“秦代木牍” 是我国最早的家信实物.小南周末参观博物馆,发现 “秦代木牍” 的展示柜中放置着凸透镜,以便观察木牍的细微之处,如图所示。为了弄清其原理,他回家后用凸透镜、F 形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。

(1) 如图甲,小南用平行光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个很小很亮的光斑,则此凸透镜的焦距为______cm。
答案:10.0
(2) 如图乙,实验前调节 F 形光源、凸透镜和光屏,使它们的中心______相同。
答案:高度
(3) 凸透镜不动,将 F 形光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据可知:凸透镜成实像时,物距变小,像距变______,像变______。

答案:大;大
(4) 移动 F 形光源至物距为 6.0cm 时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像;撤去光屏,人眼应从______(选填 “光源” 或 “光屏”)一侧透过凸透镜观察像。
答案:光屏
(5) 实验中,小南不小心用手指尖触碰到了凸透镜,光屏上______(选填 “会” 或 “不会”)出现手指尖的像。
答案:不会
(6) 与蜡烛烛焰相比,选择 F 形光源进行实验的好处是:________________。
答案:像不晃动,便于观察
答案:(1) 10.0;(2) 高度;(3) 大;大;(4) 光屏;(5) 不会;(6) 像不晃动,便于观察
查看解析
(1)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,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是 f=30.0cm-20.0cm=10.0cm。
(2)为了使像成在光屏中央,应调整 F 形光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度。
(3)由表中数据可知,凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大。
(4)物距为 6.0cm,此时 u<f,成正立、放大的虚像,虚像与光源在透镜同侧,因此人眼应从光屏一侧透过凸透镜观察光源的像。
(5)手指尖到凸透镜的距离小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,所以光屏上不会出现手指尖的像。
(6)与蜡烛烛焰相比,F 形光源的像不晃动,方便观察像的特点。