Question

20．如圖是探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗裝置圖．
（1）實驗前，需要點燃蠟燭，并調整凸透鏡與光屏的高度，使蠟燭火焰與凸透鏡的中心、光屏的中心大致在同一高度．
（2）實驗前查閱說明書可得，實驗用的凸透鏡的焦距是10cm．當在光具座上如圖放置蠟燭、凸透鏡和光屏時能獲得清晰的像，照相機（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）就是利用這一成像原理制成的．
（3）若把蠟燭與光屏的位置互換，則在光屏上成的是放大（選填“放大”或“縮小”）的像，你能解釋一下所成像依舊清晰的原因嗎？折射光路可逆（選填“反射光路可逆”、“折射光路可逆”或“光是沿直線傳播的”）．

Answer 1

分析 （1）為使像成在光屏的中央，要調整凸透鏡與光屏的高度，使蠟燭火焰與凸透鏡的中心、光屏的中心大致在同一高度；
（2）由圖中求出此時的物距并比較與焦距的關系，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，確定像的性質；
根據(jù)凸透鏡成像的三種情況和應用進行判斷：
凸透鏡成像中，當u＞2f時，f＜v＜2f，成倒立、縮小的實像，應用于照相機和攝像機；
當f＜u＜2f時，v＞2f，成倒立、放大的實像，應用于幻燈機和投影儀；
當u＜f，成正立、放大的虛像，應用于放大鏡和老花鏡；
（3）蠟燭與光屏的位置互換，原來的像距變?yōu)槲锞�，求出此時的物距，判斷與焦距的關系，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律確定像的性質；
在折射中現(xiàn)象中光路是可逆的，當燭焰和光屏對調位置后，光屏上還能出現(xiàn)清晰的像．

解答 解：（1）為使像成在光屏的中央，要點燃蠟燭，并調整凸透鏡與光屏的高度，使蠟燭火焰與凸透鏡的中心、光屏的中心大致在同一高度上；
（2）由圖可知，物距u=50.0cm-5.0cm=45.0cm，而f=10cm，滿足u＞2f，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，成倒立縮小的實像，所以根據(jù)這一原理制成的是照相機；
（3）若把蠟燭與光屏的位置互換，原來的像距變?yōu)槲锞啵�此時的物距為u′=67.5cm-50.0cm=17.5cm，
滿足f＜u′＜2f的條件，成倒立、放大的實像，因折射現(xiàn)象中光中是可逆的，所成像依舊清晰．
故答案為：（1）同一高度；
（2）照相機；
（3）放大；折射光路可逆．

點評 本題探究“凸透鏡成像規(guī)律”，考查器材的調試、凸透鏡成像規(guī)律成像規(guī)律及應用及光路的可逆性等知識，難度中等．