题目内容
在探究凸透镜成像规律时,小捷用发光二极管“F”字样作光源,实验装置如图所示:(1)为了确定凸透镜的焦距,小捷将凸透镜正对太阳光,再把光屏放在另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个______(填“亮点”或“亮环”)为止,测得它与凸透镜中心的距离为10cm,确定出焦距f=______(填“5cm”或“10cm”).
(2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
①在光具座上依次放置光源、______、光屏,并调整它们的高度,使三者的中心在______,这样做的目的是______.
②凸透镜固定在光具座的零刻度线上,小捷将光源移至光具座30cm处后,再移动光屏,至到如图所示位置,光屏上会出现清晰______(填“放大”、“缩小”或“等大”)的______像;如果她将光源再远离凸透镜一些,这时光屏应向______(填“左”或“右”)移动,以获得清晰的实像.
(3)如果将光源移至7cm处,凸透镜此时成的是______(填“正立”或“倒立”)放大的______(填“虚像”或“实像”).
(4)在实验中已得到清晰的实像,当用黑色硬纸片遮位透镜的上半部分,则所成的像将是______的(填“完整”或“不完整),且亮度变______.
【答案】分析:(1)要解决此题,首先要掌握焦点和焦距的概念:平行于主光轴的光线会聚于一点,此点为凸透镜的焦点.由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距,粗略测量薄透镜的焦距时,可以测出从焦点到凸透镜的距离即可.
(2)调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使物体的像能够成在光屏的中心.
要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律.知道当物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像.并且成实像时,物距越大,成的像越小,像距也越小
(3)要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律.知道当物距小于焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像;
(4)若将凸透镜遮住一部分,由于折射到像点的光减少,像的大小不变,像将变暗.
解答:解:(1)为了确定凸透镜的焦距,首先要找到凸透镜的焦距,所以将凸透镜正对太阳光,再把光屏放在另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的点,便为焦点.焦点到凸透镜中心的距离为10cm,所以此凸透镜的焦距为10cm.
(2)①在研究凸透镜成像的实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具上,调节凸透镜、光屏的高度,使三者的中心在同一高度上,这样做的目的是使像能呈在光屏的中心,在实验过程中,应逐渐将光屏向 左、右调节,直到光屏上的像清晰为止.
②由(1)知,f=10cm,所以2f=20cm.
凸透镜固定在光具座的零刻度线上,小捷将光源移至光具座30cm处,所以此时物距u=30cm>2f.所以成倒立、缩小的实像.若将光源远离凸透镜,则物距增大,根据凸透镜成像的规律得,像距要减小.所以光屏要靠近凸透镜即向左移动.
(3)如果将光源移至7cm处,此时物距u=7cm<f.根据凸透镜成像的规律,所以成正立、放大的虚像;
(4)用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则照射到硬纸片上的光线不能折射到像点,但透镜的其它部分仍有折射光线的作用,所以在光屏上仍可以成烛焰完整的像,只是折射到像点的光线比原来减少了,像比原来变暗了.
故答案为:(1)亮点;10cm;(2)①凸透镜;在同一高度;让烛焰的像成在光屏的中央;②缩小;实;左;(3)正立;虚像;(4)完整;暗.
点评:此题是探究凸透镜成像的实验.在此实验前,首先要调整烛焰、凸透镜、光屏的高度,使它们的高度大致在同一高度处,这样可以使像成在光屏的中央.同时考查了凸透镜成像的规律及应用,一定要掌握凸透镜成像特点与物距之间的关系.其中第(5)问中很容易造成错误,认为凸透镜被遮住一部分后,将不会成完整的像.要知道此时仍能成完整的像,只是像比原来变暗.
(2)调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使物体的像能够成在光屏的中心.
要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律.知道当物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像.并且成实像时,物距越大,成的像越小,像距也越小
(3)要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律.知道当物距小于焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像;
(4)若将凸透镜遮住一部分,由于折射到像点的光减少,像的大小不变,像将变暗.
解答:解:(1)为了确定凸透镜的焦距,首先要找到凸透镜的焦距,所以将凸透镜正对太阳光,再把光屏放在另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的点,便为焦点.焦点到凸透镜中心的距离为10cm,所以此凸透镜的焦距为10cm.
(2)①在研究凸透镜成像的实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具上,调节凸透镜、光屏的高度,使三者的中心在同一高度上,这样做的目的是使像能呈在光屏的中心,在实验过程中,应逐渐将光屏向 左、右调节,直到光屏上的像清晰为止.
②由(1)知,f=10cm,所以2f=20cm.
凸透镜固定在光具座的零刻度线上,小捷将光源移至光具座30cm处,所以此时物距u=30cm>2f.所以成倒立、缩小的实像.若将光源远离凸透镜,则物距增大,根据凸透镜成像的规律得,像距要减小.所以光屏要靠近凸透镜即向左移动.
(3)如果将光源移至7cm处,此时物距u=7cm<f.根据凸透镜成像的规律,所以成正立、放大的虚像;
(4)用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则照射到硬纸片上的光线不能折射到像点,但透镜的其它部分仍有折射光线的作用,所以在光屏上仍可以成烛焰完整的像,只是折射到像点的光线比原来减少了,像比原来变暗了.
故答案为:(1)亮点;10cm;(2)①凸透镜;在同一高度;让烛焰的像成在光屏的中央;②缩小;实;左;(3)正立;虚像;(4)完整;暗.
点评:此题是探究凸透镜成像的实验.在此实验前,首先要调整烛焰、凸透镜、光屏的高度,使它们的高度大致在同一高度处,这样可以使像成在光屏的中央.同时考查了凸透镜成像的规律及应用,一定要掌握凸透镜成像特点与物距之间的关系.其中第(5)问中很容易造成错误,认为凸透镜被遮住一部分后,将不会成完整的像.要知道此时仍能成完整的像,只是像比原来变暗.
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