试题

题目：
青果学院如图所示，一束与主光轴平行的光束宽度为a，照射到一个焦距为f的凸透镜上，在凸透镜后面放一个垂直于主轴的光屏，测得在光屏上形成光斑的宽度为b，则光屏到凸透镜的距离为（　　）



答案
B,D
解：（1）平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后过焦点；将图中折射光线延长，与主光轴交与点F，则光屏上形成光斑的宽度为CD即为b，如下图所示：
青果学院
AB=a，CD=b，由△AOF∽△CEF得
OF
FE
=
AO
ED
，即
f
FE
=
a
2
b
2
，则FE=
b
a
f，
那么光屏到凸透镜的距离为FE+OF=
b
a
f+f=（1+
b
a
）f．
（2）当一束与主光轴平行的光束经凸透镜折射后，还没有汇聚在焦点上时，即在焦点的左侧时，如下图所示：
青果学院
AB=a，CD=b，由△AOF∽△CEF得
AO
CE
=
OF
EF
，即
a
2
b
2
=
f
EF
，则FE=
b
a
f，
那么光屏到凸透镜的距离为OF-FE=f-
b
a
f=（1-
b
a
）f．
故选BD．
考点梳理
透镜的光路图．
此题分两种情况，①光斑在经凸透镜折射后，过焦点并继续延长折射光线时得到的，即光斑在焦点右侧．利用相似三角形的对应变成比例求得即可．
②当一束与主光轴平行的光束经凸透镜折射后，还没有汇聚在焦点上时，即在焦点的左侧时，利用相似三角形的对应变成比例求得即可．
本题考查凸透镜对光的作用以及相似三角形对应边成比例的性质，属于一道跨学科的题目，综合性较强而且有一定难度，属于难题．
几何法．
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