Question

小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，用裝有6個發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示．又用這種有同樣大小方格的白紙板做光屏．將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏組裝到光具座上并調(diào)整好，如圖乙所示．

（1）當(dāng)發(fā)光物體在距離凸透鏡20cm的a點(diǎn)時，在光屏上成的像如圖A所示．則該凸透鏡的焦距是

10

cm．

（2）當(dāng)發(fā)光物體在b點(diǎn)時，在光屏上成的像如圖B所示．這時用白紙擋住該凸透鏡的上半部，所成的像是如圖

B

（選填“B”、“B₁”或“B₂”）所示的樣子．
（3）當(dāng)物體放在成c點(diǎn)時，成像如圖C所示，則c點(diǎn)在

a點(diǎn)左側(cè)

（選填“a點(diǎn)左側(cè)”、“a、b兩點(diǎn)之間”或“b點(diǎn)右側(cè)”）．
（4）將發(fā)光物體放在離透鏡5cm的d點(diǎn)時，無論怎樣移動光屏，在光屏上都找不到像，此時透過透鏡會觀察到像，這個像一定是

虛像

（選填“實(shí)像”或“虛像”）．
（5）同學(xué)們對小明使用的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了評價(jià)，覺得比用同樣大小方格的白紙板和白屏相比方便多了，請你說出它的優(yōu)點(diǎn)：

便于比較像與物的大小

．

Answer 1

分析：①凸透鏡成像時，u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，v=2f．
②凸透鏡在光屏上成實(shí)像時，用紙遮住透鏡的一半，像的大小不變，只改變了像的亮度．
③根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中的u＞2f時，成倒立縮小的實(shí)像來解答此題．
④物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像；
⑤用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，最主要的一條優(yōu)點(diǎn)是可直接比較出像與物的大小．

解答：解：①由圖可知，當(dāng)發(fā)光物體在距離凸透鏡20cm的a點(diǎn)時，在光屏上出現(xiàn)的是一個等大的倒立的實(shí)像，由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)u=2f時，在光屏上出現(xiàn)的是一個等大的倒立的實(shí)像，即凸透鏡的焦距是10cm．
故答案為：10．
②一個物體有無數(shù)個點(diǎn)組成，任何一個點(diǎn)射向凸透鏡有無數(shù)條光線，無數(shù)條光線經(jīng)凸透鏡折射后有無數(shù)條折射光線，用紙遮住凸透鏡的一半，折射光線減半，會聚成像的大小不變，像的亮度減小，所以當(dāng)發(fā)光物體在b點(diǎn)時，此時2f＞u＞f．則由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立放大的實(shí)像，即所成的像是如圖B所示的樣子．
故答案為：B．
③由圖C可以看出，此時的像是倒立縮小的實(shí)像，則由凸透鏡成像規(guī)律可知，u＞2f時，成倒立縮小的實(shí)像，則c點(diǎn)應(yīng)在2倍焦距之外，即a點(diǎn)左側(cè)．
故答案為：a點(diǎn)左側(cè)．
④將發(fā)光物體放在離透鏡5cm的d點(diǎn)時，無論怎樣移動光屏，在光屏上都找不到像，此時透過透鏡會觀察到像，這說明物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像．
故答案為：虛像．
⑤用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，可直接比較出像與物的大小，因此和白屏相比方便多了．
故答案為：便于比較像與物的大小．

點(diǎn)評：（1）凸透鏡成像的規(guī)律中，共涉及四個方面的內(nèi)容：①物距與焦距的關(guān)系；②成像性質(zhì)；③像距與焦距的關(guān)系；④應(yīng)用．在這四個方面中，只要告訴了其中的一個方面就可以確定另外的三個方面．本題考查了凸透鏡成像習(xí)題的大部分內(nèi)容，一定要透徹理解該題．
（2）凸透鏡成實(shí)像時，無論遮住凸透鏡的上部、下部、中間，都不能改變像的大小，但是像變暗，凸透鏡遮住的越多，像越暗．