Question

【题目】如图是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置。在焦距为5厘米、10厘米和20厘米的凸透镜中选择一个放置在图中所示的位置，将蜡烛、光屏分置于光具座上透镜两侧。

(1)调整器材高度时，应 ______________（选填“点燃”或“不点燃”）蜡烛。

(2)将器材调整完成后，若将蜡烛放置在A点通过三个凸透镜都能在光屏上成像，则

焦距为______厘米的透镜所成的像最小。这时与______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。

(3)若在BC间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，则实验中所用透镜的焦距可能是___厘米。

Answer 1

【答案】 点燃 照相机 5 5或10

【解析】（1）调整器材高度时，要调整烛焰、光屏和凸透镜的中心大致在同一高度上，这样才可以使烛焰的像成在光屏的中央，所以蜡烛应是点燃的。

（2）由图知道，A点到透镜的距离为25cm，即物距为25cm，当u＞2f，成倒立、缩小的实像， 2f＞v＞f；当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；焦距为5cm和10cm的凸透镜，会因为物距大于其2倍焦距，所以成的是倒立、缩小的实像；焦距为20cm的凸透镜，因f＜25cm＜2f，成的是倒立、放大的实像；但在焦距5cm与10cm两凸透镜中，焦距5cm的凸透镜对光线的会聚能力更强，可使光线提前会聚成像，像距更小、像更小，故焦距为5cm的凸透镜成的像最小，这时与照相机的成像特点相同；

（3）在BC间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，即在凸透镜在右侧5cm～20cm间移动光屏时，可在光屏上得到清晰的像；物距为25cm，结合前面分析可知：

①焦距为5cm的凸透镜，成的是倒立、缩小的实像，像距的范围f＜v＜2f，即5cm＜v＜10cm，在5cm～20cm范围以内，在该范围内移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，故凸透镜的焦距可能为5cm；

②焦距为10cm的凸透镜，成的是倒立、缩小的实像，像距的范围f＜v＜2f，即10cm＜v＜20cm，在5cm～20cm范围以内，在该范围内移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，故凸透镜的焦距可能为10cm；

③焦距为20cm的凸透镜，成的是倒立、放大的实像，像距的范围v＞2f，即v＞40cm，超过了5cm～20cm范围，在BC间移动光屏时不能在光屏上得到清晰的像，故凸透镜焦距不可能为20cm，综上分析可知，凸透镜焦距不可能为20cm，可能为5cm或10cm。