【題目】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,將發(fā)光體S(箭頭形狀的發(fā)光二極管,長為2cm)、凸透鏡T、光屏P安裝在光具座上進(jìn)行試驗,如圖所示.

固定凸透鏡T,將發(fā)光體S放在離凸透鏡4cm(物距u)處,移動光屏P,如果找不到像,則記錄光屏上光斑的特征;如果在光屏上出現(xiàn)清晰的像,則記下像的特征,測出光屏P到透鏡T的距離(像距v)和像的長度.然后,將物距依次增加2cm,重復(fù)上面的實驗.實驗數(shù)據(jù)如下表,根據(jù)表中的信息,回答下列問題:

實驗次數(shù)

物距u/cm

像距v/cm

像的長度/cm

像的特征

1

4.0

/

光斑大小變化

只有圓光斑

2

6.0

/

光斑大小變化

只有圓光斑

3

8.0

/

光斑大小不變

只有圓光斑

4

10.0

40.0

8.0

倒立的箭頭

5

12.0

24.0

4.0

倒立的箭頭

6

14.0

18.7

2.7

倒立的箭頭

7

16.0

16.0

2.0

倒立的箭頭

8

18.0

14.4

1.6

倒立的箭頭

9

20.0

13.3

1.3

倒立的箭頭

(1)凸透鏡T的焦距為 cm.

(2)物距u在 范圍時,在光屏上總成倒立放大的實像.

(3)當(dāng)物距從開始再到逐漸增大時,則像的大小 ,像距 .(均選填“變大”、“變小”、“不變”、“先變小后變大”、“先變大后邊小”)

(4)當(dāng)物距等于7cm時,物體在光屏上 成像(填“一定會”、“一定不會”“可能會”).分析表中成倒立實像的實驗數(shù)據(jù),當(dāng)物像間距(u+v)最小時,成在光屏上的像的長度 發(fā)光體的長度.(填“大于”、“小于”或“等于”).

(5)請你根據(jù)上表提供的信息,再找出一條規(guī)律

【答案】(1)8

(2)大于8cm小于16cm

(3)變小;變小.

(4)一定不會;等于.

(5)f>8cm成實像;f<8cm成虛像;f>16cm成倒立縮小實像

【解析】

試題分析:(1)要解決此題,需要掌握凸透鏡對光的作用,知道從焦點發(fā)出的光,經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸.

根據(jù)4.0cm﹣8.0cm時的光斑大小變化即可確定焦點的位置,然后可知焦距大小.

(2)U>2f,成倒立、縮小的實像.2f>U>f,成倒立、放大的實像.

(3)根據(jù)凸透鏡成實像時,物近像遠(yuǎn)像變大可解答此題.

(4)U<f,成正立、放大的虛像.不能在光屏上成像.根據(jù)物像間距(u+v)最小時,找出像的長度,與發(fā)光體的長度比較一下即可得出結(jié)論.

(5)由表中信息總結(jié)的合理規(guī)律即可,例如:f>8cm時的成像情況,f<8cm;f>16cm成像情況等,與表中信息無關(guān)的規(guī)律不可以.

解:(1)若將發(fā)光體S放在焦點處,則發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡后,平行于主光軸,則在光屏上會出現(xiàn)一個與凸透鏡等大的圓形的光斑,而只有將發(fā)光體S放在8cm處時,光斑大小不變,可知此處即為焦點,則凸透鏡T的焦距為8cm.

故答案為:8

(2)凸透鏡的焦距f=8cm,由凸透鏡成像規(guī)律可知,物距u在大于8cm小于16cm范圍時,在光屏上總成倒立放大的實像

故答案為:大于8cm小于16cm(或大于10cm小于16cm、或大于f小于2 f)

(3)由凸透鏡成實像時,物近像遠(yuǎn)像變大,可知,當(dāng)物距從開始再到逐漸增大時,則物距增大、像距變小,像變。

故答案為:變。蛔冃。

(4)因為凸透鏡的焦距f=8cm,所以當(dāng)U=7cm時,U<f,成正立、放大的虛像.不能在光屏上成像.

分析表中成倒立實像的實驗數(shù)據(jù),當(dāng)物像間距(u+v)最小時,即物距為16cm和像距為16cm時,此時(u+v)最小,則成在光屏上的像的長度為2cm,正好等于發(fā)光體的長度.

故答案為:一定不會;等于.

(5)由表中信息可知:f>8cm成實像,f>16cm成倒立縮小實像,物像間距與像的大小之間的規(guī)律等都可以.

故答案為:如:f>8cm成實像;f<8cm成虛像;f>16cm成倒立縮小實像;

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