解题思路:根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断.
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.
凸透镜成像的四种情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f.
u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f.
u<f,成正立、放大的虚像.
光路是可逆的.当物距为30cm,像距是15cm,所以当物距是15cm,像距为30cm.
凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大.
(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10cm.
(2)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,像才能呈在光屏的中心.
(3)①凸透镜的焦距是10cm,物距为30cm,u>2f,成倒立、缩小的实像.
②u=v=2f,成倒立、等大的实像,所以u=v=2f=20cm.
③当物距为30cm,像距是15cm,因为光路是可逆的,所以当物距是15cm,像距为30cm.
④凸透镜的焦距是10cm,物距为5cm,u<f,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上.
⑤u>10cm,凸透镜成虚像,烛焰从远处向透镜靠近时,物距减小,像距增大,光屏要远离凸透镜.
故答案为:(1)10;(2)同一高度上;(3)①缩小、倒立的实像;②20;③30;④凸透镜成虚像,虚像不能成在光屏上;⑤远离.
点评:
本题考点: 凸透镜成像规律及其探究实验;光折射的可逆性;主光轴、光心、焦点和焦距.
考点点评: 本题主要考查了凸透镜的焦点、焦距、凸透镜成像的几种情况、光路可逆、凸透镜成实像时,物距变化,像距变化情况等,综合性比较强.