Question

如圖甲所示，小李與小王同學在探究凸透鏡成像規律時，他們在老師的引導下，選取了一個焦距為10cm的凸透鏡A．
（1）實驗時，他們首先將凸透鏡A固定在光具座50cm處，且保持位置不變；再將蠟燭點燃后安放在光具座最左側（圖甲“1”處），光屏安放在光具座右側，然后在光具座上無論怎樣移動光屏，在光屏上總是得不到像，其原因是______．
（2）調節后，在一次實驗中將燭焰移到圖甲“2”位置處時，在光屏上得到圖甲中所示清晰的像．若把燭焰與光屏的位置對換后，在光屏上將觀察到倒立、______（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的實像．
（3）實驗完畢后，他們想測量凸透鏡B的焦距，于是將蠟燭換成平行光源，如圖乙所示，他們將光屏先后放在如圖乙“3”、“4”所示位置，在光屏上都觀察到大小相等的光斑，則凸透鏡B的焦距為______cm．

Answer 1

解：（1）從實驗裝置上考慮：實驗時若像很遠，像距很大，光具座不夠長，則光屏不會接收到像；蠟燭、透鏡、光屏若不在同一高度上，所成的像有可能不能呈現在光屏上；
由圖可知，在光屏上總是得不到像，其原因燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度．
（2）如圖，光屏上能接到像，凸透鏡成的是實像．物距小于像距，像是倒立、放大的實像．
凸透鏡的位置不變，調換蠟燭和光屏的位置，根據光路是可逆的，在光屏上會得到倒立、縮小的實像．
（3）如圖，平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，光屏放在3處和放在4處會得到大小相同的光斑，焦點到左右光屏的距離相等，所以凸透鏡的焦點在80cm處．凸透鏡的焦距為：f=80cm-50cm=30cm．

故答案為：（1）燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度；（2）縮小；（3）30．
分析：（1）本題首先從實驗器材的安裝上考慮：若凸透鏡成實像，器材安裝必須能保證能呈現在光屏上；
其次要考慮物距焦距關系，保證成實像，才能成像在光屏上．
（2）凸透鏡成實像時，物距小于像距時，成倒立放大的實像．
凸透鏡的位置不變，調換蠟燭和光屏的位置，根據光路是可逆的，在光屏上會得到倒立、縮小的實像．
（3）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，光線到達焦點后繼續傳播，光線變得發散一些，把光屏放在3點能得到一個光斑，放到4點能得到一個大小相同的光斑．也就是焦點到光屏3處光屏和到4處光屏的距離是相等的，可以求出凸透鏡的焦距．
點評：凸透鏡對光線有會聚作用，會聚后的光線繼續向外傳播，在焦點左右是對稱的．學生容易忽略會聚后的光線傳播．