Question

【题目】某小组同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，他们都将凸透镜放置于光具座的A点 （50厘米刻度处）且保持不变，如图所示．现有焦距为10厘米或15厘米的凸透镜可选择． ①一位同学将点燃的蜡烛放在凸透镜的一侧，在光具座另一侧68厘米刻度处的光屏上得到一个倒立、缩小的实像，则凸透镜的焦距可能是厘米．
②另一位同学先后两次将点燃的蜡烛放在图中距B点6厘米处（B点位置为30厘米刻度处），在凸透镜的（选填“左”或“右”）侧移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个像．比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座上厘米刻度处时所成的像较小，凸透镜的焦距可能是厘米．

Answer 1

【答案】10或15；右；24；10
【解析】解：①凸透镜成倒立、缩小的实像：在凸透镜另一侧68cm﹣50cm=18cm处成一个缩小的实像，2f＞18cm＞f，所以，18cm＞f＞9cm， 所以，18cm＞f＞9cm，因此该透镜的焦距可能为10或15厘米．
凸透镜成实像时，像和物分居透镜的两侧，故根据图示信息，可知B点在透镜的左侧，则所成像应该在透镜的右侧；②由“蜡烛放置在距B点6厘米处，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个像”可知，在光屏上得到的像是实像，那么所选透镜的焦距一定不是15cm的，因为如果选择透镜的焦距为15cm，蜡烛放置在距B点右边6厘米处，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，那么不能在光屏上得到像，而成为一束平行光；
如果选择透镜的焦距为10cm，蜡烛放置在距B点右边6厘米处，即蜡烛置于光具座14厘米刻度处时，此时2f＞u＞f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立放大的实像；
如果选择透镜的焦距为10cm，蜡烛放置在距B点左边6厘米处，即蜡烛置于光具座24厘米刻度处时，此时u＞2f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立缩小的实像；
综上所述，比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座24厘米刻度处时，所成的像较小；实验中所用透镜的焦距可能是10厘米．
所以答案是：①10或15；②右；24；10．
【考点精析】掌握凸透镜成像规律及其探究实验是解答本题的根本，需要知道巧记凸透镜成像的区分：物近像远像变大， 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小， 实像总是倒立的．