Question

在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，小明用9個(gè)紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，又用同樣的白色方格板做成光屏，
（1）實(shí)驗(yàn)前先把凸透鏡正對太陽光，移動凸透鏡，在屏上得到一個(gè)亮點(diǎn)，如圖1所示，則此凸透鏡的焦距是

 

cm．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)（圖2），首先調(diào)節(jié)光源、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度上，其目的是

 

．
（3）凸透鏡固定在光具座零刻度線上，小明將光源移至40cm時(shí)，在光屏上出現(xiàn)

 

（填像的性質(zhì)）像；如果小明將光源移至8cm刻度時(shí)，他通過凸透鏡看到光源的

 

（填像的性質(zhì)）像．
（4）同學(xué)們對小明使用的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行如下評價(jià)，其中錯(cuò)誤的是

 

．
A．與燭焰相比，實(shí)驗(yàn)使用的光源不會晃動，光屏上所成的像比較穩(wěn)定；
B．光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小；
C．零刻度線刻在光具座標(biāo)尺的中央，可直接測出物距和像距；
D．若凸透鏡的焦距未知，則利用此實(shí)驗(yàn)裝置不能測量凸透鏡的焦距．
（5）光源“F”放在15cm處，其大小如圖3所示，凸透鏡固定在光具座零刻度線上．如果用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上所成的像（圖4）

 

．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，需要掌握凸透鏡焦點(diǎn)和焦距的概念．掌握利用太陽光測量焦距的方法．
（2）為使像能成在光屏的中央，應(yīng)使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度．
（3）根據(jù)物距和焦距的關(guān)系，利用凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)行解答．
（4）凸透鏡成像時(shí)，像與物上下左右是互換的，f＜u＜2f時(shí)，成倒立放大的實(shí)像．
（5）對本實(shí)驗(yàn)的評價(jià)，要從小明的實(shí)驗(yàn)操作：用9個(gè)紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，用同樣的白色方格板做成光屏分析；還要從光具座上的刻度尺來分析．

解答：解：（1）如圖，凸透鏡正對太陽光，平行光線平行于主光軸，經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）為使像能成在光屏的中央，應(yīng)使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度．
（3）凸透鏡焦距為10cm，光源移至40cm時(shí)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像．
光源移至8cm刻度時(shí)，u＜f，成正立、放大的虛像．
（4）小明在實(shí)驗(yàn)中：用9個(gè)紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，光源比較穩(wěn)定；用同樣的白色方格板做成光屏便于比較像與物的大��；零刻度線刻在光具座標(biāo)尺的中央，可直接測出物距和像距；可以根據(jù)像與物大小相等時(shí)測出像距和物距，此時(shí)u=v=2f算出焦距．
故D錯(cuò)誤．
（5）光源“F”放在15cm處，物距處于一倍和二倍焦距之間，成倒立放大的實(shí)像，用手捂住凸透鏡的一部分，只能影響像的亮暗，不影響像的性質(zhì)；
故答案為：（1）10；（2）使像成在光屏中央；（3）倒立縮小的實(shí)像、正立放大的虛像；（4）D；（5）C；

點(diǎn)評：此題主要考查了凸透鏡成像的規(guī)律及特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)過程中要善于總結(jié)，尋找規(guī)律，要求學(xué)生對凸透鏡成像的規(guī)律做到深刻理解，并能靈活應(yīng)用，注重理論聯(lián)系實(shí)際．