18.小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時,將焦距為20cm的凸透鏡A固定在光具座上35cm刻度線處,將點燃的蠟燭放在光具座上5cm刻度線處,移動光屏,使蠟燭在光屏上成清晰的像,如圖甲所示.接著他保持蠟燭的位置不變,將凸透鏡A換為B,并保持位置不變,移動光屏,使蠟燭在光屏上成清晰的像,如圖乙所示.

(1)實驗前,在擺放凸透鏡、蠟燭和光屏時要求三者的中心在同一高度.
(2)請根據(jù)上述實驗現(xiàn)象和凸透鏡成像規(guī)律判斷:凸透鏡A的焦距大于凸透鏡B的焦距(選填“大于”、“等于”或“小于”).
(3)為了研究像距與焦距的關系,他選用了三個焦距不同的凸透鏡進行實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下表.分析表中的數(shù)據(jù)可知,物距不變時,焦距越大,則像距越越大;根據(jù)你所學的凸透鏡成像規(guī)律分析,此時所成像的大小越越大.
實驗序號物距u/cm焦距/cm像距/cm
115817
21030
31260
(4)若小明將物距調(diào)整為20cm.并想在光屏上得到一個縮小的像,他應在上表給出的三個透鏡中選用焦距為8cm的凸透鏡.
(5)2013年6月20日,“神舟十號”航天員王亞平,在天宮一號內(nèi)為我們上了一節(jié)充滿奇幻的太空課,如圖丙所示是她在展示制作的一個太空水球,根據(jù)這張圖片上的情景可以判斷,這個水球凸透鏡(選填“凸”或“凹”),此時所成的是倒立縮小的實像.

分析 (1)在實驗中,為使像能成在光屏的中心,應調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心大致在同一高度;
(2)凸透鏡成像情況和應用:u>2f,成倒立、縮小的實像,2f>v>f;2f>U>f,成倒立、放大的實像,v>2f;
(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),歸納結(jié)論;
(4)根據(jù)凸透鏡在u>2f,成倒立、縮小的實像解題;
(5)由圖判斷像的性質(zhì),結(jié)合凸透鏡成像規(guī)律解題.

解答 (1)在做實驗的過程中,調(diào)整凸透鏡和光屏的高度,使燭焰、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度,是為使燭焰的像成在光屏的中心.
(2)由圖甲知,凸透鏡成倒立放大的實像,則此時物距處于A凸透鏡的一倍焦距和2倍焦距之間;由圖乙知,凸透鏡成倒立縮小的實像,則此時物距大于B凸透鏡的2倍焦距;甲乙兩圖蠟燭到凸透鏡的距離相等,可知A凸透鏡焦距大于B凸透鏡焦距.
(3)分析表中數(shù)據(jù)可知:物距不變時,焦距越大,則像距越大;由凸透鏡成像規(guī)律可知,物體離焦點越近,所成的像越大,物距不變時,焦距越大,表明物體離焦點越近,即像會越大;
(4)根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,當u>2f,成倒立、縮小的實像,由題可知:20cm>2×8cm,故選用8cm的凸透鏡;
(5)由圖可知,此時的像是倒立縮小的實像,因此為凸透鏡,物體離凸透鏡距離大于二倍焦距時,成倒立、縮小的實像.
故答案為:(1)高度;(2)大于;(3)越大;越大;(4)8;(5)凸;倒立縮小的實.

點評 本題考查的是凸透鏡成像規(guī)律實驗,要理解物距和焦距的關系.掌握凸透鏡成像的性質(zhì)及凸透鏡三種成像規(guī)律和應用.

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