在探究“凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是10cm.用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度,将透镜固定在50cm处,如图所示.
(1)当把点燃的蜡烛放在20cm处时,沿直线无论怎样移动光屏都承接不到像,原因可能是________.
(2)重新调整后,保持透镜的位置不变,当把光屏放到75cm处时,移动蜡烛能在光屏上得到一个________(选填“放大”或“缩小”)、________(选填“正”或“倒”)立的实像.
(3)当把蜡烛移到10cm处时,移动光屏可得到一个________的像(选填“放大”或“缩小”).照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时,与这种成像情况一致的是________.
(4)小明做完实验后,又想用手表代替蜡烛,看在光屏上能成什么样的像.于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘,如图(甲)所示.把这个玻璃板放在蜡烛的位置上,并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射,如图(乙)所示.移动光屏直到成清晰像为止.此时表盘在光屏上所成的像是图(丙)中的哪一个?(________)
解:(1)若烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度,则烛焰的像不能成在光屏的中央,甚至无法成像.
故答案为:烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度.
(2)若光屏在75cm处,则像距为75-50-25cm,焦距是10cm,所以像处于2f之外,所以在光屏上成放大、倒立的实像.
故答案为:放大;倒.
(3)蜡烛在10cm处,则此时物距为50-10=40cm,物距大于2f,所以成倒立、缩小的实像,根据这个原理制成了照相机.
故答案为:缩小;照相机.
(4)因为凸透镜成倒立的实像,不仅左右相反,而且上下相反.根据甲图,首先找出左右相反的像即B,然后确定与B上下相反的像即D.
故答案为:D.
(1)知道要使像成在光屏的中央,需要调节凸透镜、光屏、凸透镜的高度,使其中心大致在同一高度.
要正确解决(2)(3),需要掌握凸透镜成像的规律.
设凸透镜的焦距为f,物距为u,则凸透镜成像的规律为:
当u>2f时,成倒立、缩小的实像,此时f<v<2f.利用其可制成照相机.
当u=2f时,成倒立、等大的实像,此时v=2f.
当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,此时v>2f.利用其可制成投影仪.
当u=f时,无像.经凸透镜折射后的光线是平行的,没有会聚点.
当u<f时,成正立、放大的虚像.利用其可制成放大镜.
(4)知道凸透镜成像不仅左右相反、而且要上下相反.
点评:此题主要探究凸透镜成像的规律,主要考查了凸透镜成像规律的应用,一定要掌握物体、像、物距、像距之间的大小关系.
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