Question

用一直径为20cm的凸透镜正对着太阳光，在凸透镜的另一侧15cm处，有一垂直透镜主光轴的光屏，光屏上显现出一个直径是10cm的光斑，则凸透镜的焦距是（　　）

A．10cm

B．20cm

C．30cm

D．无法确定

Answer 1

分析：凸透镜对光线有会聚的作用；最小、最亮的光斑就是该凸透镜焦点的位置，焦点到透镜光心的距离就是焦距．得到的是10cm的光斑，说明太阳光经凸透镜未过焦点会聚的，或已过焦点会聚的光斑．

解答：解：（1）当太阳光未过焦点会聚的光斑，图如下：AB=20cm，CD=10cm，OE=15cm，OF=f．因为△AFB∽△CFD，所以

AB

CD

=

OF

EF

即

20cm

10cm

=

f

f-15cm

解得f=30cm．

（2）当太阳光过焦点会聚的光斑，如图：AB=20cm，CD=10cm，OE=15cm，OF=f．因为△AFB∽△CFD，所以

AB

CD

=

OF

EF

即

20cm

10cm

=

f

15cm-f

解得f=10cm．

故A、C符合题意．
故选A、C．

点评：考查了凸透镜焦距的求法，太阳光经凸透镜在光屏上出现最小最亮的光斑，就是凸透镜的焦点，此题的光斑不是凸透镜的焦点，可以要结合几何知识求出凸透镜的焦距．