问题 问答题

在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将发光体S(箭头形状的发光二极管,长为2cm)、凸透镜T、光屏P安装在光具座上进行试验,如图.

固定凸透镜T,将发光体S放在离凸透镜4cm(物距u)处,移动光屏P,如果找不到像,则记录光屏上光斑的特征;如果在光屏上出现清晰的像,则记下像的特征,测出光屏P到透镜T的距离(像距v)和像的长度.然后,将物距依次增加2cm,重复上面的实验.实验数据如表,根据表中的信息,回答下列问题

物距u/cm像距v/cm像的长度/cm像的特征
14.0/光斑大小变化只有圆光斑
26.0/光斑大小变化只有圆光斑
38.0/光斑大小不变只有圆光斑
410040.08.0倒立的箭头
512.024.04.0倒立的箭头
614.018.72.7倒立的箭头
716.016.02.0倒立的箭头
818.014.41.6倒立的箭头
920.013.31.3倒立的箭头
(1)凸透镜T的焦距为______cm.

(2)物距u在______范围时,在光屏上总成倒立放大的实像.

(3)当物距从开始再到逐渐增大时,则光屏上像的大小______,像距______.物像距离______(均选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变小后变大”、“先变大后边小”)

(4)当物距等于7cm时,物体在光屏上______成像(填“一定会”、“一定不会”“可能会”).分析表中成倒立实像的实验数据,当物像间距(u+v)最小时,成在光屏上的像的长度______发光体的长度.(填“大于”、“小于”或“等于”).

答案

(1)若将发光体S放在焦点处,则发出的光经凸透镜后,平行于主光轴,则在光屏上会出现一个与凸透镜等大的圆形的光斑,而只有将发光体S放在8cm处时,光斑大小不变,可知此处即为焦点,则凸透镜T的焦距为8cm.

(2)凸透镜的焦距f=8cm,由凸透镜成像规律可知,物距u在大于8cm小于16cm范围时,在光屏上总成倒立放大的实像

(3)由凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知,当物距从开始再到逐渐增大时,则物距增大、像距变小,像变小.当物距等于2f时,像距等于2f,物像之距最小为4f,从2f继续移动过程中,物像之距增大,故物像距离先变小后变大.

(4)因为凸透镜的焦距f=8cm,所以当U=7cm时,U<f,成正立、放大的虚像.不能在光屏上成像.

分析表中成倒立实像的实验数据,当物像间距(u+v)最小时,即物距为16cm和像距为16cm时,此时(u+v)最小,则成在光屏上的像的长度为2cm,正好等于发光体的长度.

故答案为:(1)8;(2)大于8cm小于16cm;(3)变小;变小;变小后变大;(4)一定不会;等于.

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