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10
烛焰位于焦点处
35
变小
B
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律实验展开,需结合平行光测焦距、特殊成像情况、光路可逆及焦距对像的影响来分析:
1. 测焦距时,平行光经凸透镜会聚成最小最亮光斑时,透镜到光斑的距离为焦距,对应图甲中烤焦时间最短的s值;
2. 光屏只有光斑说明光线平行,仅当烛焰在焦点时,光线经凸透镜后平行;
3. 利用光路可逆,保持蜡烛和光屏不动,移动凸透镜使新物距等于原像距即可再次成像;
4. 焦距变小则会聚能力增强,物距不变时像距变小,像变小。
【解析】
(1) 太阳光为平行光,经凸透镜后会聚于焦点,焦点处光斑最小最亮、烤焦时间最短。由图甲,烤焦时间最短时s=10cm,故焦距f=10cm;
(2) 当烛焰位于凸透镜焦点处时,烛焰发出的光经凸透镜后平行射出,光屏上无法成像,仅出现与透镜大小相同的光斑;
(3) 图乙中,物距u=50cm-20cm=30cm,像距v=65cm-50cm=15cm。根据光路可逆,保持蜡烛和光屏不动,新物距需为原像距15cm,故凸透镜位置为20cm+15cm=35cm刻度线处;
(4) 换成焦距更小的凸透镜,会聚能力增强,物距不变时像距变小,根据成像规律,像距变小则像变小。
【答案】
13.(1)10 (2)烛焰位于焦点处 (3)35 (4)变小
【知识点】
凸透镜成像规律,焦距测量,光路可逆
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的核心考点,涵盖焦距测量、特殊现象分析、光路可逆应用及焦距变化对成像的影响,是实验题的常规考查形式,需学生熟练掌握实验原理。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,需结合凸透镜成实像的规律思考:当物体在凸透镜一倍焦距以外成实像时,物距越小,所成的像越大。本题中圆柱体PQ的两端,Q端离凸透镜更远(物距更大),P端离凸透镜更近(物距更小),因此P端的像比Q端的像更大,据此判断成像形状。
【解析】
根据凸透镜成像规律:当物体位于凸透镜的一倍焦距以外时,成倒立的实像,且物距越小,像距越大,像的大小也越大。本题中,圆柱体PQ的Q端物距大于P端物距,因此P端所成的像比Q端所成的像更大,即成像后靠近P端的部分更粗,靠近Q端的部分更细,符合这一特征的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用,核心是理解实像大小与物距的关系,难度不大,属于基础题型。
【难度系数】
0.7