题目内容

13．如图所示是探究凸透镜成像规律的光具座．有长度规格分别为0.6m、1.2m、1.8m三个光具座．小明用下列器材进行实验：长度适中的蜡烛一支、光屏一块．焦距为300mm的凸透镜．火柴一盒．
（1）为了能探究普遍适用的规律，应选择长度规格为1.8m的光具座．
（2）在光具座上由左向右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏．调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛馅中心大致在同一高度．固定蜡烛和凸透镜后，小明左右移动光屏，却始终在光屏上找不到像，可能的原因是：蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上（任写一个，合理即可）
（3）经过调整后，小明同学左右移动光屏．在光屏上可以找到-个清晰的、缩小的像．此时，像距小于物距（选填“大于”“小于”或“等于”）下列光学器材中，①⑤（填序号）是根据该成像原理制成的．
①照相机   ②投影仪    ③放大镜   ④电影机   ⑤摄像机   ⑥汽车观后镜．
（4）固定凸透镜，将蜡烛与光屏互换位置，此时光屏上能（选填“能”“不能”或“无法确定”）得到清晰的实像．固定蜡烛和光屏，将透镜左右移动，最多可以得到3个像．

分析 （1）选用凸透镜的依据是光具座的标尺刻度范围，若透镜的焦距过大，则有可能出现光具座的端点与凸透镜之间的距离满足不了物距或者像距大于二倍焦距这个要求，导致不易观察物体在凸透镜中的各种物距下的成像情况．若焦距过小，则会出现研究物体在一倍焦距与二倍焦距之间的成像情况时，改变物体位置，容易超过其范围：超过二倍焦距，或低于一倍焦距；
（2）光屏上得不到烛焰像的情况有三种：①成的像是虚像，虚像是不会成在光屏上的；②成实像，但由于烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，虽然成的是实像，但光屏上显示不出来；③不成像，当物体位于焦点上，即u=f时，此时不成像，所以光屏上也得不到烛焰的像；
（3）当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立缩小实像，照相机是根据这个原理制成的；
（4）根据光的可逆性，成缩小的像，互换位置后成放大的像，在物距等于2倍焦距时，也可以成像．

解答 解：（1）选择焦距为30cm的凸透镜进行实验，由于物距大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距时的各种成像的规律；像距大于1倍焦距小于2倍焦距，大于2倍焦距时，物距与像距之和大于或等于4f，故选1.8m的光具座；
（2）物体此时距透镜的距离有可能恰好为一倍焦距，此时物体不成像．所以光屏上没有清晰的像．
物体此时距透镜的距离有可能小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像，由于虚像不是由实际光线会聚而成，所以光屏上也不会有清晰的像．
物体此时的距离即使大于一倍焦距，成实像，若蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上，此时光屏上也不会有清晰的像．故有以下三种可能：
①物体距透镜的距离为一倍焦距，物体不成像；
②物体距透镜的距离小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像；
③蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；
（3）照相机、摄像机是根据当物距大于2倍焦距时，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，凸透镜成倒立缩小实像的原理制成的，像距小于物距；
（4）根据光的可逆性，可成放大的、等大的、缩小的像，故最多可成三个像．
故答案为：（1）1.8；（2）蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；（3）小于；①⑤；（4）能；3．

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，常见题目．

练习册系列答案
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4．在用电压表和电流表测电阻的实验中，用两节干电池作电源，一个阻值范围在0～10Ω的滑动变阻器，一只量程为0～0.6A和0～3A的电流表，一只量程为0～3V和0～15V的电压表，待测电阻阻值估计为5～12Ω之间．
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（2）用笔画线代替导线将图1中的实验元件连成电路（要求将变阻器的A端接入电路）．

（3）连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片在B（A或B）端．
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1．在“伏安法测电阻”的试验中，小明同学所用的电源电压恒定不变，但未知．滑动变阻器标有“20Ω1.5A、”的字样，电压表和电流表的量程合适，他已连接了部分电路，如图甲所示．请你完成下列问题：
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（5）小芳正准备继续实验，发现电压表已损坏．她利用余下的电流表和滑动变阻器完成对Rx的再一次测量．请你在图丙中画出设计的电路图，并完善下列步骤．
①按照电路图连接好电路；
②调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为0时，读出电流表的示数I1；
③再调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为20Ω时，读出电流表的示数I2；（I1＞I2）
④根据已知条件和测量结果，写出定值电阻的表达式：Rx=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}•20Ω$．
8．如图某同学利用带有刻度的光具座研究凸透镜成像的规律，他先调节好烛焰，透镜和光屏的高度后，然后将烛焰和光屏固定在图示位置，接着将透镜从烛焰附近逐渐向光屏移动，先后经过图中a、b、c三个位置，直至移到光屏附近，同时观察烛焰在光屏上的成像情况，该同学观察到当透镜位于a位置时光屏上烛焰清晰的像．以下推断正确的是（　　）
A．当透镜位于a位置时光屏上的像一定是倒立放大的实像
B．当透镜位于b位置时光屏上一定有倒立等大的调晰实像
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D．当透镜位于c位置时光屏上一定有倒立缩小的清晰实像
18．物体通过凸透镜成清晰的实像时，物像之间的最小距离是4f，此时物距的大小为2f．
5．小明同学利用电压表和电流表“测量小灯泡的电阻值”（已知小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格是“1A，30Ω”），实验电路图如图1所示：

（1）按图1所示的电路图，将图2中的电压表正确连入电路（用笔画线代替导线）．
（2）在连接电路前，开关应断开；连接电路后，滑片P应移到b（填“a”或“b”）端再闭合开关；实验中，当滑片P移到某一位置时，电流表A和电压表V示数如图3所示，则此时小灯泡的阻值为9Ω．
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