Question

6．小明在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中．
（1）如圖甲所示，讓平行光經過凸透鏡后，在光屏上出現一個最小最亮的光斑，由此可知，凸透鏡的焦距是10.0cm．
（2）實驗前需調節燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度上，比較規范的是B（填選項前的字母）
A．將三者分散排列，然后用目測的方法調節
B．將三者靠攏，然后用目測的方法調節
（3）為了方便從不同方向觀察光屏上的像，光屏應選用較粗糙（選填“粗糙”或“光滑”）的玻璃板．
（4）如圖乙所示，用該凸透鏡做成像實驗，把蠟燭放在距凸透鏡18cm的位置，移動光屏，在光屏上形成清晰的像．若撤去光屏，人眼在圖乙所示的位置能（選填“能”或“不能”）觀察到蠟燭的像；當給凸透鏡戴上近視眼鏡后，為使光屏上再次呈清晰像，應將光屏向右（選填“左”或“右”）移動．
（5）若把蠟燭放在距凸透鏡25cm的位置，移動光屏，在光屏上形成清晰的像“A”；接著把蠟燭放在距凸透鏡28cm的位置，再移動光屏，在光屏上形成清晰的像“B”．由實驗可知像“A”大于（選填“大于”或“小于”）像“B”．
（6）當燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實像時，小明用不透明的紙擋住透鏡下半部分，則光屏上所成的像完整（選填“完整”或“不完整”）．
（7）將透鏡及蠟燭、光屏置于光具座上（如圖丙），做成像實驗，記錄每次成實像的物距u，像距v．物像間距L（u+v），繪出圖線丁（以f為長度單位），由圖可知，要想成實像，蠟燭與光屏的間距應滿足L≥4f（或不小于4f）．經“百度”發現，物理學中，有一個凸透鏡成像的“新概念”：放大率n=$\frac{A′B′}{AB}$=$\frac{v}{u}$，結合丙、丁兩圖，可知當物距u=3f時，n=0.5．

Answer 1

分析 （1）掌握凸透鏡對光線的會聚作用；根據焦距的概念，計算出焦距的大小．從焦點到凸透鏡的距離．
（2）根據分散排列和三者靠攏的誤差大小分析．
（3）反射面的粗糙的表面，反射光線射向四面八方，進入不同方向人的眼睛，使各個方向的人都能看到物體；
（4）實像是光線的真實會聚，可以直接用眼睛觀察到；近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發散作用；
（5）凸透鏡成像的規律及其應用之一：當u＞2f時，成倒立縮小的實像．
（6）當遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經凸透鏡折射會聚成像．
（7）根據圖丁物象間距L與物距u的關系，找出物像間距L的最小值即可；根據圖丁，當物距u=1.5f時找出對應的物像間距L，由L=u+v算出v，再利用n=$\frac{A'B'}{AB}$=$\frac{v}{u}$即可求出．

解答 解：（1）由圖中，平行光線經凸透鏡后會聚到一點，說明凸透鏡對光線具有會聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透鏡的焦點，所以焦距為40.0cm-30.0cm=10.0cm．
（2）“調節燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度上”的操作，比較規范的是將三者靠攏，然后用目測的方法調節，這樣誤差較小；
（3）從不同方向觀察光屏上的像，光屏應該發生漫反射，表面應該是粗糙的；
（4）由圖可知此時物距為u=18cm，這時2f＞u＞f，成倒立放大實像，當撤去光屏，人眼睛在光屏的位置能看到物體的實像；當給凸透鏡戴上近視眼鏡后，近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發散作用，光屏應遠離凸透鏡才能呈現清晰的像；
（5）把燭焰放在距凸透鏡28cm處時，即u＞2f時，由凸透鏡成像規律可知，成倒立縮小的實像，所以由實驗可知像“A”大于像“B”．
（6）遮住凸透鏡的上半部，物體上任一點射向凸透鏡的下半部，經凸透鏡折射后，照樣能會聚成像，像的大小不發生變化，折射光線減少，會聚成的像變暗．
（7）根據凸透鏡的成實像時滿足u＞f，由圖丁可知，隨著物距u的增大，物像間距L先減小后增大，當物距u=2f時，物像間距L最小為4f，因此，要想成實像，蠟燭與光屏的間距應滿足L≥4f．由圖丁可知，當物距u=1.5f時，物像間距L=4.5f，根據L=u+v可得，v=L-u=4.5f-1.5f=3f，則放大率：n=$\frac{A'B'}{AB}$=$\frac{v}{u}$=$\frac{1.5f}{3f}$=0.5．
故答案為：（1）10.0；（2）B；（3）粗糙；（4）能；右；（5）大于；（6）完整；（7）≥4f（或不小于4f）；0.5．

點評 此題考查學生對于凸透鏡成像實驗的理解和掌握．會根據圖示找出焦距、物距，再利用相關規律確定像的特點即可．