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【题目】小明利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验:

(1)实验前,必须将烛焰和 的中心位于凸透镜的主光轴上,才能使像呈现在光屏中央;当烛焰正好在光屏上成倒立、等大的清晰的像时,发现蜡烛和光屏之间的距离是40cm,则该凸透镜的焦距是 cm.

(2)实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,其原因可能是

(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图中的位置时,光屏上呈现的像是模糊的.

①将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上出现清晰的像,此时的像是倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;

②如果保持图中蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变,在凸透镜前放置一个度数合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜片,也可以在光屏上获得清晰的像.

(4)按要求进行观察和测量,并将观测情况记录在表中.

表中实验序号2中像的性质为 ,实验序号4中像距为 cm.

【答案】(1)光屏;10;(2)将蜡烛置于焦点处了;(3)①缩小;②近视;(4)倒立、缩小的实像;30.

【解析】

试题分析:(1)在实验中,为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度.同时各中心要在同一直线上;

(2)由焦点发出的光,经凸透镜平行主光轴射出;

(3)光屏上的像是物体发出的光线的会聚点,远视眼镜片是凸透镜,放上凸透镜后,由于凸透镜对光线有会聚作用,所以原来会聚在光屏上的光线会聚在了光屏的前方,根据凹透镜对光线的作用进行分析;

(4)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:

u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.

u=2f,成倒立、等大的实像,一般用来测量凸透镜的焦距.

2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.

u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜.

解:

(1)在实验前要调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在同一高度,并在同一直线上;

物距等于二倍焦距时,成倒立、等大、实像;故4f=40cm,f=10cm;

(2)实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,说明光平行主光轴射出,则可能将蜡烛置于焦点处了;

(3)①凸透镜焦距为10cm,此时将烛焰放在距离凸透镜40cm处,物距大于2倍焦距,此时成倒立缩小的实像;

②如果保持图中蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变,要在光屏上获得清晰的像,应使像向右移动,则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜(近视镜);

(4)实验2,u>2f,成倒立、缩小的实像;

实验1中,物距为30cm时像距为15cm,根据光的折射中光路是可逆的,所以实验4中,物距是15cm,像距是30cm.

故答案为:(1)光屏;10;(2)将蜡烛置于焦点处了;(3)①缩小;②近视;(4)倒立、缩小的实像;30.

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(2)小柯在A′处都放了一张白纸做光屏,结果白纸上 (选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像.

物距U(cm)

5.0

6.0

7.0

8.0

像距V(cm)

4.5

5.5

6.5

7.5

(3)小柯按照图中的测量方法,改变蜡烛A的位置,认真测量并记录了一些数据:

然后得出像距小于物距的结论,你认为他的测量错误是: .(填“物距U”或“像距V”)

(4)小柯吸取了经验教训,重新选择了一块 (填“薄”或“厚”)的玻璃板进行了实验.

(5)此实验采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,巧妙地解决了 不易确定的问题,他主要采用的研究方法是 (选填“控制变量”、“替代”或“理想模型”).

(6)小柯在实验过程中,让玻璃板沿OO′轴(如图乙玻璃板与桌面的接触部分)方向水平向右移动,结果他发现镜中的像相对于A 移动(选填“向右”.“向左”或“不”);他又将玻璃板绕OO′轴转向自己,发现镜中的像 (选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”).

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