Question

19．某小組同學(xué)在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們都將凸透鏡放置于光具座的A點(diǎn)  （50厘米刻度處）且保持不變，如圖所示．現(xiàn)有焦距為10厘米或15厘米的凸透鏡可選擇．
①一位同學(xué)將點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡的一側(cè)，在光具座另一側(cè)68厘米刻度處的光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，則凸透鏡的焦距可能是10或15厘米．
②另一位同學(xué)先后兩次將點(diǎn)燃的蠟燭放在圖中距B點(diǎn)6厘米處（B點(diǎn)位置為30厘米刻度處），在凸透鏡的右（選填“左”或“右”）側(cè)移動(dòng)光屏，可在光屏上得到大小不同的兩個(gè)像．比較兩次所成的像，當(dāng)蠟燭置于光具座上24厘米刻度處時(shí)所成的像較小，凸透鏡的焦距可能是10厘米．

Answer 1

分析 ①凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像時(shí)，物距：U＞2f，像距：2f＞V＞f，根據(jù)物距和像距提供的數(shù)據(jù)列出不等式，解不等式組確定焦距范圍；
②成實(shí)像時(shí)，像和物在透鏡的異側(cè)；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凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像：在凸透鏡另一側(cè)68cm-50cm=18cm處成一個(gè)縮小的實(shí)像，2f＞18cm＞f，所以，18cm＞f＞9cm，
所以，18cm＞f＞9cm，因此該透鏡的焦距可能為10或15厘米．
凸透鏡成實(shí)像時(shí)，像和物分居透鏡的兩側(cè)，故根據(jù)圖示信息，可知B點(diǎn)在透鏡的左側(cè)，則所成像應(yīng)該在透鏡的右側(cè)；
②由“蠟燭放置在距B點(diǎn)6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)右邊6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10cm，蠟燭放置在距B點(diǎn)右邊6厘米處，即蠟燭置于光具座14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6厘米處，即蠟燭置于光具座24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24厘米刻度處時(shí)，所成的像較小；實(shí)驗(yàn)中所用透鏡的焦距可能是10厘米．
故答案為：①10或15；②右；24；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．