Question

1．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)行了如下操作并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15	倒立、縮小的實(shí)像
2	25	16.7
3	20	20	倒立、等大的實(shí)像
4	15		倒立、放大的實(shí)像
5	5		正立、放大的實(shí)像

（1）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、光屏的中心位于同一高度上．
（3）上表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2中像的性質(zhì)為倒立、縮小的實(shí)像，實(shí)驗(yàn)序號(hào)4中像距為30cm．
（4）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（靠近/遠(yuǎn)離）透鏡的方向移動(dòng)．
（5）若在光屏上得到如上圖所示的圖象，成像在光屏的左上角．若要通過調(diào)整透鏡讓像在光屏的中央，應(yīng)向右下（右下/左上/右上/左下）調(diào)節(jié)．按此成像原理可制成照相機(jī)．
（6）實(shí)驗(yàn)過程中，用黑紙將凸透鏡遮掉一半，像的形狀不變（填“變大”、“變小”或“不變”），但像的亮度將變暗（變亮/變暗）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)成等大的倒立的實(shí)像；
（2）要知道凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)的要求，首先必須將燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心放在同一高度上；
（3）物體放在焦點(diǎn)之外時(shí)，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實(shí)像，實(shí)像有縮小、等大、放大三種，物距越小，像距越大，實(shí)像越大．
（4）物體成倒立、放大的實(shí)像時(shí)的像距正好等于物體成倒立縮小實(shí)像時(shí)的物距，物體成倒立、放大的實(shí)像時(shí)的物距正好等于物體成倒立縮小實(shí)像時(shí)的像距．
（5）過光心的光線不改變方向進(jìn)行判斷．
（6）凸透鏡成像時(shí)，物體有無數(shù)條光線射向凸透鏡，經(jīng)過凸透鏡折射后會(huì)聚成像，折射光線越多，會(huì)聚成的像越清晰．

解答 解：（1）當(dāng)u=20cm時(shí)，物體成等大的像，所以2f=20cm，即f=10cm；
（2）為了使像成在光屏的中央，必須調(diào)節(jié)燭焰的焰心、透鏡的光心、光屏的中心大致在同一高度上．
（3）此時(shí)物距為25cm，大于2倍焦距20cm，則所成的像是倒立縮小的實(shí)像；凸透鏡的焦距是10cm，物距為15cm時(shí)，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像．當(dāng)物距為30cm時(shí)，像距為15cm，根據(jù)光路是可逆的，所以當(dāng)物距為15cm時(shí)，像距為30cm．
（4）因成實(shí)像時(shí)，物距越小，像距越大，實(shí)像越大，此時(shí)物距變小，則像距變大，因此光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)．
（5）此時(shí)燭焰的像在光屏的左上角，根據(jù)燭焰射出的光線經(jīng)光心不改變方向，所以凸透鏡向右下角移動(dòng)；此時(shí)的像是倒立、縮小的實(shí)像，其應(yīng)用是照相機(jī)；
（6）一個(gè)物體有無數(shù)個(gè)點(diǎn)組成，任何一個(gè)點(diǎn)射向凸透鏡有無數(shù)條光線，無數(shù)條光線經(jīng)凸透鏡折射后有無數(shù)條折射光線，用紙遮住凸透鏡的一半，折射光線減半，會(huì)聚成像的大小不變，像會(huì)變暗．
故答案為：（1）10；（2）同一高度上；（3）倒立、縮小的實(shí)像；30；（4）遠(yuǎn)離；照相機(jī)；（5）右下；（6）不變；變暗．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的理解，要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律，光路的可逆性、過光心的光線方向不變．