Question

7．在學(xué)習(xí)了光學(xué)知識(shí)后，學(xué)�？萍夹〗M的同學(xué)對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了思考和創(chuàng)新：

（1）如圖1，在“探究平面鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，①采用透明玻璃板代替平面鏡來(lái)完成探究活動(dòng)，雖然成像不如平面鏡清晰，但卻能在觀察到A蠟燭像的同時(shí)，也能觀察到B蠟燭，這是為了能確定像的位置；
②當(dāng)點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前30cm的A處時(shí)，玻璃板后30cm的B處的蠟燭好像也被“點(diǎn)燃”了；移去B處的蠟燭，取一光屏放在B處，發(fā)現(xiàn)光屏上并沒(méi)有出現(xiàn)蠟燭的像，這說(shuō)明平面鏡所成的像是虛像；
③將玻璃板和B蠟燭移走后，在原玻璃板的位置放一個(gè)凸透鏡，B處放一塊光屏，發(fā)現(xiàn)光屏上恰好成清晰的倒立、等大的蠟燭像，則該凸透鏡的焦距為15cm．．
（2）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，用紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，又用同樣的白色方格板做成光屏，實(shí)驗(yàn)使用的凸透鏡焦距為10cm，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．
①實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先調(diào)節(jié)光源、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度（同一水平面），其目的是使像成在光屏中央．
②凸透鏡固定在光具座零刻度線上，將光源移至40cm時(shí)，在光屏上出現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)（選填“實(shí)”或“虛”）像；如果將光源移至8cm刻度時(shí)，他通過(guò)凸透鏡看到光源的正立（選填“倒立”或“正立”）、放大的虛像．
③將光源“F”放在15cm處，其大小如圖3所示，凸透鏡固定在光具座零刻度線上，如果用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上所成的像是：C（填字母代號(hào)）
④同學(xué)們做完實(shí)驗(yàn)后，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行如下A、B、C、D四個(gè)評(píng)價(jià)，你認(rèn)為其中正確的有哪些？ABC（選填字母）
A．與燭焰相比，實(shí)驗(yàn)使用的光源不會(huì)晃動(dòng)，光屏上所成的像比較穩(wěn)定
B．光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小
C．零刻度線刻在光具座標(biāo)尺的中央，可直接測(cè)出物距和像距
D．若凸透鏡的焦距未知，則利用此實(shí)驗(yàn)裝置不能測(cè)量凸透鏡的焦距．

Answer 1

分析 （1）①探究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中，要用透明的玻璃板代替平面鏡，雖然成像不太清晰，但是在物體一側(cè)能看到物體的像，同時(shí)還能看到代替物體的另一個(gè)物體，便于確定像的位置，便于比較物像大小關(guān)系；
②虛像是由實(shí)際光線的反向延長(zhǎng)線形成的，不能被光屏接收；
③根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物距u=2f=30厘米，成倒立等大的實(shí)像，可求該凸透鏡的焦距；
（2）①為使像成在光屏中央，實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先調(diào)節(jié)光源、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度（同一水平面）；
②分析物距與焦距的關(guān)系，當(dāng)物距大于2倍焦距，在光屏上出現(xiàn)倒立、縮小的 實(shí)像；
當(dāng)物距小于1倍焦距，成正立放大的虛像，像與物在同側(cè)；
③根據(jù)當(dāng)物距大于1倍焦慮小于2倍焦距時(shí)成倒立放大的實(shí)像，倒立指上下、左右與實(shí)物顛倒；
當(dāng)將凸透鏡的一部分遮住時(shí)，由于其他部分仍能會(huì)聚光線，所以仍能成完整的像，只是光線數(shù)量減小，像變暗；
④A、在凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，燭焰的形狀會(huì)受風(fēng)的影響，并且燭焰和像的大小關(guān)系不容易確定；
B、實(shí)驗(yàn)中用發(fā)光二極管做光源，這樣成的像比較穩(wěn)定，并便于比較像與物體的大�。�
C、像和物到凸透鏡的距離分別為像距和物距，若將凸透鏡放在0刻線處，可以從光具座直接讀出像距和物距的大小；
D、根據(jù)物距等于2f時(shí)成等大的實(shí)像，當(dāng)實(shí)像和物相等時(shí)，此時(shí)像距、物距都等于2倍焦距，可測(cè)量焦距．

解答 解：（1）①用透明玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，目的是在觀察到蠟燭A的像的同時(shí)，也能觀察到蠟燭B，便于確定像的位置和比較物像大小關(guān)系；
②移去B處的蠟燭，取一光屏放在B處，發(fā)現(xiàn)光屏上并沒(méi)有出現(xiàn)蠟燭的像，這說(shuō)明平面鏡所成的像是虛像；
③將玻璃板和B蠟燭移走后，在原玻璃板的位置放一個(gè)凸透鏡，B處放一塊光屏，發(fā)現(xiàn)光屏上恰好成清晰的倒立、等大的蠟燭像，此時(shí)像距、物距均為30厘米，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物距u=2f=30厘米，則該凸透鏡的焦距為15厘米；
（2）①實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先調(diào)節(jié)光源、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度（同一水平面）；
②凸透鏡固定在光具座零刻度線上，將光源移至40cm時(shí)，此時(shí)物距大于2倍焦距，在光屏上出現(xiàn)倒立、縮小的 實(shí)像；
如果將光源移至8cm刻度時(shí)，即物距為8cm，物距小于1倍焦距，成正立放大的虛像，像與物在同側(cè)，他通過(guò)凸透鏡看到光源的正立、放大的虛像；
③將光源“F”放在15cm處，其大小如圖3所示，凸透鏡固定在光具座零刻度線上，此時(shí)f＜u＜2f，成倒立放大的實(shí)像，因凸透鏡是立體的，所以左右、上下均顛倒；
如果用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上仍能成完整的像，但像變暗，故選C；
④A、發(fā)光二極管作為光源與燭焰相比，像更穩(wěn)定，故A正確；
B、用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小，故B正確；
C、零刻度線刻在光具座標(biāo)尺的中央，這樣可以直接從光具座讀出物距和像距，故C正確；
D、若凸透鏡的焦距未知，可調(diào)節(jié)物距及像距，當(dāng)成等大的實(shí)像時(shí)，物距便等于2倍焦距，這樣可以測(cè)出凸透鏡的焦距，故D錯(cuò)誤．
選ABC．
故答案為：（1）①位置；②虛；③15．
（2）①同一高度（同一水平面）；②實(shí)；正立；③C；④ABC．

點(diǎn)評(píng) 本題探究平面鏡成像規(guī)律，考查器材的選用及目的，同時(shí)探究凸透鏡成像規(guī)律，考查器材的調(diào)試、成像規(guī)律的運(yùn)用及機(jī)制和對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)及評(píng)估，綜合性較強(qiáng)．