在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:
(1)如图1所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑.由图可知,凸透镜对光线具有________作用,该凸透镜的焦距是________cm.
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因:________.
(3)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图2),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、________的实像(填写像的性质);________(填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的.如果将蜡烛在图2的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动.
(4)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,像的形状将________(填“改变”或“不变”).
试题答案
解:(1)①凸透镜对光线有会聚作用.
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是11cm.
(2)若光屏上没有像,可能是因为物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上.
有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上,像无法成在光屏上.
有可能物体在焦点上,不能成像.
(3)①凸透镜焦距是11cm,烛焰放在距凸透镜16cm处,2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.
②光屏上能承接到的像是实像,凸透镜成实像时,蜡烛远离凸透镜,物距变大,像距变小,所以光屏要靠近凸透镜.
(4)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同;由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱.
故答案为:(1)会聚;11;(2)蜡烛在凸透镜的焦点以内(答案不唯一);(3)放大;投影仪;靠近;(4)不变.
试题解析
(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断.
(2)若光屏上没有像,可能是因为物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上.
有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上,像无法成在光屏上.有可能物体在焦点上,不能成像.
(3)①根据物距和焦距的关系进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
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.
②凸透镜成实像时,物距变大,像距减小,像变小.
(4)凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;口径小,透过的光少,像就暗.
点评:(1)考查凸透镜成像规律,本题注意凸透镜是由很多个三棱镜组成的,光经过透镜折射后会聚成像,挡住一部分光不会影响所成的像,只是亮度变暗;此实验现象可以让学生做实验时动手操作一下,观察有什么现象发生,感性认识印象会更深.
(2)凸透镜成像的三种情况和应用是解决凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握.
