Question

【題目】如圖是“探究凸透鏡成像的規律”的實驗裝置。在焦距為5厘米、10厘米和20厘米的凸透鏡中選擇一個放置在圖中所示的位置，將蠟燭、光屏分置于光具座上透鏡兩側。

(1)調整器材高度時，應 ______________（選填“點燃”或“不點燃”）蠟燭。

(2)將器材調整完成后，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______厘米的透鏡所成的像最小。這時與______（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）的成像特點相同。

(3)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___厘米。

Answer 1

【答案】 點燃 照相機 5 5或10

【解析】（1）調整器材高度時，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，所以蠟燭應是點燃的。

（2）由圖知道，A點到透鏡的距離為25cm，即物距為25cm，當u＞2f，成倒立、縮小的實像， 2f＞v＞f；當2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f；焦距為5cm和10cm的凸透鏡，會因為物距大于其2倍焦距，所以成的是倒立、縮小的實像；焦距為20cm的凸透鏡，因f＜25cm＜2f，成的是倒立、放大的實像；但在焦距5cm與10cm兩凸透鏡中，焦距5cm的凸透鏡對光線的會聚能力更強，可使光線提前會聚成像，像距更小、像更小，故焦距為5cm的凸透鏡成的像最小，這時與照相機的成像特點相同；

（3）在BC間移動光屏時可在光屏上得到清晰的像，即在凸透鏡在右側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10cm的凸透鏡，成的是倒立、縮小的實像，像距的范圍f＜v＜2f，即10cm＜v＜20cm，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10cm；

③焦距為20cm的凸透鏡，成的是倒立、放大的實像，像距的范圍v＞2f，即v＞40cm，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20cm，綜上分析可知，凸透鏡焦距不可能為20cm，可能為5cm或10cm。