Question

10．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，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图甲所示．

（1）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的中央．
（2）移动光屏后，在光屏上成一个清晰的像，小明把近视眼镜放在凸透镜左侧，要在光屏上重新成一个清晰的像，应把光屏向右边移动．
（3）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焦距
（5）光源“F”放在15cm处，其大小如图乙所示，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C．

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用；
（3）根据物距和焦距的关系进行判断．
（4）①在凸透镜成像实验中，烛焰的形状会受风的影响，并且烛焰和像的大小关系不容易确定；
实验中用发光二极管做光源，这样成的像比较稳定，并便于比较像与物体的大小；
②像和物到凸透镜的距离分别为像距和物距，若将凸透镜放在0刻线处，可以从光具座直接读出像距和物距的大小；
③测量焦距的方法：根据焦距的定义，让平行光照射凸透镜，会聚到焦点，由焦点到凸透镜的距离就是焦距；根据物距等于2f时成等大的实像，当实像和物相等时，此时像距、物距都等于2倍焦距．
（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）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，所以像将远离透镜，应将光屏向右边移动；
（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）A、发光二极管作为光源与烛焰相比，像更稳定，故A正确；
B、用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小，故B正确；
C、零刻度线刻在光具座标尺的中央，这样可以直接从光具座读出物距和像距，故C正确；
D、若凸透镜的焦距未知，可调节物距及像距，当成等大的实像时，物距便等于2倍焦距，这样可以测出凸透镜的焦距，故D错误；
（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）使像成在光屏的中央；
（2）右；
（3）实； 正立；
（4）D；
（5）C．

点评 此题是探究凸透镜成像实验，用发光二极管来代替蜡烛实验，更具有优越性．掌握实验中应注意的问题、透镜成像特点与物距、像距的关系是解决问题的关键．