Question

小磊在探究凸透鏡成像規(guī)律時，將焦距為20cm的凸透鏡A固定在光具座上35cm刻度線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上5cm刻度線處，移動光屏，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像，如圖甲所示．接著他保持蠟燭的位置不變，將凸透鏡A換為凸透鏡B并保持位置不變，移動光屏，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像，如圖乙所示．

物距u/cm	實驗序號	焦距f/cm	像距v/cm
15	1	8	17
	2	10	30
	3	12	60

（1）請根據(jù)上述實驗現(xiàn)象和凸透鏡成像規(guī)律判斷：凸透鏡A的焦距______凸透鏡B的焦距．（選填“等于”、“大于”或“小于”）
（2）圖甲所示的實驗現(xiàn)象可以說明______的成像特點．（選填“照相機(jī)”、“幻燈機(jī)”或“放大鏡”）
（3）為了研究像距與焦距的關(guān)系，他選用三個焦距不同的凸透鏡進(jìn)行實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如上表．分析表中數(shù)據(jù)可知：物距不變時，焦距越大，則像距越______ （選填“大”或“小”）．
（4）若小磊將物距調(diào)整為20cm，并想在光屏上得到一個縮小的像，他應(yīng)在上表給出的三個透鏡中選用焦距為______cm的凸透鏡．

Answer 1

【答案】分析：凸透鏡成像時，光屏上成的像都是倒立的實像．
凸透鏡成實像時，U＞V，成倒立、縮小的實像；U＜V，成倒立、放大的實像．
凸透鏡成倒立、放大的實像時，物距：2f＞U＞f，像距：V＞2f，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A和B的焦距的大小．
根據(jù)凸透鏡成像情況和應(yīng)用判斷凸透鏡的應(yīng)用：
U＞2f，成倒立、縮小的實像，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
2f＞U＞f，成倒立、放大的實像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
U＜f，成倒正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡．
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析物距一定時，焦距增大，觀察像距的變化．
解答：解：（1）凸透鏡成像時，光屏上成的像都是倒立的實像．
凸透鏡成實像時，U＜V，成倒立、放大的實像．物距：2f＞U＞f，像距：V＞2f．
A凸透鏡：物體離凸透鏡35cm處，35cm＞2f，所以，17.5cm＞f，
此時像距是60cm，2f＞60cm＞f，所以，60cm＞f＞30cm，
所以A凸透鏡焦距：60cm＞f＞30cm．
B凸透鏡：物體離凸透鏡35cm處，35cm＞2f，所以，17.5cm＞f，
此時像距是20cm，2f＞20cm＞f，所以，20cm＞f＞10cm，
所以B凸透鏡焦距：20cm＞f＞17.5cm．
所以，A凸透鏡焦距大于B凸透鏡焦距．
（2）2f＞U＞f，成倒立、放大的實像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析物距一定時，焦距增大，像距逐漸增大．
（4）若小磊將物距調(diào)整為20cm，并想在光屏上得到一個縮小的像，此時的像一定是倒立、縮小的實像，U=20cm，U＞2f，20cm＞2f，10cm＞f，所以選擇f=8cm的凸透鏡．
故答案為：（1）大于；（2）幻燈機(jī)；（3）大；（4）8．
點評：掌握凸透鏡成像的兩種判斷方法，根據(jù)物距和像距的關(guān)系；根據(jù)物距和焦距的關(guān)系．
根據(jù)凸透鏡成像的性質(zhì)，找到物距不等式和像距不等式，解不等式組確定焦距大�。�
掌握凸透鏡三種成像規(guī)律和應(yīng)用．