Question

7．小刚发现光通过玻璃砖后传播方向发生了改变，于是他对凸透镜做了如下的研究：把凸透镜正对着太阳光在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，测得光斑到透镜中心的距离是15cm，然后把凸透镜、光屏、蜡烛安装到光具座上开始实验
（1）凸透镜的焦距是15cm．
（2）实验前在光具座上由左至右应该依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在同一高度上，其目的是使像成在光屏中心．
（3）实验中，小明将点燃的蜡烛先后放在a、F、b、c、d、e各点，并移动光屏，在光屏上得到清晰的像，则烛焰在b点，屏上的像最大；烛焰在e点，屏上的像最小；烛焰在F、a点，屏上得不到像．

Answer 1

分析 （1）根据凸透镜对光线的会聚作用以及焦距的定义，便可知测出凸透镜的焦距．
（2）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（3）凸透镜成像的几种情况：
U＞2f，成倒立、缩小的实像．
2f＞U＞f，成倒立、放大的实像．
U＜f，成正立、放大的虚像．
物体在凸透镜的焦点上即U＜f时，不成实像也不成虚像．

解答 解：（1）因焦点到光心的距离为焦距，则由“测得光斑到透镜中心的距离是15cm，”可知凸透镜的焦距是15cm．
（2）烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏中心．
（3）屏上出现像是实像，凸透镜成实像时，蜡烛在凸透镜的焦点以外，物距越小，像越大．所以蜡烛放在b点时，光屏上的像最大．
当U＞2f，成倒立、缩小的实像．物距越大，像越小．所以蜡烛放在e点，屏上的像最小．
烛焰在a点，U＜f，成正立、放大的虚像，所以蜡烛放在a点，屏上不能呈接到像，但透过透镜却可以观察到一个放大的虚像．
烛焰在F点，不成实像也不成虚像，故屏上得不到像．
故答案为：（1）15；
（2）光屏中心；
（3）b；e；F、a．

点评 本题考查凸透镜成像规律，分清物距与像距的变化情况，记牢像的特点．还有要注意的是物体放在凸透镜的焦点上，凸透镜既不能成实像也不能成虚像．