Question

13．张华用如图甲所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验，图乙是张华通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象．
（1）凸透镜的焦距是10cm；
（2）若蜡烛处于图甲所示位置时，要想使烛焰恰好在光屏上成清晰的像，则光屏应放在刻度70cm处．
（3）将蜡烛移动至40cm刻度时，光屏上将不能得到蜡烛的像；
（4）将蜡烛移动至25cm刻度处时，成像原理与现实生活中的照相机成像原理相同，将蜡烛移动至35cm刻度处时，成像原理与现实生活中的投影仪成像原理相同；将蜡烛移动至45cm刻度处时，成像原理与现实生活中的放大镜成像原理相同（每空填一生活用具即可）．

Answer 1

分析 （1）凸透镜成像时，u=v=2f，在图象上找到u=v对应点，根据物距和焦距的关系求出凸透镜的焦距
（2）计算出物距后判断成像性质，确定像距；
（3）物距等于焦距不成像；
（4）凸透镜成像的规律及其应用：
物距小于焦距成正立放大虚像，物像同侧；应用是放大镜；
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距；应用是幻灯机、投影仪；
物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距；
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距；应用是照相机．

解答 解：（1）由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等．所以2f=20cm，则f=10cm．
（2）蜡烛处于图甲所示位置时，物距u=50cm-30cm=20cm=2f，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等，即v=u=2f=20cm，故光屏应位于50cm+20cm=70cm处；
（3）将蜡烛移动至40cm刻度时，u=50cm-40cm=10cm=f，不成像，会将凸透镜发出的发散光束会聚成平行光束，光屏上不会出现蜡烛的像；
（4）将蜡烛移动至25cm刻度处时，u=50cm-25cm=25cm＞2f，成倒立、缩小的实像，是照相机的原理；
将蜡烛移动至35cm刻度处时，u=50cm-35cm=15cm，满足f＜u小于2f，成倒立、放大的实像，是投影仪的工作原理；
将蜡烛移动至45cm刻度处时，u=50cm-45cm=5cm＜f，成正立、放大的虚像，是放大镜的原理．
故答案为：（1）10；（2）70；（3）不能得到蜡烛的像；（4）照相机；投影仪；放大镜．

点评 此题主要考查凸透镜成像的应用，要熟记凸透镜成像的规律，特别搞清像的特点及像距与物距之间的关系．解决此题的关键是通过图象确定凸透镜的焦距．然后问题可解．