Question

12．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，

（1）实验前先把凸透镜正对太阳光，移动凸透镜，在屏上得到一个亮点，如图1所示，则此凸透镜的焦距是10cm．
（2）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．
（3）如图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   （选填“实”或“虚”）像；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”）、放大的虚像．
（4）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
（5）光源“F”放在15cm处，其大小如图3所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上．如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是图4中的C

Answer 1

分析 （1）要解决此题，需要掌握凸透镜焦点和焦距的概念．掌握利用太阳光测量焦距的方法．
（2）为使像能成在光屏的中央，应使蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．
（3）根据物距和焦距的关系，利用凸透镜成像规律进行解答．
（4）蜡烛在进行一段时间之后会变短，要调节蜡烛的高度，用几个发光二极管做成“F”字样的发光体进行实验，光源比较稳定，便于进行实验．小明用同样的白色方格板做成光屏的好处，可从便于比较像的大小的角度分析；
（5）凸透镜成像时，像与物上下、左右均倒（是互换的），f＜u＜2f时，成倒立放大的实像．

解答 解：（1）如图，凸透镜正对太阳光，平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）为使像能成在光屏的中央，应使蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．
（3）凸透镜焦距为10cm，光源移至40cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像．
光源移至8cm刻度时，u＜f，成正立、放大的虚像．
（4）小明在实验中：A、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；
B、用同样的白色方格板做成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、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；故D是错误的；
（5）用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，只能影响像的亮暗，不影响像的性质，光源“F”放在15cm处，物距处于一倍和二倍焦距之间，成倒立放大的实像，与原物体相比，上下颠倒、左右相反，故选C．
故答案为：（1）10；（2）使像成在光屏中央；（3）实；正立；（4）D；（5）C．

点评 此题主要考查了凸透镜成像的规律及特点，在学习过程中要善于总结，寻找规律，要求学生对凸透镜成像的规律做到深刻理解，并能灵活应用，注重理论联系实际．