Question

6．小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中．
（1）如图甲所示，让平行光经过凸透镜后，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，由此可知，凸透镜的焦距是10.0cm．
（2）实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上，比较规范的是B（填选项前的字母）
A．将三者分散排列，然后用目测的方法调节
B．将三者靠拢，然后用目测的方法调节
（3）为了方便从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙（选填“粗糙”或“光滑”）的玻璃板．
（4）如图乙所示，用该凸透镜做成像实验，把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像．若撤去光屏，人眼在图乙所示的位置能（选填“能”或“不能”）观察到蜡烛的像；当给凸透镜戴上近视眼镜后，为使光屏上再次呈清晰像，应将光屏向右（选填“左”或“右”）移动．
（5）若把蜡烛放在距凸透镜25cm的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像“A”；接着把蜡烛放在距凸透镜28cm的位置，再移动光屏，在光屏上形成清晰的像“B”．由实验可知像“A”大于（选填“大于”或“小于”）像“B”．
（6）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜下半部分，则光屏上所成的像完整（选填“完整”或“不完整”）．
（7）将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图丙），做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v．物像间距L（u+v），绘出图线丁（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f（或不小于4f）．经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n=$\frac{A′B′}{AB}$=$\frac{v}{u}$，结合丙、丁两图，可知当物距u=3f时，n=0.5．

Answer 1

分析 （1）掌握凸透镜对光线的会聚作用；根据焦距的概念，计算出焦距的大小．从焦点到凸透镜的距离．
（2）根据分散排列和三者靠拢的误差大小分析．
（3）反射面的粗糙的表面，反射光线射向四面八方，进入不同方向人的眼睛，使各个方向的人都能看到物体；
（4）实像是光线的真实会聚，可以直接用眼睛观察到；近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用；
（5）凸透镜成像的规律及其应用之一：当u＞2f时，成倒立缩小的实像．
（6）当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像．
（7）根据图丁物象间距L与物距u的关系，找出物像间距L的最小值即可；根据图丁，当物距u=1.5f时找出对应的物像间距L，由L=u+v算出v，再利用n=$\frac{A'B'}{AB}$=$\frac{v}{u}$即可求出．

解答 解：（1）由图中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为40.0cm-30.0cm=10.0cm．
（2）“调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上”的操作，比较规范的是将三者靠拢，然后用目测的方法调节，这样误差较小；
（3）从不同方向观察光屏上的像，光屏应该发生漫反射，表面应该是粗糙的；
（4）由图可知此时物距为u=18cm，这时2f＞u＞f，成倒立放大实像，当撤去光屏，人眼睛在光屏的位置能看到物体的实像；当给凸透镜戴上近视眼镜后，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，光屏应远离凸透镜才能呈现清晰的像；
（5）把烛焰放在距凸透镜28cm处时，即u＞2f时，由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像，所以由实验可知像“A”大于像“B”．
（6）遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗．
（7）根据凸透镜的成实像时满足u＞f，由图丁可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距u=2f时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f．由图丁可知，当物距u=1.5f时，物像间距L=4.5f，根据L=u+v可得，v=L-u=4.5f-1.5f=3f，则放大率：n=$\frac{A'B'}{AB}$=$\frac{v}{u}$=$\frac{1.5f}{3f}$=0.5．
故答案为：（1）10.0；（2）B；（3）粗糙；（4）能；右；（5）大于；（6）完整；（7）≥4f（或不小于4f）；0.5．

点评 此题考查学生对于凸透镜成像实验的理解和掌握．会根据图示找出焦距、物距，再利用相关规律确定像的特点即可．