Question

10．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．该透镜的焦距为10cm．
（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同一高度．

序号	物距u/cm	像距v/cm	像的性质
1	30	15	倒立缩小实像
2	25	16.7
3	20	20	倒立等大实像
4	15		倒立放大实像
5	5		正立放大虚像

（3）按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在表中．
①表中实验序号2中像的性质为倒立、缩小、实像，实验序号4中像距为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，光屏应向远离（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
（4）点燃蜡烛后，无论怎么移动光屏，都不能在光屏上得到像，可能的原因：u＜f或u=f，实验过程中，随着蜡烛燃烧，烛焰的像逐渐移动到光屏的上方，要使像仍成在光屏的中央，应将凸透镜向下（上/下）移动，或将光屏向上（上/下）移动．
（5）小明所在班级拍毕业照时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，摄影师使照相机远离（选填“远离“、”靠近“）同学，同时还应缩短（选填“增加”、“缩短”或“不改变”）照相机的暗箱长度，才会在取景框内得到清晰满意的画面．

Answer 1

分析 （1）根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断．
（2）在实验前要调整蜡烛、透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度处，这样可以使像成在光屏的中央．
（3）掌握凸透镜成像的特点与物距像距之间的关系，若物距大于2f，则成倒立、缩小的实像；
光的折射中，光路是可逆的；
成实像时，遵循物近像远像变大的原则．
（4）探究凸透镜成像的实验时，若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；凸透镜所成实像是倒立的，要使像向下移动，应使蜡烛相对于凸透镜向上移动；
（5）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大．

解答 解：（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）实验前要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央．
（3）①实验序号2中，物距u为25cm，2f=2×10cm=20cm，则u大于2f，所以成倒立、缩小的实像．
光的折射时光路是可逆的，实验序号1中，当物距为30cm时，像距是15cm，所以，实验序号4中，当物距为15cm时，像距是30cm．
②成实像时，物近像远像变大，所以烛焰从远处向透镜靠近，像将远离透镜，则光屏应向远离透镜的方向移动．
（4）凸透镜、光屏、烛焰中心在同一高度，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于1倍焦距，成了虚像，不能成在光屏上；或者烛焰位于焦点处，凸透镜不能成像．
随着蜡烛燃烧，烛焰的像逐渐移动到光屏的上方，为了使像成在光屏中央，应使蜡烛相对于凸透镜向上移动或将光屏向上移动，若蜡烛不动，则应使凸透镜向下移动；
（5）摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，说明所照的像大了，应该让像变小一些，则摄影师要使照相机远离同学，增大物距，同时应减小像距，才可以在底片上得到清晰的像．所以应该缩短照相机暗箱长度．
故答案为；（1）10；（2）同一高度；（3）倒立、缩小、实像；30；远离；（4）u＜f或u=f；下；上；（5）远离；  缩短；

点评 此题主要考查了凸透镜成像规律的应用，首先熟练掌握凸透镜成像的特点与物距像距之间的关系，同时学会对规律进行总结，知道成实像时，“物近像远像变大”．