Question

在探究凸透鏡成像規律的實驗中
（1）如圖所示，為了測出凸透鏡的焦距，小明同學讓一束平行光正對凸透鏡照射，再把光屏放在它的另一側，改變凸透鏡與______的距離（選填“光源”或“光屏”），直到光屏上出現一個最小、最亮的光斑，由此可以測出凸透鏡的焦距為______cm．

（2）在實驗時，小明用該凸透鏡觀察小紅的眼睛，看到小紅的眼睛如右圖所示，要看到如圖A的情形，物距應該滿足的條件是______，要看到如圖B的情形，物距應該滿足的條件是______．
A、小于10cm     B、大于10cm且小于20cm
C、等于20cm     D、大于20cm
（3）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏安裝在光具座上如右圖所示，要使燭焰的像能成在光屏的中央，應將蠟燭向______（填“上”或“下”）調整．
（4）實驗中，蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像______（選填“向上”、“向下”或“不”）移動．
（5）小華用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，實驗裝置如右圖所示．同學們對小華使用的實驗裝置進行如下評價，其中錯誤的是______
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，則利用此實驗裝置不能測量凸透鏡的焦距．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚于焦點，焦點到凸透鏡的距離為焦距，讓平行光射到凸透鏡上，調出最小最亮的光斑為凸透鏡的焦點，亮斑到凸透鏡的距離為焦距；
（2）根據凸透鏡成像規律，u＞2f，成倒立、縮小的實像．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，物像在凸透鏡的異側．
u＜f，成正立、放大的虛像，物像在凸透鏡的同側來解答此題．
（3）在做凸透鏡成像規律的實驗時，首先要調整光屏凸透鏡燭焰的中心在同一高度上，這樣做的目的是使像成在光屏的中心；
（4）物距大于焦距時，凸透鏡成倒立的實像，像與物左右、上下都相反．
（5）對本實驗的評價，要從小華的實驗操作：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）將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在它的另一側，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現一個最小最亮的光斑；
如圖從光斑到凸透鏡的距離為40cm-30cm=10cm，即為焦距．
故答案為：光屏；10.00
（2）如圖，因為圖A的情形是倒立放大的實像，所以要看到如圖A的情形，由凸透鏡成像規律可知，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，即物距應該滿足的條件是B；
圖B的情形是正立放大的虛像，所以要看到圖B的情形，由凸透鏡成像規律可知，u＜f，成正立、放大的虛像，物像在凸透鏡的同側，即物距應該滿足的條件是A．
故答案為：B，A
（3）根據圖示的光屏、凸透鏡、燭焰三者的位置關系可知，蠟燭的中心高于凸透鏡、燭焰的中心，要使像成在光屏的中心，就要使蠟燭向下調整使三者的中心在同一高度上．
故答案為：下
（4）由于凸透鏡成的是倒立的實像，上下相反，所以蠟燭越短，其成像越向上移動．
故答案為：向上．
（5）小華在實驗中：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：本題考查的知識點：
①測凸透鏡焦距的方法：讓凸透鏡正對太陽光，在另一側調出最小最亮的光斑，光斑到凸透鏡的距離等于凸透鏡的焦距；
②在做凸透鏡成像實驗時，必須將燭焰、凸透鏡和光屏的中心調到同一高度；
③光屏承接不到像的原因：燭焰、凸透鏡和光屏的中心不在同一高度上；蠟燭在凸透鏡的一倍焦距之內；蠟燭放在了在焦點上；蠟燭在焦點外側貼近焦點的位置；
④凸透鏡成實像時，像與物關于主光軸上下左右互換．