Question

【題目】物理興趣小組想知道某只透鏡的焦距f為多少和成像規(guī)律，做了以下實(shí)驗(yàn)：

（1）他們將鏡面垂直于陽(yáng)光，在透鏡下面放上白紙（紙、鏡平行），測(cè)出透鏡與白紙間距 s/cm與對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t/min，繪出圖線甲，則可判斷該透鏡的焦距f為_________cm；

（2）接著將透鏡及蠟燭、光屏置于光具座上（如圖乙），做成像實(shí)驗(yàn)，記錄每次成實(shí)像的物距u，像距v，物像間距L（u+v），繪出圖線丙（以f為長(zhǎng)度單位），由圖可知，要想成實(shí)像，蠟燭與光屏的間距應(yīng)滿足L≥_____（用f表示）；

（3）曉紅同學(xué)將爺爺?shù)倪h(yuǎn)視眼鏡鏡片放在了蠟燭與凸透鏡（靠近凸透鏡）之間，移動(dòng)透鏡和光屏，直到在光屏上得到了一個(gè)倒立縮小的清晰的像.將遠(yuǎn)視眼鏡鏡片取下，發(fā)現(xiàn)光屏上的像變模糊了。為了使屏上的像重新變得清晰，在不移動(dòng)蠟燭和凸透鏡位置的前提下， 應(yīng)將光屏向_______________（靠近/遠(yuǎn)離）凸透鏡的方向移動(dòng)；

（4）物理學(xué)中，有一個(gè)凸透鏡成像的“新概念”：放大率，結(jié)合乙、丙圖可知，當(dāng)物距u＝3f時(shí)，n＝__________。

Answer 1

【答案】12 4f 遠(yuǎn)離 0.5（或）

【解析】

(1)根據(jù)圖甲找出白紙被烤焦的最短時(shí)間，所對(duì)應(yīng)的透鏡與白紙間距即為焦距；

(2)根據(jù)圖丙物象間距L與物距u的關(guān)系，找出物像間距L的最小值即可；

(3)遠(yuǎn)視眼鏡鏡片是凸透鏡，對(duì)光線有會(huì)聚作用，能使光線的會(huì)聚點(diǎn)提前；

(4)當(dāng)物距u=3f時(shí)，結(jié)合圖丙，找出對(duì)應(yīng)的物像間距L和像距v，再利用即可求出。

(1)[1]由圖甲可知，當(dāng)透鏡與白紙間距s=12cm時(shí)，白紙被烤焦的時(shí)間t=4min，所用的時(shí)間最短，說(shuō)明太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚后該點(diǎn)的溫度最高，這個(gè)點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)，則測(cè)出透鏡與白紙間距即為焦距f=12cm；

(2)[2]將透鏡及蠟燭、光屏置于光具座上，且燭焰、光屏中心和透鏡中心在同一高度，即位于凸透鏡的主光軸上；根據(jù)凸透鏡的成實(shí)像時(shí)滿足u>f，由圖丙可知，隨著物距u的增大，物像間距L先減小后增大，當(dāng)物距u=2f時(shí)，物像間距L最小為4f，因此要想成實(shí)像，蠟燭與光屏的間距應(yīng)滿足L4f；

(3)[3]遠(yuǎn)視眼鏡鏡片是凸透鏡，凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，所以將遠(yuǎn)視眼鏡鏡片取下，發(fā)現(xiàn)“視網(wǎng)膜”上的像變模糊了，此時(shí)像落在“視網(wǎng)膜”的后面；為了使屏上的像重新變得清晰，在不移動(dòng)光源和凸透鏡位置的前提下，由凸透鏡成像規(guī)律可知，應(yīng)將光屏遠(yuǎn)離透鏡；

(4)[4]當(dāng)物距u=3f時(shí)，根據(jù)L=u+v可得，

，

則由圖丙可知，L=4.5f，v=1.5f，故放大率：

。