题目内容

17.如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置,表格为该同学的实验记录
物体到凸透镜的距离/cm光屏上的像到凸透镜的距离/cm光屏上像的大小
4313.5缩小
3015缩小
2020等大
15放大
10光屏上没有像
8光屏上没有像
(1)点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度,为了找到像的准确位置,必须做好光屏的微调,即在一定的范围内左右移动光屏,使光屏上的像由模糊到清晰,直到找到像最清晰的位置.
(2)分析实验数据可知该凸透镜的焦距是10cm.
(3)保持凸透镜的位置不动,把蜡烛移到光具座上25cm的刻度处,可以从光屏一侧(填“光屏一侧”“烛焰一侧”)通过凸透镜观察到烛焰正立的像,放大镜就是利用这一成像规律.
(4)保持凸透镜在上图中30cm的刻度线处不变,移动蜡烛,根据表格可知,第四次实验时光屏应该放在光具座上30cm的位置.
(5)若在某次实验过程中,小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,结果光屏上的像变模糊了,若不改变蜡烛和凸透镜的位置,用将光屏像远离(填“靠近”、“远离”)凸透镜的方向移动,才能使蜡烛的像变清晰;这说明近视镜对光线有发散作用.

分析 (1)为使像能完整成在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上.当光屏上出现最清晰的像的位置时像的真实位置;
(2)凸透镜成像规律:当物距大于2f时,成倒立、缩小的实像,像距处于f和2f之间,应用是照相机;
当物距等于2f时,成倒立、等大的实像,像距等于2f;
当物距处于f和2f之间时,成倒立、放大的实像,像距大于2f,应用是幻灯机或投影仪;
当物距小于f时,成正立、放大的虚像,应用是放大镜;
(3)当物距小于1倍焦距时,会成放大正立的虚像,并且像和物体在凸透镜的同侧.
(4)光在发生折射时光路是可逆的;
(5)近视眼是晶状体变厚,像成在视网膜的前方;远视眼是晶状体变薄,像成在视网膜的后方.
近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用;远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用.

解答 解:(1)根据实验要求,点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度.其目的是使像成在光屏的中央.为了找到像的准确位置,使光屏上的像由模糊到清晰,直到最清晰的位置.
(2)根据表中数据可知,当物距为20cm时,光屏上成倒立、等大的实像,则u=20cm=2f,所以f=10cm.
(3)保持凸透镜的位置不动,把蜡烛移到光具座上25cm的刻度处,此时蜡烛处于1倍焦距之内,所以成正立、放大的虚像,放大镜就是利用这一成像规律;凸透镜成虚像时,像与物体在凸透镜的同一侧,要看到该虚像,应从光屏一侧通过凸透镜进行观察.
(4)由表中第二组数据可知,物距为30cm时,像距为15cm,成缩小的实像;根据光折射时光路的可逆性可知,当物距为15cm时,像距为30cm,光屏上成清晰的像.
(5)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚在光屏上的像延迟会聚,所以光屏要远离凸透镜才能在光屏上得到清晰的像.
故答案为:
(1)同一高度;清晰;(2)10;(3)光屏一侧;放大镜;(4)30;(5)远离;发散.

点评 凸透镜成像的规律涉及四个方面的内容:物距与焦距的关系;成像性质;像距与焦距的关系;只要告诉这四个方面中的一个,就可以确定其余的三个方面.

练习册系列答案
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5.小明利用图示装置来做“探究凸透镜成像规律”的实验时

(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该较暗(选填“较亮”或“较暗”)一些.实验时,应调整烛焰、光屏的中心位于同一高度.
(2)如图1所示,当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像,这个像是倒立(选填“倒立”或“正立”)、放大(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像.生活中常用的投影仪就是利用这个原理制成的.
(3)在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出)光屏上再次成清晰的像,成的是缩小(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像.
(4)在上述探究括动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,如图2所示.则该透镜焦距f<L(选填“>”、“<”或“=”).透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L(用L0、L表示).
(5)实验一段时间后,蜡烛变短了,则光屏上烛焰的像也将逐渐向上移动.要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏向上移动(填“上或下”).
(6)某次实验中,在烛焰、光屏中心位于凸透镜主光轴上的情况下,若固定蜡烛与透镜,无论怎样移动光屏,屏上都不出现清晰像,原因可能是u=f或u<f.若固定光屏与透镜,无论怎样移动蜡烛,屏上都不出现清晰像,原因可能是v<f或v=f.

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