Question

小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论，请你将空缺部分补充完整．

（1）将一束平行光射向凸透镜，得到如图所示的光路图，则该透镜的焦距为

10

cm．
（2）将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在

同一高度

；
（3）按如图所示的方案进行实验和观察，并将观测情况记录在下表中．

实验序号	物距u/cm	像距v/cm	像的性质
1	30	15	倒立缩小的实像
2	20	20	倒立等大的实像
3	15	30	倒立放大的实像
4	5	3	正立放大的虚像

（4）当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向

远离

（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
（5）若在光屏上得到如图所示的图象，成像在光屏的左上角．若要通过调整透镜让像在光屏的中央，应向

右下

（右下，左上，右上，左下）调节．

Answer 1

分析：（1）根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断．
（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）根据凸透镜成像的四种情况进行判断：
u＞2f，成倒立、缩小的实像．
u=2f，成倒立、等大的实像．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．根据光路是可逆的，判断像距大小．
u＜f，成正立、放大的虚像．
（4）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大．
（5）根据过光心的光线不改变方向进行判断．

解答：解：（1）如图，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）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）凸透镜的焦距是10cm，物距为30cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像．
凸透镜的焦距是10cm，物距为20cm时，u=2f，成倒立、等大的实像．
凸透镜的焦距是10cm，物距为15cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．当物距为30cm时，像距为15cm，根据光路是可逆的，所以当物距为15cm时，像距为30cm．
凸透镜的焦距是10cm，物距为5cm时，u＜f，成正立、放大的虚像．
（4）光屏上仍然得到清晰的像说明凸透镜成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，所以当烛焰从远处向透镜靠近时，光屏应向远离凸透镜的位置移动．
（5）此时烛焰的像在光屏的左上角，根据烛焰射出的光线经光心不改变方向，所以凸透镜向右下角移动．
故答案为：（1）10；
（2）同一高度；
（3）

实验序号	物距u/cm	像距v/cm	像的性质
1	30	15	倒立缩小的实像
2	20	20	倒立等大的实像
3	15	30	倒立放大的实像
4	5	3	正立放大的虚像

（4）远离；
（5）右下．

点评：（1）凸透镜成像的三种情况，以及凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，在凸透镜成像习题中有广泛的应用，要熟练掌握．
（2）过光心不改变方向，在判断像的位置时经常用到．