Question

18．小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，將焦距為20cm的凸透鏡A固定在光具座上35cm刻度線處，將點(diǎn)燃的蠟燭放在光具座上5cm刻度線處，移動(dòng)光屏，使蠟燭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B，并保持位置不變，移動(dòng)光屏，使蠟燭在光屏上成清晰的像，如圖乙所示．

（1）實(shí)驗(yàn)前，在擺放凸透鏡、蠟燭和光屏?xí)r要求三者的中心在同一高度．
（2）請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和凸透鏡成像規(guī)律判斷：凸透鏡A的焦距大于凸透鏡B的焦距（選填“大于”、“等于”或“小于”）．
（3）為了研究像距與焦距的關(guān)系，他選用了三個(gè)焦距不同的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表．分析表中的數(shù)據(jù)可知，物距不變時(shí)，焦距越大，則像距越越大；根據(jù)你所學(xué)的凸透鏡成像規(guī)律分析，此時(shí)所成像的大小越越大．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距u/cm	焦距/cm	像距/cm
1	15	8	17
2		10	30
3		12	60

（4）若小明將物距調(diào)整為20cm．并想在光屏上得到一個(gè)縮小的像，他應(yīng)在上表給出的三個(gè)透鏡中選用焦距為8cm的凸透鏡．
（5）2013年6月20日，“神舟十號(hào)”航天員王亞平，在天宮一號(hào)內(nèi)為我們上了一節(jié)充滿奇幻的太空課，如圖丙所示是她在展示制作的一個(gè)太空水球，根據(jù)這張圖片上的情景可以判斷，這個(gè)水球凸透鏡（選填“凸”或“凹”），此時(shí)所成的是倒立縮小的實(shí)像．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，為使像能成在光屏的中心，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；
（2）凸透鏡成像情況和應(yīng)用：u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f；2f＞U＞f，成倒立、放大的實(shí)像，v＞2f；
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論；
（4）根據(jù)凸透鏡在u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像解題；
（5）由圖判斷像的性質(zhì)，結(jié)合凸透鏡成像規(guī)律解題．

解答 （1）在做實(shí)驗(yàn)的過程中，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度，是為使?fàn)T焰的像成在光屏的中心．
（2）由圖甲知，凸透鏡成倒立放大的實(shí)像，則此時(shí)物距處于A凸透鏡的一倍焦距和2倍焦距之間；由圖乙知，凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像，則此時(shí)物距大于B凸透鏡的2倍焦距；甲乙兩圖蠟燭到凸透鏡的距離相等，可知A凸透鏡焦距大于B凸透鏡焦距．
（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：物距不變時(shí)，焦距越大，則像距越大；由凸透鏡成像規(guī)律可知，物體離焦點(diǎn)越近，所成的像越大，物距不變時(shí)，焦距越大，表明物體離焦點(diǎn)越近，即像會(huì)越大；
（4）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，由題可知：20cm＞2×8cm，故選用8cm的凸透鏡；
（5）由圖可知，此時(shí)的像是倒立縮小的實(shí)像，因此為凸透鏡，物體離凸透鏡距離大于二倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像．
故答案為：（1）高度；（2）大于；（3）越大；越大；（4）8；（5）凸；倒立縮小的實(shí)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)，要理解物距和焦距的關(guān)系．掌握凸透鏡成像的性質(zhì)及凸透鏡三種成像規(guī)律和應(yīng)用．