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    3．小明利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验：
    （1）实验前，必须将烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，才能使像呈现在光屏中央；当烛焰正好在光屏上成倒立、等大的清晰的像时，发现蜡烛和光屏之间的距离是40cm，则该凸透镜的焦距是10cm．
    （2）实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是将蜡烛置于焦点处了．
    （3）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图中的位置时，光屏上呈现的像是模糊的．
    ①将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏上出现清晰的像，此时的像是倒立、缩小（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；
    ②如果保持图中蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，在凸透镜前放置一个度数合适的近视 （选填“近视”或“远视”） 眼镜片，也可以在光屏上获得清晰的像．
    （4）按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在表中．
    实验序号物距u/cm像距v/cm像的性质
    13015倒立、缩小的实像
    22516.7
    32020倒立、等大的实像
    415倒立、放大的实像
    5
    5    		正立、放大的虚像
    表中实验序号2中像的性质为倒立、缩小的实像，实验序号4中像距为30cm．

    分析 （1）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度．同时各中心要在同一直线上；
    （2）由焦点发出的光，经凸透镜平行主光轴射出；
    （3）光屏上的像是物体发出的光线的会聚点，远视眼镜片是凸透镜，放上凸透镜后，由于凸透镜对光线有会聚作用，所以原来会聚在光屏上的光线会聚在了光屏的前方，根据凹透镜对光线的作用进行分析；
    （4）根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：
    u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
    u=2f，成倒立、等大的实像，一般用来测量凸透镜的焦距．
    2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
    u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜．

    解答 解：
    （1）在实验前要调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，并在同一直线上；
    物距等于二倍焦距时，成倒立、等大、实像；故4f=40cm，f=10cm；
    （2）实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，说明光平行主光轴射出，则可能将蜡烛置于焦点处了；
    （3）①凸透镜焦距为10cm，此时将烛焰放在距离凸透镜40cm处，物距大于2倍焦距，此时成倒立缩小的实像；
    ②如果保持图中蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，要在光屏上获得清晰的像，应使像向右移动，则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜（近视镜）；
    （4）实验2，u＞2f，成倒立、缩小的实像；
    实验1中，物距为30cm时像距为15cm，根据光的折射中光路是可逆的，所以实验4中，物距是15cm，像距是30cm．
    故答案为：（1）光屏；10；（2）将蜡烛置于焦点处了；（3）①缩小；②近视；（4）倒立、缩小的实像；30．

    点评 此题是探究凸透镜成像的规律，考查了粗略测量凸透镜焦距的方法，关键是掌握焦点和焦距的概念．同时考查了凸透镜、烛焰、光屏的高度要求，要使它们的中心大致在同一水平线上．同时考查了凸透镜成像特点与物距之间的关系．

    练习册系列答案
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