Question

16．小芳同學(xué)做探究凸透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)，她首先按圖1所示完成儀器裝配，圖中H點(diǎn)是2倍焦距處．

（1）經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)，在光屏上得到了一個(gè)清晰的像，但像的位置偏高，為了使像能成在光屏的中央，應(yīng)把蠟燭向上（選填“上”或“下”）調(diào)；
（2）調(diào)節(jié)好蠟燭的高度后，她把蠟燭移到A點(diǎn)處，此時(shí)光屏上的像很模糊，為了得到清晰的像，應(yīng)把光屏向右移動(dòng)（填“左”或“右”），這次成的是倒立、放大的實(shí)像；
（3）再把蠟燭移到B點(diǎn)處，這是小芳發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)光屏，光屏上始終接收不到像，是因?yàn)榇藭r(shí)成的是正立、放大的虛像，要想看到這個(gè)像，小芳觀察的方法應(yīng)是：從凸透鏡的右側(cè)透過(guò)凸透鏡去觀察．
（4）小芳再一次調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡和光屏的位置，使u=30cm，v=15cm，發(fā)現(xiàn)蠟燭的火焰能在光屏上成一個(gè)倒立縮小的像，此時(shí)，固定蠟燭和光屏的位置，改變凸透鏡的位置，當(dāng)u=15cm，還能再次在光屏上看到一個(gè)倒立、放大的實(shí)像．
（5）同班的小明同學(xué)，改用發(fā)光二極管光源“F”來(lái)做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)將光源放在15cm處，實(shí)驗(yàn)使用的凸透鏡焦距為10cm，其大小如圖2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C
（6）同學(xué)們對(duì)小明使用的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行如下評(píng)價(jià)，其中錯(cuò)誤的是D
A．與燭焰相比，實(shí)驗(yàn)使用的光源不會(huì)晃動(dòng)，光屏上所成的像比較穩(wěn)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(biāo)尺的中央，可直接測(cè)出物距和像距
D．若凸透鏡的焦距未知，則利用此實(shí)驗(yàn)裝置不能測(cè)量凸透鏡的焦距．

Answer 1

分析 （1）為了使像成在光屏的中心，因此要調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度上．由此確定蠟燭的調(diào)節(jié)．
（2）利用A點(diǎn)物距與焦距的關(guān)系，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，確定成像的性質(zhì)和位置，然后據(jù)此調(diào)節(jié)光屏的位置．
（3）利用B點(diǎn)物距與焦距的關(guān)系，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，確定成像的性質(zhì)，此時(shí)的像與物同側(cè)，由此可以確定如何觀察這個(gè)像．
（4）根據(jù)原來(lái)的成像性質(zhì)，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律確定物距和焦距的關(guān)系、像距和焦距的關(guān)系；改變凸透鏡的位置后，原來(lái)的物距變?yōu)橄窬�，原�?lái)的像距變?yōu)槲锞啵�根�?jù)此時(shí)的物距利用凸透鏡成像的規(guī)律可以確定成像性質(zhì)．
（5）凸透鏡成像時(shí)，像與物上下、左右均倒（是互換的），f＜u＜2f時(shí)，成倒立放大的實(shí)像．
（6）對(duì)本實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，要從小明的實(shí)驗(yàn)操作：用9個(gè)紅色的發(fā)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(lái)分析．

解答 解：（1）現(xiàn)在蠟燭的像呈在光屏的上方，根據(jù)光線過(guò)凸透鏡的光心不改變方向，為了使像呈在光屏的中央位置，蠟燭向上移動(dòng)或光屏向上移動(dòng)．
（2）蠟燭放在A點(diǎn)，位于一倍焦距和二倍焦距之間，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知此時(shí)成的是倒立的放大的實(shí)像，且像距大于二倍焦距，因此要把光屏像右移動(dòng)．
（3）B點(diǎn)位于一倍焦距之內(nèi)，所以成的是正立放大的虛像，光屏能承接實(shí)像，不能承接虛像，且像與物同側(cè)，即都在凸透鏡的左側(cè)，所以要從凸透鏡的右側(cè)透過(guò)凸透鏡去觀察．
（4）調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡和光屏的位置，使u=30cm，v=15cm，在透鏡另一側(cè)的光屏上成一個(gè)倒立、縮小的像，此時(shí)的物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之間．改變凸透鏡的位置后，此時(shí)的物距u=15為原來(lái)的像距，在一倍焦距和二倍焦距之間，可以成倒立放大的實(shí)像．
（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(zhì)，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(shí)像，與原物體相比，上下顛倒、左右相反，故選C．
（6）小明在實(shí)驗(yàn)中：用9個(gè)紅色的發(fā)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(wěn)定；用同樣的白色方格板做成光屏便于比較像與物的大��；
零刻度線刻在光具座標(biāo)尺的中央，可直接測(cè)出物距和像距；
可以根據(jù)像與物大小相等時(shí)測(cè)出像距和物距，此時(shí)u=v=2f算出焦距，只有D錯(cuò)誤．
故選D．
故答案為：（1）上；（2）右；倒；放大；（3）此時(shí)成的是正立、放大的虛像；從凸透鏡的右側(cè)透過(guò)凸透鏡去觀察；（4）15；倒；放大；（5）C；（6）D．

點(diǎn)評(píng) 利用圖示的物距與焦距的關(guān)系，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律確定成像的性質(zhì)是解決此題的思路．