Question

3．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，各組先使用相同焦距的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）小宇所在的小組實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)記錄如表1所示：
表 1  

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	7.00	/	正立、放大、虛像
2	12.00	24.00	倒立、放大、實(shí)像
3	16.00	16.00	倒立、等大、實(shí)像
4	20.00	13.33	倒立、縮小、實(shí)像
5	30.00	10.91	倒立、縮小、實(shí)像

表 2

序號(hào)	直徑	焦距
甲	5cm	30cm
乙	3cm	5cm

請(qǐng)你根據(jù)表1中信息，判斷凸透鏡的焦距f=8.00 cm．
（2）當(dāng)將燭焰放在該凸透鏡的焦點(diǎn)上，凸透鏡固定不動(dòng)，將光屏向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)的過程中，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是沒有實(shí)像，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)圓形的光斑．
（3）實(shí)驗(yàn)所用的光具座上標(biāo)尺的刻度范圍是“0～90cm”，實(shí)驗(yàn)桌上另有兩個(gè)凸透鏡，規(guī)格如表2所示．
為了能完整得到凸透鏡成像的普遍規(guī)律，應(yīng)該選用的凸透鏡是乙．（ 選填：“甲”或“乙”）

Answer 1

分析 （1）知道當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)像距也為2倍焦距．所以在表格中找到成倒立等大實(shí)像的情況，便可以根據(jù)物距或像距計(jì)算出焦距了．
（2）從凸透鏡焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)過凸透鏡后成為平行光．
凸透鏡成實(shí)像時(shí)，像距與物距的關(guān)系：物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小．
（3）要解決此題，需要認(rèn)真分析表格中凸透鏡焦距數(shù)值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所用的光具座上標(biāo)尺的刻度范圍是“0～90cm”，可得出結(jié)論．

解答 解：（1）由表1第二次實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)物距等于16.00cm時(shí)，像距也等于16.00cm，并且此時(shí)成倒立、等大的實(shí)像．
根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，此時(shí)物距、像距都等于2倍焦距，所以f=8.00cm．
（2）把蠟燭放在該凸透鏡的焦點(diǎn)上，此時(shí)經(jīng)過凸透鏡的光線將平行于主光軸，所以無論光屏怎樣移動(dòng)，都沒有實(shí)像，只會(huì)在光屏上出現(xiàn)大小不變的圓形光斑．
（3）如果選擇甲凸透鏡，當(dāng)“研究凸透鏡成像的規(guī)律”中的u＞2f時(shí)，即物距大于60cm，此時(shí)f＜v＜2f，即像距大于30cm小于60cm，則物和像之間的距離應(yīng)大于90cm；而實(shí)驗(yàn)所用的光具座上標(biāo)尺的刻度范圍是“0～90cm”，此時(shí)所成的像位置超出了光具座的范圍，在光屏上不能看到清晰的像．所以不能選甲凸透鏡，只能選擇乙凸透鏡．
故答案為：（1）8.00；（2）沒有實(shí)像，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)圓形的光斑；（3）乙．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了有關(guān)凸透鏡成像的運(yùn)用，首先要熟練掌握成像規(guī)律的內(nèi)容，同時(shí)考查了凸透鏡對(duì)光的作用，把物體放到焦點(diǎn)觀察像，也是我們應(yīng)該了解的．