Question

19．小中同學利用光具座研究凸透鏡成像規律的實驗時：
（1）他在沒有測量凸透鏡焦距的情況下，立即安裝調節器材，使燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度，然后適當移動一下它們的位置，在圖示的情況下光屏上剛好得到炷焰等大清晰的像，小中立即知道了該凸透鏡的焦距f₁是10cm．
（2）接著又從其他同學那里拿來了一個凸透鏡，在不改變燭焰和光屏的位置情況下，把該透鏡放到原來位置時，發現光屏上燭焰的像不夠清晰了，于是他把光屏向左移動到光具座的60cm刻度處時，發現光屏上又出現了燭焰清晰的像．則該凸透鏡的焦距f₂最接近D．
A.24cm          B.20cm       C.15cm         D.6cm
（3）小中仔細觀察了兩個凸透鏡，又有了新的發現：原來兩個凸透鏡的厚度不相同，同學的這個透鏡中間更加凸出，于是他就總結了一個結論：在材料、大小等相同的情況下，中間越薄的凸透鏡焦距越長（選填“長”或“短”）．

Answer 1

分析 （1）①探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
②凸透鏡成倒立、等大的實像時，物距：u=2f，像距：v＞2f，根據物距和像距提供的數據列出等式，解等式即可．
（2）凸透鏡成倒立、縮小的實像時，物距：u＞2f，像距：2f＞v＞f，根據物距和像距提供的數據列出不等式，解不等式即可做出選擇．
（3）不同凸透鏡對光的折射程度是不同的，即每個凸透鏡的焦距是不一定相同的，焦距即是透鏡焦點到光心的距離．

解答 解：（1）由圖可看出：裝置中的錯誤是光屏偏高，需要進行調節，使燭焰、凸透鏡和光屏，使它們的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
由圖可看出，光屏上成倒立、等大的實像：則物距u=2f=20cm．解得f=10cm；
（2）在不改變燭焰和光屏的位置情況下，u=20cm，把光屏向左移動到光具座的60cm刻度處時，v=10cm，u＞v，成倒立縮小的實像，則u=20cm＞2f，2f＞v=10cm＞f，解得10cm＞f＞5cm，則該凸透鏡的焦距f₂最接近6cm，故D選項符合；
（3）在材料、大小等相同的情況下，中間越薄的凸透鏡焦距越長；中間越厚的凸透鏡焦距越短．
故答案為：（1）在同一高度；10；（2）D；（3）長．

點評 凸透鏡成像的三種情況和應用是凸透鏡成像習題的重要依據，同時考查的使用探究實驗、得出結論的能力，是一道實驗探究題，一定要熟練掌握．