6. 某实验小组进行“探究凸透镜成像的规律”的实验,操作如下。

(1)实验前,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度。
(2)正确测出凸透镜的焦距$f$,当物距$u<f$时,烛焰成正立、放大的虚像;当$u= f$时,
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成像的特点与
(4)若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,光屏上所成的像与原来相比
(5)若仅将图甲中凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,则需将光屏
(6)如图乙所示,凸透镜的焦距为10 cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4 cm/s和2 cm/s的速度,同时沿光具座匀速向左运动,经过2.5 s,光屏上成清晰、
(1)实验前,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度。
(2)正确测出凸透镜的焦距$f$,当物距$u<f$时,烛焰成正立、放大的虚像;当$u= f$时,
不能
(选填“能”或“不能”)观察到烛焰的像;当$u>f$时,烛焰成倒立的实像
(选填“正立的实像”“正立的虚像”“倒立的实像”或“倒立的虚像”)。同学们分析得出:像的虚实由物距与焦距
大小关系决定。(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成像的特点与
投影仪
(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)的原理相同。(4)若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,光屏上所成的像与原来相比
变暗
(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。(5)若仅将图甲中凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,则需将光屏
向左
(选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像。(6)如图乙所示,凸透镜的焦距为10 cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4 cm/s和2 cm/s的速度,同时沿光具座匀速向左运动,经过2.5 s,光屏上成清晰、
缩小
(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像。答案
【解析】:
本题主要考查凸透镜成像规律及其探究实验,包括实验前的准备、成像特点、像的变化以及动态成像问题。
(2)当$u=f$时,蜡烛位于凸透镜的焦点上,此时不成像;当$u>f$时,根据凸透镜成像规律,此时成倒立的实像;像的虚实由物距与焦距的大小关系决定。
(3)根据图甲中蜡烛、凸透镜和光屏的位置关系,可以判断此时物距小于像距,成倒立、放大的实像,这与投影仪的成像原理相同。
(4)若仅将凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,由于焦距不变,成像性质不变,但直径变小,通过凸透镜的光线减少,所以光屏上所成的像会变暗。
(5)若仅将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,根据凸透镜成像规律,焦距变小,会聚能力增强,像距会变小,所以需将光屏向左移动才能成清晰的像。
(6)根据速度公式$s=vt$,分别计算蜡烛和凸透镜移动的距离,然后确定它们的位置,进而计算物距和像距,根据凸透镜成像规律判断成像性质。
【答案】:
(2)不能;倒立的实像;物距与焦距。
(3)投影仪。
(4)变暗。
(5)向左。
(6)经过$2.5s$,蜡烛移动的距离$s_{蜡烛}=v_{蜡烛}t=4\text{cm/s}×2.5\text{s}=10\text{cm}$,凸透镜移动的距离$s_{凸透镜}=v_{凸透镜}t=2\text{cm/s}×2.5\text{s}=5\text{cm}$,此时物距$u=50\text{cm}-10\text{cm}-5\text{cm}-10\text{cm}=25\text{cm}$,像距$v=65\text{cm}-50\text{cm}=15\text{cm}$,因为$u>2f$,$f<v<2f$,所以光屏上成清晰、缩小的像。故答案为:缩小。
本题主要考查凸透镜成像规律及其探究实验,包括实验前的准备、成像特点、像的变化以及动态成像问题。
(2)当$u=f$时,蜡烛位于凸透镜的焦点上,此时不成像;当$u>f$时,根据凸透镜成像规律,此时成倒立的实像;像的虚实由物距与焦距的大小关系决定。
(3)根据图甲中蜡烛、凸透镜和光屏的位置关系,可以判断此时物距小于像距,成倒立、放大的实像,这与投影仪的成像原理相同。
(4)若仅将凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,由于焦距不变,成像性质不变,但直径变小,通过凸透镜的光线减少,所以光屏上所成的像会变暗。
(5)若仅将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,根据凸透镜成像规律,焦距变小,会聚能力增强,像距会变小,所以需将光屏向左移动才能成清晰的像。
(6)根据速度公式$s=vt$,分别计算蜡烛和凸透镜移动的距离,然后确定它们的位置,进而计算物距和像距,根据凸透镜成像规律判断成像性质。
【答案】:
(2)不能;倒立的实像;物距与焦距。
(3)投影仪。
(4)变暗。
(5)向左。
(6)经过$2.5s$,蜡烛移动的距离$s_{蜡烛}=v_{蜡烛}t=4\text{cm/s}×2.5\text{s}=10\text{cm}$,凸透镜移动的距离$s_{凸透镜}=v_{凸透镜}t=2\text{cm/s}×2.5\text{s}=5\text{cm}$,此时物距$u=50\text{cm}-10\text{cm}-5\text{cm}-10\text{cm}=25\text{cm}$,像距$v=65\text{cm}-50\text{cm}=15\text{cm}$,因为$u>2f$,$f<v<2f$,所以光屏上成清晰、缩小的像。故答案为:缩小。
7. 小王同学有一金属玩具,其材质可能是铜或表面镀铜的铁,已知$\rho_{铁}= 7.9×10^{3}\ kg/m^3$、$\rho_{铜}= 8.9×10^{3}\ kg/m^3$。他想通过测量密度来进行鉴别。器材:天平、砝码、量筒、烧杯以及细线和水。请帮他完成下列实验步骤。

(1)将天平放在水平桌面上,游码调到零刻度线处,发现指针静止在如图甲所示位置,则应将平衡螺母向
(2)将玩具放在天平左盘,用镊子向右盘里加减砝码并移动游码,天平再次平衡时,所用砝码和游码的位置如图乙所示,玩具的质量为
(3)在烧杯中加入适量水,用细线吊着玩具浸没于水中,标记出水面位置,如图丙所示,然后取出玩具。
(4)往量筒中加入40 mL水,再将量筒中的水缓慢倒入烧杯,使烧杯中的水面上升至标记处,量筒中剩余水量如图丁所示。
(5)经过计算判断,该玩具的材质是
(6)分析以上实验方案,小王测出的密度比真实值偏小,原因主要是实验中
(1)将天平放在水平桌面上,游码调到零刻度线处,发现指针静止在如图甲所示位置,则应将平衡螺母向
右
(选填“左”或“右”)调节,使指针指在分度盘的中线处。(2)将玩具放在天平左盘,用镊子向右盘里加减砝码并移动游码,天平再次平衡时,所用砝码和游码的位置如图乙所示,玩具的质量为
176.6
g。(3)在烧杯中加入适量水,用细线吊着玩具浸没于水中,标记出水面位置,如图丙所示,然后取出玩具。
(4)往量筒中加入40 mL水,再将量筒中的水缓慢倒入烧杯,使烧杯中的水面上升至标记处,量筒中剩余水量如图丁所示。
(5)经过计算判断,该玩具的材质是
铜
。(6)分析以上实验方案,小王测出的密度比真实值偏小,原因主要是实验中
玩具取出时带出了一部分水,导致测量的体积偏大
。答案
(1)右
(2)176.6
(5)铜
(6)玩具取出时带出了一部分水,导致测量的体积偏大
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