题目内容

【题目】小勇做完“探究凸透镜成像规律”的实验后,知道了当物距u改变时,像的高度h也会改变。他又想知道:如果物距u不变时,凸透镜焦距f改变,像的高度h会不会改变。于是,他找来焦距为5cm10cm15cm的三个凸透镜、F光源(LED灯组成的下形发光体)、光屏、光具座、刻度尺进行实验。

1)他将F光源、焦距为15cm的凸透镜、光屏从左到右依次放置在光具座上,调节它们的高度,使三者的中心大致在___________。然后,他将凸透镜固定在“50cm”的刻度线处,将F光源移到图中的处_______(选填“A”或“B),移动光屏,直至在光屏上出现清晰的像,他会观察到光屏上的像是____(选填“正”或“倒”)、缩小的,并用刻度尺测量像的________,并将数据记录在下表中;

2)接下来,他应保持透镜和________的位置不变,换用焦距为10cm的凸透镜进行实验,然后将数据填在下表中。如果他仅仅只更换了凸透镜,不再调整其它器材,要使光屏上出现清晰的像,则应在凸透镜与F光源间的适当位置再放一块________(选填“凸透镜”、“凹透镜”或“平面镜”),这过程可用来说明________(选填“近视”或“远视”)眼的矫正;

实验次数

1

2

3

焦距f/cm

12

10

5

像高h/cm

4.00

2.29

1.00

3)完成上述操作后,他再换用焦距为5cm的凸透镜,继续进行实验,将数据记录在表格中,分析表中的数据,可以得出:物距一定时,凸透镜的焦距越小,物体在光屏上所成的像的高度越______

【答案】同一高度 A 高度 F光源 凹透镜 近视

【解析】

(1)[1]探究凸透镜成像的实验时,在光具座上依次放蜡烛、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央位置;

[2][3][4]能在光屏上承接的是实像,实像是倒立的,要想在光屏上成倒立、缩小的实像,应使u2f,此时,f=15cm,则F光源应移到图中的A处,即2倍焦距以外;

[5]本实验探究物距u不变时,凸透镜焦距f改变,像的高度h会不会改变,因此用刻度尺测量像的高度,并将数据记录在下表中;

(2)[6]本实验中,物距u应保持不变,改变凸透镜焦距f,因此接下来,他应保持透镜和F光源的位置不变,换用焦距为10cm的凸透镜进行实验;

[7]更换了焦距较小的凸透镜,不再调整其它器材,相当于增大了物距,像距减小,像呈现在光屏的前方,与近视眼的原理是相同的,要想使像呈在光屏上,应使光线延迟会聚,应放置一个发散透镜,即凹透镜;

(3)[8]分析表中的数据,焦距f12cm10cm,再到5cm,逐渐减小,对应的像高h4.00cm2.29cm,再到1.00cm,也逐渐减小,因此可以得出:物距一定时,凸透镜的焦距越小,物体在光屏上所成的像的高度越小。

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