Question

2．如图所示，凸透镜正对着太阳光，来回移动另一侧的纸片，得到最小、最亮的光斑时，纸片距离凸透镜中心10cm，则此凸透镜的焦距是10cm；接着将纸片远离凸透镜移动，纸片上的光斑变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），纸片上光斑与凸透镜的镜面大小相同时，纸片距离凸透镜的中心是20cm．

Answer 1

分析 解答此题从以下知识点入手：
①太阳光相当于平行光，利用凸透镜正对着太阳光，移动凸透镜，直到地面上会聚成的最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点．焦点到透镜光心的距离为焦距，用焦距为10cm的凸透镜正对太阳光，其下方的白纸上呈现一光斑，当光斑到凸透镜的距离为12cm时，此时距离大于焦距．故此时光斑比焦点的光斑要大，亮度不如焦点时的亮度．
②纸片上光斑与凸透镜的镜面大小相同时，作图解答．

解答 解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点．焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．
故让一透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做透镜的焦点；
因为焦点到凸透镜中心的距离为10cm，则该透镜的焦距为10cm．因为凸透镜会聚在焦点的光最亮、最小，所以若凸透镜远离白纸，则光斑将一直变大，亮度会越来越暗；
凸透镜正对太阳光，光线平行于主光轴，会聚成焦点F，光线到焦点F，不会停止，继续传播，形成和凸透镜口径相同的光斑．如图所示：
凸透镜到光斑的距离是L=10cm，所以纸片距离凸透镜的中心为2L=20cm．

故答案为：10；变大；20．

点评 平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚在主光轴上，这点是凸透镜的焦点，光线到达焦点后不会停止，继续传播．