Question

12．在探究凸透鏡成像的大小與哪些因素有關的實驗中：

（1）小明通過物理知識的學習，知道放大鏡就是凸透鏡．在活動課中，他用放大鏡觀察自己的手指（圖甲），看到手指放大的像；再用放大鏡觀察遠處的房屋（圖乙），看到房屋倒立的縮小的像（均選填“放大”、“等大”或“縮小”）．
（2）丙圖是小明設計的實驗裝置圖，要使物體的像成在光屏的中央，最合理的做法是：應向下調節(jié)光屏的高度．
（3）小明根據(jù)多次實驗數(shù)據(jù)，繪制了物距u和像距v之間關系的圖象，如圖丁所示．由圖象可知，該凸透鏡的焦距是10cm，把物體從距凸透鏡30cm處移到15cm處的過程中，像距逐漸變大（選填“大”或“小”）；當把物體放到距凸透鏡8cm處時，光屏上不能（選填“能”或“不能”）得到一個清晰的像．
（4）小明對實驗器材進行了改進，將蠟燭換成LED燈、光屏換成帶有方格的光屏，如圖戊所示．改進器材后，對實驗帶來的優(yōu)化有很多，具體來看：
①蠟燭換成LED燈的優(yōu)點是實驗現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染．
②光屏換成帶有方格光屏的優(yōu)點是便于比較像的大�。�
（5）同組實驗的小華經(jīng)仔細觀察，發(fā)現(xiàn)小明設計的LED燈組成的“T”字形物體不太合理（圖己），你認為物體的形狀上還可以作哪些改進？把“T”換成“F”．

Answer 1

分析 （1）當u＞2f時，成倒立、縮小的實像，此時f＜v＜2f．利用其可制成照相機．當u=2f時，成倒立、等大的實像，此時v=2f．當f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像，此時v＞2f．利用其可制成幻燈機或投影儀．當u=f時，無像．經(jīng)凸透鏡折射后的光線是平行的，沒有會聚點．當u＜f時，成正立、放大的虛像．利用其可制成放大鏡．
（2）為了使燭焰的像成在光屏的中央，則要求燭焰、凸透鏡的光心及光屏的中心必須在同一高度上．
（3）凸透鏡成像時，u=v=2f 時，物體成倒立、等大的實像，根據(jù)這個特點求出凸透鏡的焦距是常用的一種方法．物體在凸透鏡的一倍焦距以外，凸透鏡成實像，物距減小，像距增大．物體在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，凸透鏡成虛像．虛像不能承接到光屏上．
（4）蠟燭換成LED燈便于觀察；光屏換成帶有方格光屏便于比較像與物體的大小關系；
（5）“T”字形物體是左右對稱的，應換一個上下、左右都不對稱的字形．

解答 解：（1）甲圖，看近處的物體時，做為放大鏡使用，此時成正立、放大的虛像．乙圖，當看遠處的物體時，此時成物體倒立、縮小的實像．甲乙兩圖物體到凸透鏡的距離不同，所以可以看出凸透鏡成像的大小可能與物體到凸透鏡的距離有關．
（2）為使像能成在光屏的中心，需使燭焰、光屏、凸透鏡的中心大致在同一高度處，由圖知，應向下調節(jié)光屏的高度；
（3）如圖象，u=v=2f=20cm，所以f=10cm．把物體從距凸透鏡30cm處移到15cm處的過程中，物距減小，像距增大．當把物體放到距凸透鏡8cm處時，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虛像，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上．
（4）①蠟燭換成LED燈的優(yōu)點：實驗現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染等；②光屏換成帶有方格光屏的優(yōu)點：便于比較像的大�。�
（5）“T”字形物體是左右對稱的，應換一個上下、左右都不對稱的字形，如“F”等．
故答案為：（1）放大；倒立；縮�。唬�2）應向下調節(jié)光屏的高度；（3）10；大；不能；（4）①實驗現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染；②便于比較像的大�。唬�5）把“T”換成“F”．

點評 （1）此題主要考查了凸透鏡成像的規(guī)律，要熟記其內(nèi)容，并搞清像距與物距之間的關系．
（2）本題考查了凸透鏡成像實驗中注意的事項、成像規(guī)律的運用和實驗的改進，是一道好題．