Question

【題目】在焦距為5cm、9cm和15cm的凸透鏡中選擇一個放置在如圖所示的位置，將蠟燭、光屏分別置于光具座上透鏡兩側，調整透鏡和光屏的中心大致與燭焰的中心在；若將蠟燭放置在A點通過三個凸透鏡都能在光屏上成像，則焦距為cm的透鏡所稱的像最大，若在BC間移動光屏時可在光屏上得到清晰的像，則實驗中所用透鏡的焦距可能是cm．

Answer 1

【答案】同一高度；15；5、9
【解析】解：要調整燭焰、光屏和凸透鏡的中心大致在同一高度上，這樣才可以使燭焰的像成在光屏的中央；由圖可知，A點到凸透鏡的距離為25cm，即物距為25cm；焦距為5cm的凸透鏡，因物距大于其2倍焦距，所以成的是倒立、縮小的實像；焦距為9cm的凸透鏡，因物距大于其2倍焦距，所以成的是倒立、縮小的實像；焦距為15cm的凸透鏡，因f＜25cm＜2f，成的是倒立、放大的實像；故焦距為15cm的凸透鏡成的像最大；在BC間移動光屏時可在光屏上得到清晰的像，即在凸透鏡右側5cm～20cm間移動光屏時可在光屏上得到清晰的像；物距為25cm，結合前面分析可知：①焦距為5cm的凸透鏡，成的是倒立、縮小的實像，像距的范圍f＜v＜2f，即5cm＜v＜10cm，在5cm～20cm范圍以內，在該范圍內移動光屏時可在光屏上得到清晰的像，故凸透鏡的焦距可能為5cm；②焦距為9cm的凸透鏡，成的是倒立、縮小的實像，像距的范圍f＜v＜2f，即9cm＜v＜18cm，在5cm～20cm范圍以內，在該范圍內移動光屏時可在光屏上得到清晰的像，故凸透鏡的焦距可能為9cm；③焦距為15cm的凸透鏡，成的是倒立、放大的實像，像距的范圍v＞2f，即v＞30cm，超過了5cm～20cm范圍，在BC間移動光屏時不能在光屏上得到清晰的像，故凸透鏡焦距不可能為15cm．綜上分析可知，凸透鏡焦距不可能為15cm，可能為5cm或9cm． 所以答案是：同一高度；15；5、9．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解凸透鏡成像規律及其探究實驗的相關知識，掌握巧記凸透鏡成像的區分：物近像遠像變大， 一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小， 實像總是倒立的．