Question

11．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1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中央．
（2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，在光屏上出现倒立、缩小的实像（选填“放大”或“缩小”）；如果小明将光源移至8cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的正立（选填“倒立”或“正立”）的像．
（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D
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．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
D．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）小明做完实验后，又想用手表代替二极管，看在光屏上能成什么样的像．于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图2（甲）所示．把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图2（乙）所示．移动光屏直到成清晰像为止．此时表盘在光屏上所成的像是图2（丙）中D 图．

Answer 1

分析 （1）在做凸透镜成像实验时，光源若在凸透镜的主光轴上，所成的像会在主光轴上；
（2）考查凸透镜的成像规律：u＞2f，成倒立缩小的实像；u＜f，成正立放大的虚像；
（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）凸透镜成倒立的实像时，像与物体不仅上下相反，而且左右相反．

解答 解：（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，是为了使像成在光屏中央；
（2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，u=40cm＞2f=20cm，成倒立缩小的实像；
小明将光源移至8cm刻度时，u=8cm＜f=10cm，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．
（4）凸透镜成倒立的实像，像与物体的上下和左右都相反．甲上下颠倒后是C，再左右颠倒后是D．
故答案为：（1）使像成在光屏中央；（2）缩小；正立；（3）D；（4）D．

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．还要注意凸透镜成像时，像与物上下左右是互换的，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．