Question

19．小亮同學用一個未知焦距的凸透鏡探究凸透鏡成像規律：
（1）小亮將蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上，并使燭焰、透鏡和光屏三者的中心在一條與光具座平行的直線上，調整的目的是使像能完整的成在光屏的中央．
（2）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑．由圖可知，凸透鏡對光線具有會聚作用，該凸透鏡的焦距是11.0cm．

（3）小紅同學按要求進行實驗后，將觀察和測量情況記錄在下表中：

實驗序號	物距/cm	像距/cm	像的性質
1	20	6.7	倒立、縮小的實像
2	15	7.5
3	10	10	倒立、等大的實像
4	7.5		倒立、放大的實像
5	4		正立、放大的虛像

小紅用的凸透鏡的焦距為5cm，在表中填處實驗序號2中像的性質，實驗序號4中像距的大�。�

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對光線具有會聚作用；由焦點到凸透鏡的距離叫做焦距．
（2）根據凸透鏡成像的四種情況和應用進行判斷u＞2f，成倒立、縮小的實像，應用于照相機和攝像機．
u=2f，成倒立、等大的實像，一般用來測量凸透鏡的焦距．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，應用于幻燈機和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，應用于放大鏡和老花鏡．
（3）光的折射中光路是可逆的．

解答 解：（1）為使燭焰的像能成在光屏的中央，實驗前需調節燭焰、凸透鏡、光屏，使它們的中心大致在同一高度處．
（2）平行光線經過凸透鏡后匯聚于一點，說明凸透鏡對光線具有會聚作用；
焦點到光心的距離是焦距，根據圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距是11.0厘米．
（3）由表格中數據知，當物距等于10cm時，成倒立、等大的實像，像距也為10cm，所以10cm=2f，則f=5cm；
在序號2中，物距為15cm，u＞2f，所以成倒立、縮小的實像；
由序號2知，當u=15cm時，v=7.5cm，根據光路的可逆性，所以當u=7.5cm時，像距v=15cm．
故答案為：（1）使像能完整的成在光屏的中央；（2）會聚；11.0；（3）5；倒立、縮小的實像；15．

點評 本題主要考查了凸透鏡成像規律的應用，掌握焦距的概念、凸透鏡成像的規律及凹透鏡對光線的作用是解決問題的關鍵．