Question

14．小華做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗，實驗桌上備有帶支架的蠟燭、光屏、兩個焦距不同的凸透鏡A和凸透鏡B，平行光光源、光具座等器材．

（1）小華先測量凸透鏡A的焦距，將凸透鏡A固定在光具座50cm刻度線處，調整平行光光源，使它發(fā)出平行于透鏡主光軸的光照射到凸透鏡A上，在透鏡另一側移動光屏，直到光屏上出現一個最小、最亮的光斑，如圖甲所示，則凸透鏡A的焦距為10.0cm．
（2）小華用蠟燭替換掉平行光源進行試驗，實驗前應先將蠟燭中心，、透鏡光心和光屏中心調到同一高度．
（3）保持凸透鏡A的位置不變，將點燃的蠟燭放在光具座上35cm刻度線處，移動光屏，在光屏上得到燭焰倒立、放大的像，如圖乙所示，此實驗現象可說明幻燈機（選填“照相機”“幻燈機”或“放大鏡”）的成像特點．
（4）保持蠟燭位置不變，小華用凸透鏡B替換凸透鏡A，將凸透鏡B固定在光具座上50cm刻度線處，移動光屏，在光屏上得到燭焰倒立、縮小的像，由此可以判斷：凸透鏡A的焦距大于（選填“大于“或”“小于”）凸透鏡B的焦距．

Answer 1

分析 （1）根據凸透鏡焦點和焦距的定義進行判斷．光點到凸透鏡的距離即為焦距．
（2）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
（3）掌握凸透鏡成像的規(guī)律及應用．知道幻燈機、投影儀都是根據當物距處于1倍和2倍焦距之間時，成放大倒立實像的原理制成的．
（4）首先根據成縮小的實像確定物距與焦距的關系，根據物距的大小關系判斷焦距之間的大小關系．

解答 解：（1）由圖甲可知，平行光光源發(fā)出平行于透鏡主光軸的平行光照射到凸透鏡A上，在透鏡另一側移動光屏直到光屏上的光斑最小，
則最小的光斑即為焦點，焦點到凸透鏡光心的距離為10.0cm，所以凸透鏡的焦距f₁=10.0cm．
（2）應將透鏡、蠟燭火焰、光屏的中心調到同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
（3）如圖乙所示，保持凸透鏡A位置不變，將點燃的蠟燭放在光具座上35cm刻線處時，此時物距u=50.0cm-35.0cm=15.0cm，f₁＜u＜2f₁，
移動光屏，此時應該能成一個倒立、放大的實像，幻燈機、投影儀都是根據這個原理制成的．
（4）蠟燭和凸透鏡的位置不變，凸透鏡A成倒立、放大的實像，說明此時物距處于1倍和2倍焦距之間；
凸透鏡B成倒立、縮小的實像，說明物距大于2倍焦距，即u=15.0cm＞2f₂，所以f₂＜7.5cm，
故凸透鏡A和凸透鏡B的焦距大小關系為f ₁ 大于f ₂．
故答案為：（1）10.0；（2）同一高度；（3）實；幻燈機；（4）大于．

點評 此題探究凸透鏡成像的規(guī)律，掌握凸透鏡成像的特點與物距、像距之間的關系是解決此題的關鍵，第（4）問是此題的難點，解決的關鍵是判斷出物距與焦距之間的關系．