题目内容

【题目】如图a所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图,实验时首先利用太阳光测出了凸透镜的焦距f.请你认真思考下面的四种实验设计方案,并回答问题.

甲:分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f 和二倍焦距2f 处,调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像及成像特点,得出凸透镜成像的规律.

乙:除甲中的做法外,把蜡烛放在大于2f 的某一位置和大于f、小于2f的某一位置,观察并记录对应的成像情况,得出凸透镜成像的规律.

丙:除甲中的做法外,把点燃的蜡烛从较远处逐渐移近凸透镜,通过不断调整光屏与凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像及成像的特点,包括观察所成的像随蜡烛位置变化而变化的趋势,得出凸透镜成像的规律.

丁:与丙不同的是,将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离,其它步骤相同.

1)以上四种方案中,合理的方案有_____________(选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”);

2)某小组记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象,如图b所示.由图象可知,当u=15cm时,在光屏上能得到一个____________像;把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中,像的大小变化情况是________,像距的变化情况是__________(选填“变大”、“变小”或“不变”).

3)某小组用两支点燃的蜡烛进行实验,蜡烛、凸透镜和光屏分别置于如图c所示位置,两支蜡烛的连线AB与过凸透镜的中线垂直,则光屏上CD两处所成像的大小__________(选填“相等”或“不相等”);用一块厚纸板挡住A处的烛焰,在光屏上_________(选填“C”或“D”)处仍能得到一个清晰的像.

【答案】 丙、丁 倒立放大的实 变小 变小 相等 C

【解析】1)为了有条理的解决问题,需要明确实验的目的,合理的设计实验方案,动手操作实验时,应该有一定的规律,由远变近或由近变远.所以丙、丁正确.

2①如图, ,所以凸透镜的焦距:f=10cm

②当u=15cm时,2fuf,成倒立、放大的实像.

③蜡烛从距凸透镜10cm处移到30cm处的过程中,物距大于焦距凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距变小,像变小.

3)两支蜡烛的连线AB与过凸透镜的中线垂直,可知两支蜡烛的物距相同,则由凸透镜成像规律可知,光屏上CD两处所成像的大小相等;根据光线过光心不改变方向,蜡烛A经凸透镜在D点成像,蜡烛B经凸透镜在C点成像,当一块厚纸板挡住A处的烛焰,蜡烛A的光线不能射向凸透镜,蜡烛B还能经凸透镜在C位置成像.

故答案为:(1)丙、丁;(2)倒立放大的实;变小;变小;(3)相等;C

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