Question

【題目】在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中

(1)如圖甲，平行光正對(duì)凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距 f=_____cm；實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)燭焰中心和光屏中心位于___________。

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)蠟燭與凸透鏡的距離如圖乙所示時(shí)，在光屏上可得到一個(gè)清晰的像，生活中利用這個(gè)規(guī)律制成的光學(xué)儀器是_____。(選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”)

(3)將圖乙中的蠟燭替換成高3cm的LED光，并在光屏上貼上一層厚度不計(jì)的方格紙(每格為邊長(zhǎng)lcm的正方形)，保持LED光源和光屏位置不變，發(fā)現(xiàn)光屏上的像高6格，若蠟燭和光屏不動(dòng)，將凸透鏡向右移___cm，光屏上可以再次承接到清晰的像，且像高____格。保持此時(shí)凸透鏡位置不變，將凸透鏡換成焦距為20cm的凸透鏡，移動(dòng)光屏，光屏上_______(選填“能”或“不能”成像)，理由是：___。

Answer 1

【答案】10.0 凸透鏡的主光軸上 投影儀 15 1.5 不能 像距太大，光具座太短，光屏無(wú)法繼續(xù)向右移

【解析】

(1)[1]由圖甲可知，焦點(diǎn)到凸透鏡的距離為

60.0cm-50.0cm=10.0cm，

所以凸透鏡的焦距為10.0cm；

[2]為了使像成在光屏中心，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，應(yīng)將燭焰中心、凸透鏡和光屏中心調(diào)節(jié)在同一高度上，即調(diào)節(jié)燭焰中心和光屏中心位于凸透鏡的主光軸上；

(2)[3]當(dāng)蠟燭與凸透鏡的距離如圖乙所示時(shí)，在光屏上可得到一個(gè)清晰的像，此時(shí)物距小于像距，即物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實(shí)像，生活中利用這個(gè)規(guī)律制成的光學(xué)儀器是投影儀；

(3)[4]根據(jù)題目描述，此時(shí)成倒立放大的實(shí)像，且像是實(shí)際物體的2倍，根據(jù)光的折射現(xiàn)象中光路可逆，所以移動(dòng)后的物距等于原先的像距，

u′=v=55.0cm-25.0cm=30.0cm，

故將凸透鏡向右移

30.0cm-15.0cm=15.0cm；

[5]光屏上可以再次承接到清晰的像時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，由光路可逆性可知像的大小應(yīng)是實(shí)際物體的一半，即1.5cm，是1.5格；

[6][7]將凸透鏡換成焦距為20cm的凸透鏡，物距30.0cm，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，像距大于

2f=40cm，

也就是說(shuō)像在“65”后面，光具座太短，光屏無(wú)法繼續(xù)向右移，在光屏上無(wú)法成清晰的實(shí)像。