Question

2．某同学利用图示装置来研究凸透镜成像．

（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是将像呈现在光屏中央；
（2）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是倒立（选填“正立”或“倒立”）的像．蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的上方；
（3）在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，成的是缩小（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像；
（4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L₀，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示．则该透镜焦距f＜L（选填“＞”、“＜”或“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=L₀-2L（用L₀、L表示）．

Answer 1

分析 （1）要使像成在光屏中央，应该调节三者中心在同一高度；
（2）当物距小于像距成实像时，应成倒立放大的实像；根据通过光心的光线方向不改变，确定光屏的移动方向；
（3）当物距大于像距成实像时，应该成倒立缩小实像；
（4）对比（2）（3）成像条件，结合烛焰和光屏之间距离不变，分析解答．

解答 解：（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是将像呈现在光屏中央；
（2）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，由图可知此时物距小于像距，即物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大实像；由于通过光心的光线方向不改变，则烛焰的像将向上移动；
（3）在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），相当于增大物距，减小像距，当光屏上再次成清晰的像时，此时应该物距大于二倍焦距，则所成像应该为倒立缩小的实像；
（4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L₀，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是f＜U＜2f，如图2所示，则该透镜焦距f＜L；当凸透镜移至B位置时，因为在光屛上出现清晰的像，根据光的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屛位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L₀-2L；
故答案为：（1）同一高度；将像呈现在光屏中央；（2）倒立；上；（3）缩小；（4）＜；L₀-2L．

点评 此题主要考查学生对于凸透镜成像规律的理解和掌握，熟记成像条件，灵活运用是解决实际问题的关键．