题目内容

3.小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律

(1)测焦距:如甲图所示,让凸透镜正对着一束平行光静止不动,再把透镜另一侧的光屏左右移动,最后使光屏上得到一个最小、最亮的光斑.由此可得出该凸透镜的焦距为11.0cm;
(2)如图乙所示,把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,再将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度,这样能使像成在光屏中央.
(3)当蜡烛和凸透镜处在如图乙所在的位置时,需将光屏由图示位置向右(选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上得到一个倒立、放大(选填“放大”或“缩小”)的像.
(4)如乙图所示,把凸透镜换成焦距为30cm的,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,移动光屏,在光屏上不能(选填“能”或“不能”)得到一个清晰的像,原因是物距小于焦距,凸透镜成虚像.

分析 (1)焦距是从焦点到凸透镜的距离;
(2)在实验中,为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度;
(3)根据物距处于f和2f之间时,凸透镜成倒立放大实像,像距大于2f的特点分析;
(4)根据物距小于焦距成正立放大虚像,进行分析.

解答 解:
(1)如甲图所示,让一束平行光正对着凸透镜,再把透镜另一侧的光屏左右移动,直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑;
 焦距是从焦点到凸透镜光心的距离,由图甲知,该凸透镜的焦距f=41.0cm-30.0cm=11.0cm;
(2)在做实验的过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度,是为使烛焰的像成在光屏的中心;
(3)蜡烛距凸透镜的距离为u=50cm-30cm=20cm,2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,所以需将光屏向右移动;
(4)把凸透镜换成焦距为30cm的,物距为20cm,小于1倍焦距,此时凸透镜成正立、放大的虚像,所以在光屏上得不到蜡烛的像.
故答案为:(1)左右移动;11.0;(2)同一高度;光屏中央;(3)右;放大;(4)不能;物距小于焦距,凸透镜成虚像.

点评 本题是探究凸透镜成像规律的实验,考查了对焦距概念的理解、凸透镜成像规律的应用,熟练掌握成像特点与物距、像距的关系是关键.

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