4.下面是小紅和小華探究凸透鏡成像規(guī)律的過(guò)程:
(1)在探究前,小紅將三個(gè)凸透鏡分別正對(duì)太陽(yáng)光,調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏間的距離,使太陽(yáng)光在光屏上匯聚一點(diǎn),量得凸透鏡到光屏的距離分別為48cm、15cm和4cm,小紅選擇了15cm的那個(gè)凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其他兩個(gè)凸透鏡則不在本實(shí)驗(yàn)中使用,你認(rèn)為小紅這樣做有必要嗎?
說(shuō)出你的看法:有必要;當(dāng)f=4cm時(shí),凸透鏡焦距太小,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大;當(dāng)f=48cm時(shí),物距和像距都較大,由于光具座的長(zhǎng)度有限,無(wú)法完成實(shí)驗(yàn).
(2)凸透鏡和光屏都是有支架的,凸透鏡中心離桌面的高度約6cm,光屏中心離桌面的高度約7cm,還有一個(gè)蠟燭臺(tái),用來(lái)固定蠟燭,小紅將一個(gè)新買來(lái)的長(zhǎng)蠟燭一下切成了兩段,只把其中一段插在蠟燭臺(tái)上.
你認(rèn)為小紅這樣做有必要嗎?說(shuō)出你的看法:有必要;使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度.
(3)為了使光屏能承接蠟燭的像,蠟燭、光屏、凸透鏡,應(yīng)按怎樣的順序擺放在桌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?蠟燭、凸透鏡、光屏.
(4)當(dāng)燭焰移動(dòng)到離凸透鏡的距離只有12cm時(shí),光屏放在凸透鏡的另一側(cè),不管怎樣移動(dòng)位置都承接不到實(shí)像,這時(shí)把光屏放在蠟燭的同側(cè)是否有可能承接到蠟燭的像?物距小于焦距時(shí),凸透鏡成正立、放大的虛像,而光屏不能承接虛像.
(5)如果用眼睛來(lái)觀察蠟燭的像,眼睛、蠟燭、凸透鏡的位置可以怎樣排列?蠟燭、凸透鏡、光屏.

分析 (1)一般情況下光具座的長(zhǎng)度是90cm.如果焦距太大,實(shí)驗(yàn)無(wú)法完成;如果焦距太小,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差大.
(2)(3)探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí),在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏,三者在同一條直線上,三者的中心大致在同一高度,像才能成在光屏的中心.
(4)當(dāng)u<f時(shí),成正立、放大的虛像,光屏不能承接虛像.
(5)物距小于一倍焦距時(shí),成的是正立、放大的虛像,需通過(guò)凸透鏡才能看到所成的像.

解答 解:(1)有必要;
一般情況下光具座的長(zhǎng)度是90cm;當(dāng)f=4cm時(shí),凸透鏡焦距太小,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大;當(dāng)f=48cm時(shí),物距和像距都較大,由于光具座的長(zhǎng)度有限,無(wú)法完成實(shí)驗(yàn);
(2)新買來(lái)的蠟燭較長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)時(shí)將蠟燭切成了兩段,這樣可以使蠟燭、凸透鏡、光屏在同一直線上,三者的中心在同一高度,像能呈在光屏的中央;
(3)凸透鏡成實(shí)像時(shí),像和物體在凸透鏡的兩側(cè),因此為了使光屏能承接蠟燭的像,需按蠟燭、凸透鏡、光屏的順序放置;
(4 )已知凸透鏡的焦距為15cm,當(dāng)物距為12cm時(shí),物距小于焦距,成正立、放大的虛像,因此光屏無(wú)法承接;
(5)當(dāng)物距小于焦距時(shí),成正立、放大的虛像,此時(shí)像與物體在凸透鏡的同側(cè),需通過(guò)凸透鏡才能看到所成的像,因此需按蠟燭、凸透鏡、光屏的順序放置.
故答案為:(1)有必要;當(dāng)f=4cm時(shí),凸透鏡焦距太小,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大;當(dāng)f=48cm時(shí),物距和像距都較大,由于光具座的長(zhǎng)度有限,無(wú)法完成實(shí)驗(yàn);
(2)有必要;使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度;(3)蠟燭、凸透鏡、光屏;(4)物距小于焦距時(shí),凸透鏡成正立、放大的虛像,而光屏不能承接虛像;(5)蠟燭、凸透鏡、光屏.

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了凸透鏡成像的規(guī)律及實(shí)驗(yàn)器材的選擇與放置.一定要注意燭焰、光屏、凸透鏡的高度要求,同時(shí)要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律,特別搞清像距與物距之間的關(guān)系.

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