Question

10．小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論．請(qǐng)你將空缺部分補(bǔ)充完整．
（1）將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖．該透鏡的焦距為10cm．
（2）將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度．

序號(hào)	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15	倒立縮小實(shí)像
2	25	16.7
3	20	20	倒立等大實(shí)像
4	15		倒立放大實(shí)像
5	5		正立放大虛像

（3）按要求進(jìn)行觀察和測(cè)量，并將觀測(cè)情況記錄在表中．
①表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2中像的性質(zhì)為倒立、縮小、實(shí)像，實(shí)驗(yàn)序號(hào)4中像距為30cm．
②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動(dòng)．
（4）點(diǎn)燃蠟燭后，無(wú)論怎么移動(dòng)光屏，都不能在光屏上得到像，可能的原因：u＜f或u=f，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，隨著蠟燭燃燒，燭焰的像逐漸移動(dòng)到光屏的上方，要使像仍成在光屏的中央，應(yīng)將凸透鏡向下（上/下）移動(dòng)，或?qū)⒐馄料蛏希ㄉ?下）移動(dòng)．
（5）小明所在班級(jí)拍畢業(yè)照時(shí)，攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒(méi)有進(jìn)入取景框內(nèi)，攝影師使照相機(jī)遠(yuǎn)離（選填“遠(yuǎn)離“、”靠近“）同學(xué)，同時(shí)還應(yīng)縮短（選填“增加”、“縮短”或“不改變”）照相機(jī)的暗箱長(zhǎng)度，才會(huì)在取景框內(nèi)得到清晰滿意的畫(huà)面．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)凸透鏡焦點(diǎn)和焦距的定義進(jìn)行判斷．
（2）在實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整蠟燭、透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度處，這樣可以使像成在光屏的中央．
（3）掌握凸透鏡成像的特點(diǎn)與物距像距之間的關(guān)系，若物距大于2f，則成倒立、縮小的實(shí)像；
光的折射中，光路是可逆的；
成實(shí)像時(shí)，遵循物近像遠(yuǎn)像變大的原則．
（4）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若光屏上沒(méi)有像，可能是因?yàn)槲锞嘈∮诮咕�，成了虛像，不能成在光屏上；凸透鏡所成實(shí)像是倒立的，要使像向下移動(dòng)，應(yīng)使蠟燭相對(duì)于凸透鏡向上移動(dòng)；
（5）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像變大．

解答 解：（1）如圖，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)和光心之間的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整蠟燭、凸透鏡、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實(shí)驗(yàn)序號(hào)2中，物距u為25cm，2f=2×10cm=20cm，則u大于2f，所以成倒立、縮小的實(shí)像．
光的折射時(shí)光路是可逆的，實(shí)驗(yàn)序號(hào)1中，當(dāng)物距為30cm時(shí)，像距是15cm，所以，實(shí)驗(yàn)序號(hào)4中，當(dāng)物距為15cm時(shí)，像距是30cm．
②成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大，所以燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近，像將遠(yuǎn)離透鏡，則光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)．
（4）凸透鏡、光屏、燭焰中心在同一高度，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于1倍焦距，成了虛像，不能成在光屏上；或者燭焰位于焦點(diǎn)處，凸透鏡不能成像．
隨著蠟燭燃燒，燭焰的像逐漸移動(dòng)到光屏的上方，為了使像成在光屏中央，應(yīng)使蠟燭相對(duì)于凸透鏡向上移動(dòng)或?qū)⒐馄料蛏弦苿?dòng)，若蠟燭不動(dòng)，則應(yīng)使凸透鏡向下移動(dòng)；
（5）攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒(méi)有進(jìn)入取景框內(nèi)，說(shuō)明所照的像大了，應(yīng)該讓像變小一些，則攝影師要使照相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)，增大物距，同時(shí)應(yīng)減小像距，才可以在底片上得到清晰的像．所以應(yīng)該縮短照相機(jī)暗箱長(zhǎng)度．
故答案為；（1）10；（2）同一高度；（3）倒立、縮小、實(shí)像；30；遠(yuǎn)離；（4）u＜f或u=f；下；上；（5）遠(yuǎn)離；  縮短；

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，首先熟練掌握凸透鏡成像的特點(diǎn)與物距像距之間的關(guān)系，同時(shí)學(xué)會(huì)對(duì)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，知道成實(shí)像時(shí)，“物近像遠(yuǎn)像變大”．