摘要:2.当u<f时.凸透镜成正立.放大的虚像.放大镜就是利用这个原理工作的. [基础知识讲解]

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小华想探究凸透镜成像规律.实验桌上有A和B两个凸透镜,其中凸透镜A的焦距为10cm,凸透镜B的焦距为60cm.光具座上标尺的刻度范围如图所示.

(1)小华想探究凸透镜成实像的规律,应选用
A
A
凸透镜(选填“A”或“B”).
(2)实验之前,他把蜡烛、凸透镜以及光屏放到水平光具座上,把凸透镜固定在50cm处,然后调整
蜡烛
蜡烛
和
光屏
光屏
的高度使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度.
(3)实验过程中,他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时,移动光屏,直到光屏上呈现出烛焰清晰的像,则该像是
倒立
倒立
(“正立”或“倒立”)的、
缩小
缩小
(“放大”、“等大”、“缩小”)的实像,此像在60cm和70cm之间.
(4)当他把蜡烛靠近到离凸透镜20cm时,移动光屏并且在光屏上看到了一个清晰的
倒立
倒立
(“正立”或“倒立”)的、
等大
等大
(“放大”、“等大”、“缩小”)的、
实
实
(“实”或“虚”)像,他发现像到凸透镜的距离也是20cm.
(5)当他把蜡烛靠近到离凸透镜15cm时,移动光屏并且在光屏上看到的像是
倒立
倒立
(“正立”或“倒立”)的、
放大
放大
(“放大”、“等大”、“缩小”)的、
实
实
(“实”或“虚”)像.
(6)他把蜡烛放到40cm和50cm之间时,无论怎么移动光屏也不能在光屏上看到像,当他在放了光屏的这一侧向凸透镜看去,又找到了一个像,这个像是
正立
正立
(“正立”或“倒立”)的、
放大
放大
(“放大”、“等大”、“缩小”)的、
虚
虚
(“实”或“虚”)像.
(7)通过实验探究,他总结出了凸透镜成像的规律:
a:当物体通过凸透镜在光屏上成倒立缩小的像时,物距u和焦距f的关系是
u>2f
u>2f
;像距v和焦距f的关系是
f<v<2f
f<v<2f
.
b:当物体通过凸透镜在光屏上成倒立等大的像时,物距u和焦距f的关系是
u=2f
u=2f
;  像距v和焦距f的关系是
v=2f
v=2f
.
c:当物体通过凸透镜在光屏上成倒立放大的像时,物距u和焦距f的关系是
f<u<2f
f<u<2f
;像距v和焦距f的关系是
v>2f
v>2f
.
d:当通过凸透镜在蜡烛同侧看到蜡烛正立放大的像时,物距u和焦距f的关系是
u<f
u<f
.
(8)他还得出:凡是实像都是
倒立
倒立
(“正立”或“倒立”)的,并且像和物在凸透镜的
异侧
异侧
(“同侧”或“异侧”); 凡是虚像都是
正立
正立
(“正立”或“倒立”)的,并且像和物在凸透镜的
同侧
同侧
(“同侧”或“异侧”).
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(1)李明小组在“探究凸透镜成像的规律”实验前,首先要利用
 
和
 
测出一凸透镜的焦距.做这个实验时,为了使像能成在光屏的中央,应先调节好
 
和
 
的高度,使它们的中心跟
 
的中心大致在同一高度.
(2)实验中,他们选用一个焦距为10cm的凸透镜.用一烛焰放在距此凸透镜左侧22cm处,则通过透镜可以成一个
 
(选填“放大”或“缩小”)、
 
(选填“正立”或“倒立”)的
 
(选填“实”或“虚”)像.
(3)实验中,他们还发现当物距在10cm<u<20cm之间取不同数值时,虽然都成放大的像,但像的大小并不相同.于是他们对这一现象进行研究,探究过程如下:
(A)他们提出“像大小与什么因素有关”的探究课题.
(B)李明提出“像的大小可能与物距有关”.
(C)他们作如下设计:选用一个焦距为10cm的凸透镜,选用市售圣诞音乐贺卡中的红色发光二极管作为物体,物距从11cm开始,每隔1cm选取一数据记录点.
(D)量出红色发光二极管的高度(即物体的大小).
(E)实验中,分别取物距为11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm,在光屏上出现红色发光二极管最清晰的像时,测量像的高度,并记录相应数据.
(F)通过查阅资料,他们认识到物理学中用“线放大率”来表示物体成像时的放大倍数.“线放大率”定义为“像的高度(用字母L表示)与物体的高度(用字H母表示)的比值”.
(G)算出所记录数据中不同物距时的像的“放大率”,并由此得出相应结论.
根据以上探究过程,完成下列问题:
①科学探究活动通常包括以下要素:提出问题,猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,交流与合作等.
与上述过程中(A)步骤相应的科学探究要素是
 
.
与上述过程中(C)步骤相应的科学探究要素是
 
.
②根据(F)步骤中对“线放大率”的定义,写出“线放大率”公式的数学表达式.“线放大率”用字母M表示,则M=
 
.
③请你帮李明小组设计一个用来记录并处理实验数据的表格.
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小红用焦距为l5cm的凸透镜做实验,实验过程如下:
(1)为了完整地找出凸透镜成像的规律,若透镜焦距为f,则蜡烛应放在凸透镜前物距u分别是:u=2f、u=f,以及u>2f、
2f>u>f
2f>u>f
、
u<f
u<f
的三个区间内;
(2)蜡烛和凸透镜的位置如图所示,要得到明亮、清晰的像,应该把光屏放在65cm刻线处至
80
80
cm刻线处之间的某个位置,此时所成的像与
照相机
照相机
(照相机/投影仪/放大镜)所成的像性质相同.要想使这个像变大,在凸透镜不动的情况下,小宇应将蜡烛向
左
左
(左/右)移动,同时将光屏向
右
右
(左/右)移动.
(3)当蜡烛移动到20cm刻线处,仍保持凸透镜位置不变,再移动光屏,在光屏上会成清晰、倒立、
等大
等大
(放大/等大/缩小)的实像.此时将老花镜放在凸透镜和光屏之间,光屏上的像会变得模糊,要得到清晰的像,应把光屏向
左
左
(左/右)移动,这是因为老花镜对光线有
会聚
会聚
(会聚/发散)作用.
(4)调节蜡烛的位置,使蜡烛距透镜的距离为透镜焦距的3/4,此时应从透镜的
右
右
(填“左”或“右”)侧透过透镜可看到蜡烛
正
正
立
放大
放大
的
实
实
像,此时物与像
同侧
同侧
(同侧或异侧).
(5)小明重新移动蜡烛的位置,使蜡烛距透镜的距离为透镜焦距的5/4,则在光屏上可看到蜡烛
倒立
倒立
、
放大
放大
的实像,这一成像规律在生活中的应用是
投影仪
投影仪
.
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