题目内容
19.探究“凸透镜成像规律”.(1)如图甲所示,光会聚于b点,在虚线区域内放甲透镜后,光会聚于主光轴MN上的c点;在虚线区域内换放乙透镜后,光会聚于主光轴MN上的a点.现小明想进一步探究凸透镜成像的特点,应选择乙(选填“甲”或“乙”)透镜.
(2)为了确定凸透镜的焦距,小明让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图乙所示,则该凸透镜的焦距为10cm.
(3)小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,发现无论怎样沿光具座移动蜡烛、凸透镜、光屏,在光屏上始终得不到烛焰的像,你认为可能的原因是烛焰、凸透镜、光屏的中心没有在同一高度.
(4)上述问题解决后,他们将蜡烛、凸透镜固定在光具座如图丙位置,光屏应在②(选填“①”、“②”、“③”)区域前后移动,才能得到清晰、完整的像.用不透明的纸挡住透镜上半部分,则光屏上所成的像完整.(选填“完整”或“不完整”);将蜡烛和光屏的位置对换,发现在光屏上仍能成一清晰的像,此时像的性质是倒立、放大的实像.
(5)在蜡烛和凸透镜之间放上一个近视眼镜,则发现像变得模糊了,这时应适当向右(选填“左”或“右”)移动光屏,才能重新得到清晰的像.
(6)把蜡烛移至光具座上42cm刻度线处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,老师告诉小明是因为此时成的是正立、放大的虚像,要想看到这个像,观察的方法应是从光屏一侧透过凸透镜观察烛焰.
分析 (1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用,根据这个特点进行判断.
(2)根据凸透镜焦点和焦距的定义进行解答.跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距.
(3)若光屏上没有像,可能是因为物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上.
有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上,像无法成在光屏上.
有可能物体在焦点上,不能成像.可能是光具座的长度小于凸透镜的4倍焦距,像成在光屏以外的位置上.(4)①根据凸透镜成实像进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f.
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f.
②物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像.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.
③根据光路是可逆的进行判断.
(5)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使会聚的光线错后会聚,像会向右移动.
(6)物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的像.虚像不能呈现在光屏上.虚像和物体在凸透镜的一侧,要在光屏的一侧观察.
解答 解:(1)凹透镜对光线有发散的作用,光线经过凹透镜错后会聚,会聚在b点,所以甲是凹透镜;凸透镜对光线有会聚作用,光线经过凸透镜提前会聚,会聚在a点,所以乙是凸透镜.
(2)小明让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,这点是凸透镜的焦点,所以凸透镜的焦距f=30cm-20cm=10cm.
(3)无论怎样沿光具座移动蜡烛、凸透镜、光屏,在光屏上始终得不到烛焰的像,此题已经排除了物距小于焦距,物体在焦点上,所以光屏上接不到像,可能是有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上,像无法成在光屏上;可能是光具座的长度小于凸透镜的4倍焦距,像成在光屏以外的位置上.
(4)①如图,u=50cm-24cm=26cm>2f,2f>v>f,所以光屏要放在②区域前后移动.
②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.
③光路是可逆的,对调蜡烛和光屏的位置,会得到相反的像,所以光屏上得到倒立、放大的实像.
(5)在蜡烛和凸透镜之间放上一个近视眼镜,则发现像变得模糊了,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,像向右移动,要想再次得到清晰的像,光屏向右移动.
(6)把蜡烛移至光具座上42cm刻度线处,u=50cm-42cm=8cm<f,成正立、放大的虚像,虚像和物体在凸透镜的一侧,要在光屏的一侧透过凸透镜进行观察.
故答案为:(1)乙;(2)10;(3)烛焰、凸透镜、光屏的中心没有在同一高度;(4)②;完整;放大;(5)右;(6)从光屏一侧透过凸透镜观察烛焰.
点评 此题是探究凸透镜成像的规律,解决此题的关键有三:①熟练掌握凸透镜成像的规律及应用;②根据已知条件判断出甲乙透镜的类型;③凸透镜成实像时,无论遮住凸透镜的上部、下部、中间,都不能改变像的大小,但是像变暗,凸透镜遮住的越多,像越暗.
| A. | 4cm | B. | 8cm | C. | 12 cm | D. | 18cm |
| A. | 仅通过了提高水温来加快蒸发 | |
| B. | 既提高了水温又加快了空气的流动,加快了蒸发 | |
| C. | 既增加了蒸发面积又加快了空气的流动,加快了蒸发 | |
| D. | 既提高了水温、增加了蒸发面积又加快了空气的流动,加快了蒸发 |