Question

小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律．如图所示，在实验中，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最 亮的光斑，则凸透镜的焦距是________ cm．
（1）当把烛焰放在距该凸透镜25cm处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个________的实像（填写像的性质）；如果此时将蜡烛远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
（2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像原因可能是________．
（3）实验一段时间后蜡烛变短了，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向________ 移动．

Answer 1

解：平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10cm．
（1）凸透镜的焦距是10cm，烛焰放在距该凸透镜25cm处时，u＞2f，成倒立、缩小的实像．
此时蜡烛远离透镜，物距增大，像距减小，所以要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近透镜的方向移动．
（2）蜡烛、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因可能是物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．也可能是物体在焦点上，不能成像．
（3）实验一段时间后蜡烛变短了，根据光线过光心不改变方向，蜡烛的像会向上移动，所以要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向上移动．
故答案为：10；（1）倒立、缩小；靠近；（2）蜡烛放在一倍焦距以内（答案不唯一）；（3）上．
分析：（1）根据凸透镜的焦点和焦距的定义判断凸透镜的焦距大小．
（2）凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像．
物距大于凸透镜的一倍焦距时，凸透镜成实像，并且物距增大，像距减小，像变小．
（2）根据光屏上不能接到像的几种情况进行判断：若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上．
有可能物体在焦点上，不能成像．
（3）根据光线过光心不改变方向判断光屏的移动情况．
点评：（1）凸透镜成像的三种情况和应用，在凸透镜成像习题中经常用到，要熟练掌握．
（2）利用光线过光心不改变方向判断像的移动情况是常用的一种方法．