题目内容
19.①一位同学将点燃的蜡烛放在凸透镜的一侧,在光具座另一侧68厘米刻度处的光屏上得到一个倒立、缩小的实像,则凸透镜的焦距可能是10或15厘米.
②另一位同学先后两次将点燃的蜡烛放在图中距B点6厘米处(B点位置为30厘米刻度处),在凸透镜的右(选填“左”或“右”)侧移动光屏,可在光屏上得到大小不同的两个像.比较两次所成的像,当蜡烛置于光具座上24厘米刻度处时所成的像较小,凸透镜的焦距可能是10厘米.
分析 ①凸透镜成倒立、缩小的实像时,物距:U>2f,像距:2f>V>f,根据物距和像距提供的数据列出不等式,解不等式组确定焦距范围;
②成实像时,像和物在透镜的异侧;首先明确在光屏上得到的像是实像,然后再根据凸透镜成像规律确定像的大小和所选透镜的焦距,注意蜡烛放置在距B点5厘米处,要分左右两种情况分析.
解答 解:①凸透镜成倒立、缩小的实像:在凸透镜另一侧68cm-50cm=18cm处成一个缩小的实像,2f>18cm>f,所以,18cm>f>9cm,
所以,18cm>f>9cm,因此该透镜的焦距可能为10或15厘米.
凸透镜成实像时,像和物分居透镜的两侧,故根据图示信息,可知B点在透镜的左侧,则所成像应该在透镜的右侧;
②由“蜡烛放置在距B点6厘米处,保持透镜在A点位置不变,移动光屏,可在光屏上得到大小不同的两个像”可知,在光屏上得到的像是实像,那么所选透镜的焦距一定不是15cm的,因为如果选择透镜的焦距为15cm,蜡烛放置在距B点右边6厘米处,保持透镜在A点位置不变,移动光屏,那么不能在光屏上得到像,而成为一束平行光;
如果选择透镜的焦距为10cm,蜡烛放置在距B点右边6厘米处,即蜡烛置于光具座14厘米刻度处时,此时2f>u>f,保持透镜在A点位置不变,移动光屏,在光屏上将得到倒立放大的实像;
如果选择透镜的焦距为10cm,蜡烛放置在距B点左边6厘米处,即蜡烛置于光具座24厘米刻度处时,此时u>2f,保持透镜在A点位置不变,移动光屏,在光屏上将得到倒立缩小的实像;
综上所述,比较两次所成的像,当蜡烛置于光具座24厘米刻度处时,所成的像较小;实验中所用透镜的焦距可能是10厘米.
故答案为:①10或15;②右;24;10.
点评 此题通过实验探究了凸透镜成像的规律及特点,并考查了对凸透镜成像规律的应用.要解决此类题目,需要熟记凸透镜成像的规律并做到灵活应用,此题有一定的拔高难度,属于难题.
| 实验次序 | 动力F1/N | 动力臂l1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂l2/cm |
| 1 | 1.0 | 20 | 2.0 | 10 |
| 2 | 2.0 | 5 | 1.0 | 10 |
| 3 | 2.0 | 15 | 2.0 | 10 |
| 4 | 3.0 | 10 | 2.0 | 15 |
(2)如图1所示,当在A处挂了三个钩码时,要使杠杆平衡,应在C处挂4个钩码(每个钧码的质量相等).
(3)若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点,如图2所示,杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa;若在A点斜向上拉,杠杆要求在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为Fb,则Fa小于 (填“大于”“小于”或“等于”)Fb.
(4)在开始实验前先要调整杠杆在水平位置平衡,其目的是方便测量力臂.
(5)实验结束后,他们提出新的探究问题“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图3所示装置进行实验,发现用弹簧测力计在左端不同位置竖直向上拉,且使处在如图3所示位置静止,测出拉力大小都与平衡条件不相符,其原因是杠杆自重的影响.