Question

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，實驗使用的凸透鏡焦距為10cm，實驗裝置如圖甲所示．

（1）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

．
（2）將凸透鏡固定在光具座零刻度線上，小明將光源移至40cm刻度線處，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刻度線處，他通過凸透鏡可看到光源的

正立

（選填“倒立”或“正立”）、放大的虛像．
（3）凸透鏡固定在光具座零刻度線上，將大小如圖乙所示的光源放在光具座15cm刻度線處，如果此時用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上所成的像是

C

（4）同學們看了小明使用的實驗裝置后，進行了如下評價，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，則利用此實驗裝置一定不能測量凸透鏡的焦距．

Answer 1

分析：（1）在做凸透鏡成像實驗時，光源若在凸透鏡的主光軸上，所成的像會在主光軸上；
（2）考查凸透鏡的成像規律：u＞2f，成倒立縮小的實像；u＜f，成正立放大的虛像；
（3）凸透鏡成像時，像與物上下左右是互換的，f＜u＜2f時，成倒立放大的實像．
（4）對本實驗的評價，要從小明的實驗操作：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，用同樣的白色方格板做成光屏分析；
還要從光具座上的刻度尺來分析．

解答：解：（1）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，是為了使像成在光屏中央；
故答案為：使像成在光屏中央．
（2）凸透鏡固定在光具座零刻度線上，小明將光源移至40cm時，u=40cm＞2f=20cm，成倒立縮小的實像；
小明將光源移至8cm刻度時，u=8cm＜f=10cm，成正立放大的虛像；
故答案為：實、正立．
（3）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，用手捂住凸透鏡的一部分，只能影響像的亮暗，不影響像的性質；
故選C．
（4）小明在實驗中：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；用同樣的白色方格板做成光屏便于比較像與物的大小；零刻度線刻在光具座標尺的中央，可直接測出物距和像距；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．
故選D．

點評：在做凸透鏡成像實驗時，首先要調節光源、透鏡、光屏的中心在同一高度上，成像規律為：u＞2f，成倒立縮小的實像；u=2f，成倒立等大的實像；f＜u＜2f，成倒立放大的實像；u=f，不成像；u＜f，成正立放大的虛像．還要注意凸透鏡成像時，像與物上下左右是互換的，用手捂住凸透鏡的一部分，只能影響像的亮暗，不影響像的性質