小明在“探究凸透镜成像规律”实验中,用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体,如图甲所示.又用这种有同样大小方格的白纸板做光屏.将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好.
(1)当发光物体在a点时,如图乙所示,在光屏上成的像如图丙所示.则光屏上的像是倒立、________的实像.将发光物体由a点移动到b点,要想找到像的位置,应移动光屏,直到________为止.
(2)用这种发光物体和光屏做实验,最主要的一条优点是:________
(3)如图乙所示,当发光物体在a点时,物与像之间的距离为S1,当发光物体在b点时,物与像之间的距离为S2,则S1________S2(选填“>”、“=”或“<”).
(4)小明探究完凸透镜成像规律后,接着又做了一个观察实验.发光体位置不变,取下光屏,当眼睛在原光屏处会看到发光体的像吗?________,眼睛靠近凸透镜,是否能看到像?________.眼睛从原光屏位置远离凸透镜,是否能看到像?________.(填“能看到”或是“不能看到”)
解:(1)由丙和甲比较可知,凸透镜成的是倒立、缩小的实像.
将发光物体由a点移动到b点,要想找到像的位置,应移动光屏,直到得到清晰的像为止.
故答案为:缩小;光屏上的像清晰.
(2)这种发光体的亮度大,成的像更清晰,同时其形状规则,利用方格纸更容易比较像与物的大小.
故答案为:便于比较像与物的大小.
(3)由图知:物体成的是倒立缩小的实像,那么物距大于二倍焦距,而像距在一倍焦距和二倍焦距之间.
此时,当物距不断增大时,像距会无限的靠近一倍焦距,但永远达不到一倍焦距处,因此物体向左移动的幅度要大于像向左移动的幅度;所以,当发光物体放置在b点时,物像之间的距离会相应的增大;
故答案为:<.
(4)因为看到的像是倒立的,所以是实像,成像点在凸透镜的右侧;发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的.所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像.所以当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像.
故答案为:不能看到;不能看到;能看到.
(1)要解决此题,要根据像在方格纸上所占格的大小来比较像与物体的大小关系.要得到像的位置,必须调节光屏使像最清晰为止.
(2)要解决此题,需要将发光二极管与烛焰比较,找出其优点.发光二极管的亮度更大,更容易观察其像.同时其形状规则,利用方格纸,更容易比较像与物的大小.
(3)要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律.知道物体成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距,而像距在一倍焦距和二倍焦距之间;且物距增大时,像距无限靠近一倍焦距.
(4)要解决此题,需要掌握实像的概念.知道实像是实际光线会聚成的.要知道在像点之前光线还未会聚成像.
点评:本题中所提供的实验装置较为新颖,很值得推广和借鉴.这是一个有一定创新性的装置,利用这一装置更容易比较像与物体的大小、倒正的关系.本题考查的知识都非常简单,是有关凸透镜成像的基本原理,是我们应该重点掌握的.