Question

16．小華想探究凸透鏡成像規律．實驗桌上有A、B、C三個凸透鏡，其中凸透鏡A的焦距為10cm，凸透鏡B的焦距為50cm，凸透鏡C的焦距未知．光具座上標尺的刻度范圍如圖所示．

（1）小華想探究凸透鏡成實像的規律，應選用A凸透鏡（選填“A”、“B”或“C”）．實驗過程中，他將點燃的蠟燭放置在距凸透鏡25cm處時，移動光屏，直到光屏上呈現出燭焰清晰的像，則該像是倒立、縮小（選填“放大”或“縮小”）的實像．
（2）小華將凸透鏡C固定在光具座上50cm刻線處，當燭焰在光具座上0cm到10cm刻線之間時，燭焰的像是縮小、倒立的實像；當燭焰在光具座上10cm到30cm刻線之間時，燭焰的像是放大、倒立的實像．由此可判斷該凸透鏡C的焦距是20cm．

Answer 1

分析 （1）進行凸透鏡成像實驗時，光具座的長度要大于凸透鏡焦距的4倍．
（2）（3）根據凸透鏡成像進行分析解答：u＞2f，成倒立、縮小的實像；2f＞u＞f，成倒立、放大的實像；u＜f，成正立、放大的虛像．

解答 解：（1）進行凸透鏡成像實驗時，光具座的長度要大于凸透鏡焦距的4倍；凸透鏡A的焦距是10cm，光具座的長度要大于40cm，凸透鏡B的焦距是50cm，光具座的長度要大于200cm，如圖，光具座的長度是100cm，所以實驗選擇凸透鏡A．點燃的蠟燭固定在25cm刻線處，物距u=50cm-25cm=25cm，u＞2f，成倒立、縮小的實像．
（2）小華將點燃的蠟燭固定在35cm刻線處，物距u=50cm-35cm=15cm，凸透鏡的焦距是10cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．
（3）由圖知，凸透鏡C在50cm處，當燭焰在光具座上10cm到30cm刻線之間時，燭焰的像是放大、倒立的實像，說明此時蠟燭處于f和2f之間；當燭焰在光具座上0cm到10cm刻線之間時，燭焰的像是縮小、倒立的實像，說明此時蠟燭在2倍焦距之外，所以當物體在10cm處即u=50cm-10cm=40cm為2倍焦距處，即2f=40cm，故C的焦距為f=20cm．
故答案為：（1）A；縮小；（2）B．

點評 此題是探究凸透鏡成像的規律實驗，考查了對凸透鏡的選擇，同時還考查了對凸透鏡成像規律的應用，一定要熟練掌握凸透鏡成像特點與物距之間的關系．