Question

【题目】小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论，请你将空缺部分补充完整。

(1)将一束平行光射向凸透镜，得到如图所示的光路图，则该透镜的焦距为______cm。

(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在________________。

(3)按如图所示的方案进行实验和观察，并将观测情况记录在下表中．

①上表中实验序号2中像的性质为___________，实验序号4中像距为______cm。

②当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向_______(选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。

③若在光屏上得到如图所示的图像，成像在光屏的左上角。若要通过调整透镜让像在光屏的中央，应向_____________（右下，左上，右上，左下）调节。

④无论怎样左右移动光屏，都不能在光屏上呈现出烛焰的像。请你分析其中的原因。

（请写出两个）（1）________________________（2）_____________________

Answer 1

【答案】10 同一高度上 倒立缩小的实像 30 远离 右下 烛焰位于焦点上 烛焰放在一倍焦距以内

【解析】

（1）如图，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10cm．

（2）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心．

（3）①凸透镜的焦距是10cm，物距为25cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像．凸透镜的焦距是10cm，物距为15cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．当物距为30cm时，像距为15cm，根据光路是可逆的，所以当物距为15cm时，像距为30cm．

②当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，说明凸透镜成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，所以当烛焰从远处向透镜靠近时，光屏应向远离凸透镜的位置移动．

③此时烛焰的像在光屏的左上角，根据烛焰射出的光线经光心不改变方向，所以凸透镜向右下角移动．

④光屏上不能发现烛焰的像，原因可能有：

蜡烛放在一倍焦距以内，成虚像；

蜡烛正好放在一倍焦距上，不能成像；

烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处，像未成在光屏上；

光具座太短，小于光屏的调节范围（任选其中两条便可）．