Question

6．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，实验装置如图甲所示．
（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40cm刻度线上，小明将光源移至5cm时，在光屏上出现倒立、缩小的实像，此成像原理的应用如照相机；如果小明将光源移至32cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的正立、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C．
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．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25cm处，其大小如图乙所示，凸透镜固定在光具座40cm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图丙中的C．

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）凸透镜成像的三种情况和应用．
U＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
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．
（3）对本实验的评价，要从小明的实验操作：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，用同样的白色方格板做成光屏分析；还要从光具座上的刻度尺来分析．
（4）凸透镜成像时，像与物上下左右是互换的，f＜u＜2f时，成倒立放大的实像．

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．照相机利用了此原理；
如果小明将光源移至32cm刻度时，u＜f，成正立、放大的虚像．
（3）小明在实验中：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，光源比较稳定；用同样的白色方格板做成光屏便于比较像与物的大小；
零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距；
可以根据像与物大小相等时测出像距和物距，此时u=v=2f算出焦距；故C是错误的．
（4）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，用手捂住凸透镜的一部分，只能影响像的亮暗，不影响像的性质；
即光屏上所成的像是图丙中的C．
故答案为：（1）使像成在光屏的中央；（2）缩小；照相机；正立；（3）C；（4）C．

点评 在做凸透镜成像实验时，首先要调节光源、透镜、光屏的中心在同一高度上，成像规律为：u＞2f，成倒立缩小的实像；u=2f，成倒立等大的实像；f＜u＜2f，成倒立放大的实像；u=f，不成像；u＜f，成正立放大的虚像．