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3.小燕同学在“探究凸透镜成像规律”实验:

(1)成像出现了如图1所示的问题.你解决的方法是把凸透镜往下调,使蜡烛、透镜、光屏的中心在同一高度,生活中的投影仪与此成像原理是相同的.
(2)小燕根据实验记录,绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图2),则此凸透镜的焦距为D.
A.60cm   B.40cm   C.20cm     D.10cm
(3)将物体由距凸透镜40cm处匀速移动到20cm处,所用的时间为2s.在此过程中,物体的像不变(填变大、变小或不变),像移动的平均速度是0.05 m/s.

分析 (1)为了使像成在光屏的中央,烛焰、凸透镜、光屏三者的中心必须在同一高度上; 
根据凸透镜成倒立实像的特点,若像偏向上方,应将蜡烛相对于凸透镜向上移动;2f>u>f,成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这一成像规律制成的
(2)根据物距等于2f时,成倒立等大实像的特点进行分析;
(3)根据图象分析出像移动的距离,由v=$\frac{s}{t}$计算出像的移动速度.

解答 解:(1)由图知,像偏向光屏的上方,要使像能成在光屏的中央,应将蜡烛相对于凸透镜向上移动,若蜡烛不动,则应将凸透镜向下移动或把光屏向上移动;由图可知,物距小于像距,成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这一成像规律制成的
(2)当物距与像距相同并等于二倍焦距时,可成等大倒立的实像,如图表所示,
当u=v=20cm时,成等大的像,即2f=20cm,得f=10cm;
故选D.
(3)如图所示,将物体由距凸透镜40cm处匀速移动到20cm处时,物体的像由10cm处移动到20cm处,即像移动距离s=10cm,所用时间为2s,故速度为v=$\frac{s}{t}$=$\frac{10cm}{2s}$=5cm/s=0.05m/s. 
故答案为:(1)下;投影仪;(2)D;(3)不变;0.05.

点评 此题主要考查的凸透镜的成像规律在实验中及在日常生活中的应用,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,物距大于二倍焦距时,物距增大的速度大于像距减小的速度;物距小于二倍焦距时,物距增大的速度小于像距减小的速度.

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