能成像，通过凸透镜能看到一个正立、放大的虚像；
故答案为：10；（1）同一高度；（2）10～20；（3）远离；放大；（4）不能；

点评：知道凸透镜的成像规律，并熟悉整个实验的探究过程是解决该题的关键．