Question

15．某小组探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示．

（1）如图1所示，让太阳光正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧．改变光屏与凸透镜间的距离，直到光盘上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距是10.0cm．
（2）实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，光屏上的像逐渐向上（选填“上”或“下”）移动．为了使像成在光屏的中心，应将凸透镜向下调整（选填“上”或“下”）．
（3）当蜡烛放在25cm刻度处时，移动光屏直到光屏上成清晰的像，像是倒立缩小的实像，该成像规律在实际生活中应用是照相机（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．
（4）当蜡烛从距凸透镜45cm处以4cm/s的速度匀速移到同侧的2倍焦点的过程中，则像移动的速度＜4cm/s（选填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点为焦点，而焦点到光心的距离为焦距；
（2）根据凸透镜成倒立实像进行分析，若物体相对于凸透镜向下移动，则像向上移动；
（3）凸透镜成实像时，u＞2f，成倒立缩小的实像，应用于照相机；
（4）物体在无限远向凸透镜的二倍焦距移动时，像在凸透镜的一倍焦距向二倍焦距移动，物体移动的速度大于像移动的速度．

解答 解：
（1）凸透镜到光屏的距离正好是光心到焦点的距离即为焦距，由图可知凸透镜焦距为10.0cm；
（2）蜡烛燃烧变短，根据过透镜光心的光线其传播方向不变可知，此时像成在了光屏的上方，为了使像仍在成在光屏中央，可以将凸透镜向下移动或将物体向上移动或将光屏向上移动；
（3）当蜡烛放在25cm刻度处时，此时u＞2f，成倒立缩小的实像，应用于照相机；
（4）根据题意可知，物距45cm大于2f，此时成倒立缩小的实像，当蜡烛从距凸透镜45cm处以4cm/s的速度匀速移到同侧的2倍焦点时（蜡烛移动的距离为45cm-20cm=25cm），则像移动的范围是1倍焦距和2倍焦距之间（即像移动的距离约为10cm），根据速度公式可知，像移动的速度小于物体移动的速度，即像移动的速度小于4cm/s．
故答案为：（1）10.0；（2）上；下；（3）倒立缩小；照相机；（4）＜．

点评 凸透镜成像规律是光学内容的难点，要解决此类问题，首先要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系，并了解其应用，平时多动脑，对规律进行总结；同时注意探究实验中器材的摆放和调整，有关对倒立实像的理解和应用，也是重点考察的内容．