题目内容

2.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,实验装置如图所示,凸透镜在光具座50cm刻线处,凸透镜焦距为10cm.

(1)调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的高度,使它们的中心大致在同一高度,这样做的目的是使像能成在光屏中央.
(2)保持透镜位置不变,将蜡烛放到光具座上15cm刻线处,移动光屏,可在光屏上得到烛焰所成的清晰、倒立、缩小的实像.
(3)在(2)的基础上将透镜换成焦距为8cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,应将光屏靠近(填“远离”或“靠近”)凸透镜,光屏上又可得到清晰的像.
(4)由于蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,要使像继续成在光屏中央,可将凸透镜适当向下(填“上”或“下”)调节.

分析 (1)在实验中,为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度.
(2)当物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像;
(3)据物距和像距的变化分析判断即可解决;
(4)根据光线过光心不改变方向,判断凸透镜的移动情况;

解答 解:
(1)调节蜡烛、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度,是为了使像成在光屏的中央.
(2)将蜡烛放到光具座上15cm刻线处,物距为50cm-15cm=35cm,而凸透镜焦距为10cm,则物距大于2倍焦距,此时所成的像是倒立、缩小的实像;
(3)当凸透镜焦距为10cm时,成倒立、缩小的实像,则像距应在1倍焦距和2倍焦距之间,即像距在10cm与20cm之间;
而当凸透镜焦距为8cm时,如仍要成清晰的倒立、缩小的实像,则像距应在1倍焦距和2倍焦距之间,即像距在8cm与16cm之间;
比较可知,应减小像距,即应将光屏靠近凸透镜,光屏上又可得到清晰的像;
(4)由于蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,根据光线过光心不改变方向,要使像继续成在光屏中央,可以使;蜡烛向上移动、或凸透镜向下移动,或光屏向上移动.
故答案为:(1)使像能成在光屏中央;(2)缩小;(3)靠近;  (4)下.

点评 (1)光线过光心不改变方向在凸透镜成像实验中是判断蜡烛、凸透镜、光屏移动的重要依据.
(2)凸透镜成像的几种情况和应用:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
u=2f,一般用来求出凸透镜的焦距.
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,应用于放大镜和老花镜.

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