题目内容

6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,各组使用相同的焦距的凸透镜进行实验.
(1)小华所在的小组实验操作规范,测量准确,该小组实验记录如表:
实验序号物距u/cm像距v/cm像的性质
112.0024.00倒立,放大,实像
216.0016.00倒立,等大,实像
320.0013.33
430.0010.91倒立,缩小,实像
她在实验前的规范操作是将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,并使它们的中心大致在同一高度处;你根据上表信息可知:该凸透镜的焦距f=8cm;上表中空格处成像情况是倒立、缩小的实像.
(2)小华所在的小组把蜡烛放在该凸透镜的焦点上,凸透镜固定不动,将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中,在光屏上观察到的现象是大小不变的光斑.
(3)若烛焰,凸透镜,光屏分别放在某位置时恰好在光屏上成清晰的像,当凸透镜位置不变,烛焰向远离凸透镜方向移动一小段距离时,为了在光屏上再成清晰的像,光屏应向靠近(远离/靠近)凸透镜方向移动适当的距离.
(4)对于焦距相同的凸透镜,一个物距应该对应唯一的像距,但从各组汇报数据中发现,物距均为12.00cm时,有三个小组所测像距分别为23.00cm,24.00cm,26.00cm.若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的操作原因是光屏上没有成清晰的像就进行了测量.

分析 (1)为使像能成在光屏的中央,应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处;
根据物距等于2f时,成倒立等大的实像特点得出凸透镜的焦距;
物距大于2f时,凸透镜成倒立缩小的实像;
(2)掌握凸透镜对光的作用.知道从焦点发出的光经凸透镜后平行于主光轴.
(3)掌握凸透镜成像的规律,特别是像距与物距的关系:物近像远像变大,物远像近像变小.
(4)知道确定像的位置.在实验中要移动光屏,直到光屏上出现清晰的像为止.

解答 解:(1)实验前的规范操作是将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,并使它们的中心大致在同一高度处,这样像才能成在光屏中央;
由第二次实验可知,当物距等于16.00cm时,像距也等于16.00cm,并且此时成倒立、等大的实像,根据凸透镜成像的规律,此时物距、像距都等于2倍焦距.所以f=8.00cm.
第三次实验物距等于20cm,大于2f,所以成倒立缩小的实像;
(2)小华所在的小组把蜡烛放在该凸透镜的焦点上,所以此时经过凸透镜的光线将平行于主光轴,所以无论光屏怎样移动,都会在光屏上出现与凸透镜等大的光斑.
(3)烛焰向远离凸透镜方向移动一小段距离时,物距变大,所以像距应减小,因此光屏应靠近凸透镜.
(4)像的位置应该是像最清晰的位置.各小组的像距不同的原因,可能是有的小组光屏上的像不是最清晰的时候测量的.
故答案为:(1)同一高度处;8;倒立、缩小的实像;(2)大小不变的光斑;(3)靠近;(4)光屏上没有成清晰的像就进行了测量.

点评 此题主要考查了有关凸透镜成像的运用,首先要熟练掌握成像规律的内容,同时考查了凸透镜对光的作用,把物体放到焦点观察像,这也是课本中没有涉及到的问题.同时考查了像距的测量要求,一定要使光屏上的像最清晰的时候进行测量.

练习册系列答案
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11.某校研究性学习小组同学进行一组光学综合实践活动.
(一)如图(a)所示,通过三个小孔看见蜡烛,看见的不是(选填“是”或“不是)蜡烛通过小孔成的像;如图(b)所示是用易拉罐制作的简易针孔照相机,利用它观察窗外景物时,孔应对着窗外,(选填“窗外”或“眼睛”),可以看见倒立、缩小的实像.

(二)在探究凸透镜成像的活动中:
(1)小华利用太阳光测量凸透镜的焦距时,他将凸透镜正对阳光,再把一张白纸放在它的下方,如图(c)所示,当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L.你认为凸透镜的焦距f可能大于(可能大于/等于/一定小于)距离L,然后小华将凸透镜逐渐远离白纸,如果光斑变大,则凸透镜的焦距f一定小于(大于/等于/小于)刚才测得的距离L;
(2)小华利用图(d)装置探究凸透镜成像规律,实验时应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上;实验时,燃烧的蜡烛逐渐变短,光屏上的像将偏离中心位置,为了使像成在光屏的中心,应将凸透镜向下调整(上/下);
(3)实验过程中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图(e)所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像.若蜡烛距离透镜12cm,则光屏距离透镜至少应大于12cm,利用这一成像原理可以制成
投影仪;
(4)活动将要结束时,好学的小华将凸透镜紧靠书上的一幅鹦鹉图片(如图f),然后逐渐远离的过程中,通过凸透镜观察到四个不同的像(如图g),则四个像出现的先后顺序是③②①④(填图片序号)

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