题目内容

9.小明在“探究凸透镜成像特点”的实验过程中,进行了以下实验步骤:
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次排列在光具座上,并使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上.
(2)小明完成上述操作后,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到清晰;其原因可能是物距小于1倍焦距.
(3)当物距为30cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个的等大、倒立的实像.该凸透镜的焦距是15cm.
(4)当烛焰、凸透镜位于图甲中刻度对应的位置时,调节光屏得到一个清晰的倒立、缩小 (选填“放大”或“缩小”)的实像.在照相机、放大镜和投影仪中,成像情况与此类似的是照相机.

(5)把图甲中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜.给“眼睛”戴上近视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,如图乙所示.若取下近视眼镜,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近(选填“远离”或“靠近”)透镜.

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,像才能成在光屏的中心;
(2)从实验装置上考虑:实验时若像很远,像距很大,光具座不够长,则光屏不会接收到像;蜡烛、透镜、光屏若不在同一高度上,所成的像有可能不能呈现在光屏上;从成像规律上考虑:若蜡烛恰好放在焦点上,则不会成像;放在焦点以内,则会成正立放大的虚像,虚像不会呈现在光屏上;
(3)根据凸透镜成像的规律:物距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像;
(4)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;
(5)近视眼是晶状体变厚,晶状体对光线的会聚能力增强,使像成在视网膜的前方,戴凹透镜使光线发散一些,使像呈在视网膜上.当去掉凹透镜,又恢复到原来的状态,光屏向凸透镜方向移动.

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(或同一水平直线)上,像才能成在光屏的中心.
(2)如果在这个实验中无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到清晰的像,根据凸透镜的成像规律可知,当物体放在焦点处时不成像,在焦点之内时成虚像,并且光具座不够长,则光屏不会接收到像等等;
(3)因为物距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,所以30cm=2f,则f=15cm.
(4)实验一段时间,蜡烛变短,要使烛焰的中心、凸透镜中心、光屏的中心在同一个高度,蜡烛上移,或凸透镜和光屏同时下移.
(5)近视眼不戴近视眼镜,由于晶状体变厚,像呈在视网膜的前方.
给“眼睛”戴上近视眼镜,使光线发散一些,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,
若取下近视眼镜,又恢复到原来状态,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近透镜.
故答案为:(1)高度;(2)物距小于1倍焦距;(3)15;(4)缩小;照相机;(5)靠近.

点评 (1)根据物距和焦距、像距和焦距的关系判断凸透镜成像的情况,根据物距和像距的关系也能判断凸透镜的成像情况.
(2)根据物距和焦距、像距和焦距判断凸透镜成像情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f.
u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f.
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f.
u<f,成正立、放大的虚像.
(3)根据物距和像距判断凸透镜成像情况:
凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机;物距等于像距时,成倒立等大的实像,一般求凸透镜的焦距;物距小于像距时,成倒立放大的实像,应用于投影仪.

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