Question

2．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”字样镶嵌排列在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屏，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图1所示．

（1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上，其目的是使像成在光屏的中央．
（2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm刻度时，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2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D．

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）根据物距和焦距的关系，结合凸透镜成像的规律可逐一做出解答．
（3）根据对实验装置在实际操作中的特点，可对选项中的评价做出判断．
（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，据此判断．

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，可应用于照相机；
光源移至8cm刻度时，u＜f，成正立、放大的虚像．
（3）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，说法正确；
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，说法正确；
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，说法正确；
D．若凸透镜的焦距未知，利用此实验装置当u=v=2f时，成倒立等大实像的特点，同样能测量凸透镜的焦距，故D说法错误．
（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D．
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）D；

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．