Question

5．在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中，蠟燭、凸透鏡（焦距f為10cm）、光屏放在光具座上，如圖1所示．若凸透鏡位置保持不變，依次把蠟燭放在A、B、C、D四點，并分別調整光屏的位置．則：

（1）在凸透鏡右側主光軸上畫出焦點F的位置．
（2）畫出光線a經過凸透鏡后的徑跡．
（3）當光屏上出現(xiàn)放大的像時，蠟燭位于圖中B或C點；當蠟燭位于D點時，無論怎樣移動光屏，在光屏上看不到清晰的像．（以上兩空均選填“A”、“B”、“C”或“D”）
（4）如圖2所示，在我國首次“太空授課”中，女航天員王亞平制造了一個小水球，我們看到了她在水球中的“倒影”．水球相當于凸透鏡（選填“平面鏡”、“凸透鏡”、“凹透鏡”），王亞平到水球的距離是大于2倍焦距（選填“1倍焦距以內”，“1倍焦距和2倍焦距之間”或“大于2倍焦距”）．

Answer 1

分析 （1）焦距指的是光心到焦點之間的距離，凸透鏡有兩個焦點，分居在凸透鏡的兩側；
（2）凸透鏡對光線有會聚作用，平行與主光軸的光線經凸透鏡折射后會經過焦點射出；
（3）依據凸透鏡成像規(guī)律：u＞2f，成倒立縮小的實像；u=2f，成倒立等大的實像；f＜u＜2f，成倒立放大的實像；u=f，不成像；u＜f，成正立放大的虛像，實像可在光屏上顯示，虛像不能；
（4）中間比周圍厚的透鏡叫凸透鏡，當物體在2倍焦距以外時，成縮小倒立的實像．

解答 解：（1）由題目可知，焦距為10cm，即光心到焦點之間的距離為10cm；透鏡在40cm處，焦點為40cm+10cm=50cm處，如圖所示；
（2）依據凸透鏡對光的折射特點，平行與主光軸的光線經凸透鏡折射后會經過焦點射出，如圖所示；

（3）依據凸透鏡成像規(guī)律，當f＜u＜2f時，屏上出現(xiàn)倒立放大的實像，題目中凸透鏡的焦距f為10cm且放在光具座40cm處，所以當物體放在光具座上20cm到30cm之間時，就滿足f＜u＜2f；
u＜f，成正立放大的虛像，虛像不能在光屏顯示；
（4）水球的中間比周圍厚，相當于一個凸透鏡；依據凸透鏡成像規(guī)律，當物體成縮小倒立的實像時，表示物體在2倍焦距以外；
故答案為：（1）如圖；（2）如圖；（3）B或C；D；（4）凸透鏡；大于2倍焦距

點評 此題考查凸透鏡成像的規(guī)律，要掌握凸透鏡對特殊光線的折射作圖，一定要熟練掌握凸透鏡成像特點，掌握凸透鏡成像規(guī)律并能靈活運用分析實際問題．