Question

16．如圖亮亮探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)情況，A、B、C、分別是燃燒的蠟燭、凸透鏡、光屏，它們都豎立在光具座上，此時(shí)屏上出現(xiàn)清晰的像，A、B、C所處位置對(duì)應(yīng)的標(biāo)尺刻度如圖．

（1）圖示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以說明幻燈機(jī)的成像特點(diǎn)．（填“照相機(jī)”“幻燈機(jī)”或“放大鏡”）
（2）亮亮通過上網(wǎng)檢閱科技資料發(fā)現(xiàn)，凸透鏡成像規(guī)律符合公式$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$（u為物距，v為像矩，f為焦距），請(qǐng)你據(jù)此計(jì)算出該凸透鏡的焦距f=20cm．
（3）取下該凸透鏡，將它作為放大鏡用來觀察墻上地圖的細(xì)微處，則該凸透鏡與墻壁的距離應(yīng)小于20cm；
（4）若保持凸透鏡位置不變，把燭焰和光屏的位置對(duì)調(diào)一下，可到倒立、縮小的像．

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律及應(yīng)用．知道當(dāng)物距處于f和2f之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像；幻燈機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的．
（2）將u=30cm，v=60cm，代入凸透鏡成像規(guī)律公式$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$可求出f．
（3）放大鏡是利用了當(dāng)物距在一倍焦距內(nèi)時(shí)，凸透鏡成放大正立的虛像的原理．
（4）凸透鏡的位置不變，調(diào)換燭焰和光屏的位置，物體在凸透鏡的二倍焦距以外，在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間光屏上得到一個(gè)倒立、放大的實(shí)像．

解答 解：
（1）由圖可知，物距u=40cm-10cm=30cm，像距v=100cm-40cm=60cm；
此時(shí)屏上出現(xiàn)清晰的像，且物距小于像距，這說明物距處于f和2f之間時(shí)，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像，幻燈機(jī)是根據(jù)凸透鏡成倒立、放大實(shí)像的原理制成的．
（2）將u=30cm，v=60cm代入公式$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$可得：$\frac{1}{30cm}$+$\frac{1}{60cm}$=$\frac{1}{f}$，解得f=20cm．
（3）放大鏡是利用物距在一倍焦距內(nèi)時(shí)，凸透鏡成放大正立的虛像的原理，由2小題可得此凸透鏡的焦距f=20cm，
所以取下該凸透鏡，將它作為放大鏡用來觀察墻上地圖的細(xì)微處，則該凸透鏡與墻壁的距離應(yīng)小于20cm．
（4）當(dāng)燭焰和光屏對(duì)調(diào)位置以后，此時(shí)u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、縮小的實(shí)像．
故答案為：（1）幻燈機(jī)；（2）20；（3）小于20cm；（4）倒立、縮小．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查凸透鏡成像的規(guī)律：u＞2f，成倒立縮小的實(shí)像，應(yīng)用是照相機(jī)；u=2f，成倒立等大的實(shí)像，應(yīng)用是測(cè)焦距；f＜u＜2f，成倒立放大的實(shí)像，應(yīng)用是投影儀；u=f，不成像；u＜f，成正立放大的虛像，應(yīng)用是放大鏡．