Question

【題目】小明想探究凸透鏡成像規(guī)律。現(xiàn)有兩個(gè)凸透鏡，焦距分別為10cm和20cm。

（1）小明將其中一塊凸透鏡放在光具座上，當(dāng)燭焰、凸透鏡及光屏的位置如圖所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像，則他選擇的凸透鏡的焦距為_____cm。

（2）小明將蠟燭和光屏的位置對(duì)換，發(fā)現(xiàn)在光屏上仍能成一清晰的像，此時(shí)像的性質(zhì)是倒立、_____（選填“放大”或“縮小”）的實(shí)像。

（3）當(dāng)燭焰通過(guò)凸透鏡在光屏上成一實(shí)像時(shí)，如果透鏡上落上一只小蟲(chóng)，則光屏上所成的像的亮度將_____（選填“變亮”或“變暗”或“不變”）。

（4）為了便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)該_____（選填“較亮”或“較暗”）為好。

Answer 1

【答案】10 放大 變暗 較暗

【解析】

（1）據(jù)圖看出物距和像距的關(guān)系，再據(jù)兩個(gè)凸透鏡的焦距分析判斷即可。

（2）由圖知，蠟燭處于2倍焦距之外，在透鏡的另一側(cè)的光屏上得到清晰縮小的像，在光的折射中，光路是可逆的，分析若將蠟燭與光屏的位置對(duì)調(diào)，光屏上像的性質(zhì)。

（3）凸透鏡成像屬于光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會(huì)聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實(shí)像；如果凸透鏡的口徑大，透過(guò)的光多，像就亮；口徑小，透過(guò)的光少，像就暗。

（4）透鏡成像時(shí)，在較暗的環(huán)境中，實(shí)驗(yàn)效果越明顯，蠟燭的像越明顯。

（1）此時(shí)通過(guò)凸透鏡在光屏上能成一個(gè)實(shí)像，據(jù)圖能看出，此時(shí)在光屏上成一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，所以此時(shí)物體在2倍焦距以外，即u=30cm＞2f，即15cm＞f，已知兩個(gè)凸透鏡的焦距分別為10cm和20cm，所以小明選擇的凸透鏡的焦距為10cm。

（2）由圖知，蠟燭原來(lái)處于2倍焦距之外，在透鏡的另一側(cè)的光屏上得到清晰縮小的像，這個(gè)像是實(shí)像；在光的折射中，光路是可逆的，當(dāng)把蠟燭放在光屏位置，光屏放在原來(lái)蠟燭的位置，即此時(shí)物體處于1倍焦距和2倍焦距之間，據(jù)光路的可逆性可知，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像。

（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，所有透過(guò)透鏡的光會(huì)聚到光屏上成像，小蟲(chóng)落在透鏡上后，整個(gè)物體發(fā)出的光雖有一小部分被擋住，但仍有大部分光通過(guò)凸透鏡而會(huì)聚成像，因此，像與原來(lái)相同，大小不變；由于透鏡的一小部分被遮住，因此折射出的光線與原來(lái)相比減少了，故亮度會(huì)變暗。

（4）為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在比較暗的環(huán)境中進(jìn)行，這樣成的蠟燭的像更加清晰，便于觀察。