Question

10．一试验室利用光具座研究凸透镜成像的规律．当三个原件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像．回答下列问题：

（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，目的是像呈现在光屏中央．
（2）光屏上像的性质为倒立、缩小的实像，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的上方；
（3）从图中读出物距和像距，推算出焦距为C（选填字母）
A．f＜15cm    B．f＞30cm
C．15cm＜f＜25cm    D．20cm＜f＜20cm
（4）如果保持蜡烛与光屏的位置不变，将凸透镜向左移到某一位置时，光屏上再次成像清晰的倒立、放大的实像，此时的像距是50cm．

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）物距是指蜡烛到凸透镜的距离，像距是像到凸透镜的距离，解不等式即可；
（4）根据光路可逆，判断凸透镜的位置和成像情况．

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）由图可知此时物距大于像距，且出现了清晰的像，这说明物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；蜡烛燃烧一段时间后，蜡烛变短，由于通过光心的光线传播方向不改变，则烛焰的像将向上移动；
（3）由图可知，物距u=50cm，像距v=30cm，
因为所成的像是倒立、缩小的实像，则u＞2f，像距范围2f＞v＞f，
即：50cm＞2f、2f＞30cm＞f，解得：25cm＞f＞15cm；故选C；
（4）由图可知，物距为50cm，大于二倍焦距，成倒立缩、缩小的实像，像距v=30cm；由光路的可逆性可知，物距为30cm时，可成倒立、放大的实像，此时像距为50cm．
故答案为：（1）同一高度；像呈现在光屏中央；（2）倒立、缩小的实像；上；（3）C；（4）倒立、放大的实；50．

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．