Question

10．在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列子啊白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屛，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图所示．

（1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们中心大致在同一高度上，其目的是：使光源的像成在光屏的中心；
（2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，在光屏上出现倒立、缩小的实像；日常生活中的应用是照相机．如果小明将光源移至8cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的正立、放大的虚像．
（3）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是D
A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距
（4）光源“F”放在15cm处，其大小如图所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上，如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是C．

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）凸透镜成像的三种情况和应用．
U＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
U＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜．
（3）①用红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，光源不晃动，像比较稳定．便于观察像的清晰程度．
②光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，有小方格便于比较物像大小关系．
③像和物到凸透镜的距离分别为像距和物距，若将凸透镜放在0刻线处，可以从光具座直接读出像距和物距的大小．
④测量焦距的方法：根据焦距的定义，让平行光照射凸透镜，会聚到焦点，由焦点到凸透镜的距离就是焦距．
（4）凸透镜成像时，像与物上下、左右均倒（是互换的），f＜u＜2f时，成倒立放大的实像．

解答 解：
（1）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）凸透镜焦距为10cm，光源移至40cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，照相机就是根据此原理制成的；光源移至8cm刻度时，u＜f，成正立、放大的虚像．
（3）A、发光二极管作为光源与烛焰相比，像更稳定，所以A正确；
B、用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小，B说法正确；
C、零刻度线刻在光具座标尺的中央，这样可以直接从光具座读出测出物距和像距，C说法正确；
D、若凸透镜的焦距未知，可调节物距及像距，当成等大的实像时，物距便等于2倍焦距，这样可以测出凸透镜的焦距，所以D说法错误．
故选D．
（4）用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，只能影响像的亮暗，不影响像的性质，光源“F”放在15cm处，物距处于一倍和二倍焦距之间，成倒立放大的实像，与原物体相比，上下颠倒、左右相反，故选C．
故答案为：（1）使光源的像成在光屏的中心；（2）缩小；实；照相机；正立；放大；（3）D；（4）C．

点评 此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用．此题看似复杂，其实只要用心，仔细审题，并不难．