Question

12．在探究凸透鏡成像規律時，小明用9個紅色的發光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，又用同樣的白色方格板做成光屏，

（1）實驗前先把凸透鏡正對太陽光，移動凸透鏡，在屏上得到一個亮點，如圖1所示，則此凸透鏡的焦距是10cm．
（2）實驗時，首先調節光源、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度上，其目的是使像成在光屏中央．
（3）如圖2，凸透鏡固定在光具座零刻度線上，小明將光源移至40cm時，在光屏上出現倒立、縮小的實   （選填“實”或“虛”）像；如果小明將光源移至8cm刻度時，他通過凸透鏡看到光源的正立（選填“倒立”或“正立”）、放大的虛像．
（4）同學們對小明使用的實驗裝置進行如下評價，其中錯誤的是D
A．與燭焰相比，實驗使用的光源不會晃動，光屏上所成的像比較穩定
B．光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小
C．零刻度線刻在光具座標尺的中央，可直接測出物距和像距
D．若凸透鏡的焦距未知，則利用此實驗裝置不能測量凸透鏡的焦距
（5）光源“F”放在15cm處，其大小如圖3所示，凸透鏡固定在光具座零刻度線上．如果用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上所成的像是圖4中的C

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要掌握凸透鏡焦點和焦距的概念．掌握利用太陽光測量焦距的方法．
（2）為使像能成在光屏的中央，應使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度．
（3）根據物距和焦距的關系，利用凸透鏡成像規律進行解答．
（4）蠟燭在進行一段時間之后會變短，要調節蠟燭的高度，用幾個發光二極管做成“F”字樣的發光體進行實驗，光源比較穩定，便于進行實驗．小明用同樣的白色方格板做成光屏的好處，可從便于比較像的大小的角度分析；
（5）凸透鏡成像時，像與物上下、左右均倒（是互換的），f＜u＜2f時，成倒立放大的實像．

解答 解：（1）如圖，凸透鏡正對太陽光，平行光線平行于主光軸，經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）為使像能成在光屏的中央，應使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度．
（3）凸透鏡焦距為10cm，光源移至40cm時，u＞2f，成倒立、縮小的實像．
光源移至8cm刻度時，u＜f，成正立、放大的虛像．
（4）小明在實驗中：A、用9個紅色的發光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，光源比較穩定；
B、用同樣的白色方格板做成光屏便于比較像與物的大小；
C、零刻度線刻在光具座標尺的中央，可直接測出物距和像距；
D、可以根據像與物大小相等時測出像距和物距，此時u=v=2f算出焦距；故D是錯誤的；
（5）用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，只能影響像的亮暗，不影響像的性質，光源“F”放在15cm處，物距處于一倍和二倍焦距之間，成倒立放大的實像，與原物體相比，上下顛倒、左右相反，故選C．
故答案為：（1）10；（2）使像成在光屏中央；（3）實；正立；（4）D；（5）C．

點評 此題主要考查了凸透鏡成像的規律及特點，在學習過程中要善于總結，尋找規律，要求學生對凸透鏡成像的規律做到深刻理解，并能靈活應用，注重理論聯系實際．