Question

19．小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律．

①由图1可知，凸透镜的焦距是15cm．实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．
②如图2所示，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的c点上，此成像特点可应用在投影仪上．
③小明依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上，按①的要求调整好三者中心的位置，将蜡烛放在光具座上10cm的地方，移动光屏可看到一个正立的放大像；接着他将蜡烛远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
④小明依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上，按①的要求调整好三者中心的位置，但无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像．原因可能是（写出一个原因即可）蜡烛放在一倍焦距以内．

Answer 1

分析 （1）凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离；在凸透镜成像规律实验中，须将蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上，以便使像成在光屏的中心．
（2）当物距在1倍焦距与2倍焦距之间时，会成倒立放大的实像，应用是投影仪；
凸透镜的成像规律是：当f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，幻灯机就是利用的此原理制作的；
当u＜f时，成正立、放大的虚像，即在光屏上不成像．

解答 解：①根据焦距的定义，此时光屏到凸透镜的距离为焦距，f=60cm-45cm=15cm；
实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是让像成在光屏的中央；
②因光屏上得到的是倒立、放大的实像，所以此时物体应放在1倍与2倍焦距之间，即图中的c点；此成像特点可应用在投影仪上．
③从图中光屏上最小、最亮的光斑到透镜的距离就是焦距f=15cm；
当把烛焰放在距该凸透镜10cm处时，u＜f，成正立放大的虚像，应用是放大镜，根据凸透镜成像规律，成实像时，物远像近像变小，所以光屏应向靠近透镜的方向移动；
④因为当u＜f时，成正立、放大的虚像，即在光屏上不成像，所以无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像；
故答案为：①15；同一高度；②c；投影仪；③正立；放大；靠近；④蜡烛放在一倍焦距以内．

点评 此题考查了凸透镜成像规律，需要学生熟记规律并能灵活应用规律分析问题，在平时的学习中注意总结规律．找出焦点和2倍焦距处两个分界点．