Question

3．在焦距为5cm、10cm或15cm的凸透镜中选择一个放置于光具座的A点处，如图所示．将蜡烛、光屏分置于光具座上透镜的两侧，调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在同一高度上．先后两次将蜡烛放置在距B点5cm处，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，可在光屏上得到放大和缩小的两个不同的像．比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座上35cm刻度处时，所成的像较大；实验中所用透镜的焦距可能是5或10cm．

Answer 1

分析 （1）根据凸透镜成像规律实验的要求，首先把凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上，然后调整烛焰、凸透镜、光屏三者的高度，使三者中心放在同一高度上．
（2）首先明确在光屏上得到的像是实像，然后再根据凸透镜成像规律确定像的大小和所选透镜的焦距，注意蜡烛放置在距B点5厘米处，要分左右两种情况分析．

解答 解：（1）根据凸透镜成像规律中实验的要求，首先把凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上，点燃蜡烛并调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，让烛焰、凸透镜、光屏三者中心放在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中心；
（2）由“蜡烛放置在距B点5.0厘米处，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个像”可知，在光屏上得到的像是实像，那么所选透镜的焦距一定不是15cm的，因为如果选择透镜的焦距为15cm，蜡烛放置在距B点5厘米处，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，那么不能在光屏上得到像，而成为一束平行光；
如果选择透镜的焦距为5cm，蜡烛放置在距B点右边5.0厘米处，即蜡烛置于光具座35厘米刻度处时，此时u＞2f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立缩小的实像；
当蜡烛放置在距B点左边5厘米处，即蜡烛置于光具座25厘米刻度处时，此时u＞2f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立缩小的实像；但比蜡烛置于光具座35厘米刻度处时所成的像还要小；
如果选择透镜的焦距为10cm，蜡烛放置在距B点右边5厘米处，即蜡烛置于光具座35厘米刻度处时，此时2f＞u＞f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立放大的实像；
如果选择透镜的焦距为10cm，蜡烛放置在距B点左边5厘米处，即蜡烛置于光具座25厘米刻度处时，此时u＞2f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立缩小的实像；
综上所述，比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座35厘米刻度处时，所成的像较大；实验中所用透镜的焦距可能是5或10厘米．
故答案为：同一；35；5或10．

点评 此题通过实验探究了凸透镜成像的规律及特点，并考查了对凸透镜成像规律的应用．要解决此类题目，需要熟记凸透镜成像的规律并做到灵活应用，此题有一定的拔高难度，属于难题．