Question

在探究凸透镜成像规律的实验中
（1）如图所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学让一束平行光正对凸透镜照射，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与______的距离（选填“光源”或“光屏”），直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，由此可以测出凸透镜的焦距为______cm．

（2）在实验时，小明用该凸透镜观察小红的眼睛，看到小红的眼睛如右图所示，要看到如图A的情形，物距应该满足的条件是______，要看到如图B的情形，物距应该满足的条件是______．
A、小于10cm     B、大于10cm且小于20cm
C、等于20cm     D、大于20cm
（3）小明将蜡烛、凸透镜和光屏安装在光具座上如右图所示，要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向______（填“上”或“下”）调整．
（4）实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像______（选填“向上”、“向下”或“不”）移动．
（5）小华用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，实验装置如右图所示．同学们对小华使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是______
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．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距，让平行光射到凸透镜上，调出最小最亮的光斑为凸透镜的焦点，亮斑到凸透镜的距离为焦距；
（2）根据凸透镜成像规律，u＞2f，成倒立、缩小的实像．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，物像在凸透镜的异侧．
u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧来解答此题．
（3）在做凸透镜成像规律的实验时，首先要调整光屏凸透镜烛焰的中心在同一高度上，这样做的目的是使像成在光屏的中心；
（4）物距大于焦距时，凸透镜成倒立的实像，像与物左右、上下都相反．
（5）对本实验的评价，要从小华的实验操作：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，用同样的白色方格板做成光屏分析；还要从光具座上的刻度尺来分析；
解答：解：（1）将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑；
如图从光斑到凸透镜的距离为40cm-30cm=10cm，即为焦距．
故答案为：光屏；10.00
（2）如图，因为图A的情形是倒立放大的实像，所以要看到如图A的情形，由凸透镜成像规律可知，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，即物距应该满足的条件是B；
图B的情形是正立放大的虚像，所以要看到图B的情形，由凸透镜成像规律可知，u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，即物距应该满足的条件是A．
故答案为：B，A
（3）根据图示的光屏、凸透镜、烛焰三者的位置关系可知，蜡烛的中心高于凸透镜、烛焰的中心，要使像成在光屏的中心，就要使蜡烛向下调整使三者的中心在同一高度上．
故答案为：下
（4）由于凸透镜成的是倒立的实像，上下相反，所以蜡烛越短，其成像越向上移动．
故答案为：向上．
（5）小华在实验中：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；用同样的白色方格板做成光屏便于比较像与物的大小；
零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距；
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．
故选D．
点评：本题考查的知识点：
①测凸透镜焦距的方法：让凸透镜正对太阳光，在另一侧调出最小最亮的光斑，光斑到凸透镜的距离等于凸透镜的焦距；
②在做凸透镜成像实验时，必须将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度；
③光屏承接不到像的原因：烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度上；蜡烛在凸透镜的一倍焦距之内；蜡烛放在了在焦点上；蜡烛在焦点外侧贴近焦点的位置；
④凸透镜成实像时，像与物关于主光轴上下左右互换．