Question

【题目】在探究凸透镜成像规律的实验中

(1)如图甲，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=_______cm；实验前应调节烛焰中心、透镜中心和光屏中心位于_____________。

(2)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时，在光屏上可得到一个清晰的像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是___________。(选填“照相机"、“投影仪”或“放大镜”)

(3)将图乙中的蜡烛替換成高3cm的LED光，并在光屏上贴上一层厚度不计的方格纸(每格为边长lcm的正方形)，保持LED光源和光屏位置不变，发现光屏上的像高6格，若蜡烛和光屏不动，将凸透镜向右移______cm，光屏上可以再次承接到清晰的像，且像高_______格。

(4)实验进行一段时间后，光屏上烛焰的像呈在光屏的上部，将凸透镜向_________移动，像可以呈在光屏中央。若此时保持蜡烛的位置不变，将凸透镜换成焦距为8cm的凸透镜，移动光屏，光屏上承接到的像______(选填"变大”、“变小”或者“不变”)

Answer 1

【答案】10 同一高度上 投影仪 15 1.5 下 变小

【解析】

(1)[1]由图甲知，焦点到凸透镜的距离为

60.0cm-50.0cm=10.0cm，

所以凸透镜的焦距为f=10.0cm；
[2]为了使像成在光屏中心，实验开始前，应将烛焰中心、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上；

(2)[3]由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，

u=25cm-10cm=15cm，

此时2f＞u＞f，凸透镜成倒立放大的实像，利用这个规律制成的光学仪器是投影仪；

(3)[4][5]由图像可知，此时物距大于像距u=15cm，v=30cm，由光路可逆原理得当u=30cm，v=15cm时也可成像，此时物距大于像距，因此可将凸透镜向右移15cm，此时像高1.5cm；

(4)[6]光屏上烛焰的像呈在光屏的上部，由过光心的光线传播方向不变可得，可将凸透镜向下移动，像可以呈在光屏中央；

[7] 保持蜡烛的位置不变，将凸透镜换成焦距为8cm的凸透镜，则物体到焦点的距离变大，相当于变相增大了物距，由成实像时“物远像近像变小”可知移动光屏，光屏上承接到的像变小；