Question

3．在焦距為5cm、10cm或15cm的凸透鏡中選擇一個(gè)放置于光具座的A點(diǎn)處，如圖所示．將蠟燭、光屏分置于光具座上透鏡的兩側(cè)，調(diào)整透鏡和光屏的中心大致與燭焰的中心在同一高度上．先后兩次將蠟燭放置在距B點(diǎn)5cm處，保持透鏡在A點(diǎn)位置不變，移動(dòng)光屏，可在光屏上得到放大和縮小的兩個(gè)不同的像．比較兩次所成的像，當(dāng)蠟燭置于光具座上35cm刻度處時(shí)，所成的像較大；實(shí)驗(yàn)中所用透鏡的焦距可能是5或10cm．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)的要求，首先把凸透鏡、蠟燭、光屏放在光具座上，然后調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的高度，使三者中心放在同一高度上．
（2）首先明確在光屏上得到的像是實(shí)像，然后再根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律確定像的大小和所選透鏡的焦距，注意蠟燭放置在距B點(diǎn)5厘米處，要分左右兩種情況分析．

解答 解：（1）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中實(shí)驗(yàn)的要求，首先把凸透鏡、蠟燭、光屏放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭并調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，讓燭焰、凸透鏡、光屏三者中心放在同一高度上，這樣才能使像成在光屏的中心；
（2）由“蠟燭放置在距B點(diǎn)5.0厘米處，保持透鏡在A點(diǎn)位置不變，移動(dòng)光屏，可在光屏上得到大小不同的兩個(gè)像”可知，在光屏上得到的像是實(shí)像，那么所選透鏡的焦距一定不是15cm的，因?yàn)槿绻�選擇透鏡的焦距為15cm，蠟燭放置在距B點(diǎn)5厘米處，保持透鏡在A點(diǎn)位置不變，移動(dòng)光屏，那么不能在光屏上得到像，而成為一束平行光；
如果選擇透鏡的焦距為5cm，蠟燭放置在距B點(diǎn)右邊5.0厘米處，即蠟燭置于光具座35厘米刻度處時(shí)，此時(shí)u＞2f，保持透鏡在A點(diǎn)位置不變，移動(dòng)光屏，在光屏上將得到倒立縮小的實(shí)像；
當(dāng)蠟燭放置在距B點(diǎn)左邊5厘米處，即蠟燭置于光具座25厘米刻度處時(shí)，此時(shí)u＞2f，保持透鏡在A點(diǎn)位置不變，移動(dòng)光屏，在光屏上將得到倒立縮小的實(shí)像；但比蠟燭置于光具座35厘米刻度處時(shí)所成的像還要小；
如果選擇透鏡的焦距為10cm，蠟燭放置在距B點(diǎn)右邊5厘米處，即蠟燭置于光具座35厘米刻度處時(shí)，此時(shí)2f＞u＞f，保持透鏡在A點(diǎn)位置不變，移動(dòng)光屏，在光屏上將得到倒立放大的實(shí)像；
如果選擇透鏡的焦距為10cm，蠟燭放置在距B點(diǎn)左邊5厘米處，即蠟燭置于光具座25厘米刻度處時(shí)，此時(shí)u＞2f，保持透鏡在A點(diǎn)位置不變，移動(dòng)光屏，在光屏上將得到倒立縮小的實(shí)像；
綜上所述，比較兩次所成的像，當(dāng)蠟燭置于光具座35厘米刻度處時(shí)，所成的像較大；實(shí)驗(yàn)中所用透鏡的焦距可能是5或10厘米．
故答案為：同一；35；5或10．

點(diǎn)評(píng) 此題通過實(shí)驗(yàn)探究了凸透鏡成像的規(guī)律及特點(diǎn)，并考查了對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用．要解決此類題目，需要熟記凸透鏡成像的規(guī)律并做到靈活應(yīng)用，此題有一定的拔高難度，屬于難題．