1. (项目化学习)小硕发现长时间观看使用手机对视力影响很大,于是在学习“凸透镜成像的规律”后,他和物理兴趣小组的同学开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【项目名称】自制手机投影仪。
【项目材料】凸透镜若干、纸板、胶水、剪刀等。
【项目设计】小硕和同学设计如图甲所示的方案将纸板制成了纸盒,将手机和凸透镜固定到纸盒内,请你确定一下凸透镜的位置应固定在

【项目实施】
(1)用剪刀裁剪纸板并用胶水固定,制作一个长50 cm、宽20 cm、高20 cm的纸盒。
(2)选择焦距合适的凸透镜,以下所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是

根据合理的方法,小硕测出了三块凸透镜的焦距分别是10 cm、15 cm、20 cm。若手机和凸透镜相距20 cm,为了能在屏幕上得到清晰、放大的像,
可选择焦距为
(3)最后,打开手机屏幕,盖上顶部纸板,就可以在屏幕上看到手机的投影。
(4)对自制手机投影仪进行调试:
①为了投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择图乙中

②(科学论证)小丽同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小芳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由:
(5)(实验改进)设计改进:小硕和同学在使用时发现所设计的投影仪无法随意地改变像的大小,于是将手机固定在可以前后移动的纸板上,如图丙所示,这样手机在纸盒内就可以前后移动了。利用改进后的投影仪,为了让投在屏幕上的画面更大一些并清晰,应该如何调节?
【项目名称】自制手机投影仪。
【项目材料】凸透镜若干、纸板、胶水、剪刀等。
【项目设计】小硕和同学设计如图甲所示的方案将纸板制成了纸盒,将手机和凸透镜固定到纸盒内,请你确定一下凸透镜的位置应固定在
A
(填“A”或“B”)处。【项目实施】
(1)用剪刀裁剪纸板并用胶水固定,制作一个长50 cm、宽20 cm、高20 cm的纸盒。
(2)选择焦距合适的凸透镜,以下所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是
B
。根据合理的方法,小硕测出了三块凸透镜的焦距分别是10 cm、15 cm、20 cm。若手机和凸透镜相距20 cm,为了能在屏幕上得到清晰、放大的像,
可选择焦距为
15 cm
的凸透镜,将手机和选好的凸透镜固定在纸盒上。(3)最后,打开手机屏幕,盖上顶部纸板,就可以在屏幕上看到手机的投影。
(4)对自制手机投影仪进行调试:
①为了投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择图乙中
(b)
[填“(a)”或“(b)”]的放置方式。②(科学论证)小丽同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小芳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由:
小芳;因为光照在白墙上会发生漫反射,人在各个方向都能清晰观影
。(5)(实验改进)设计改进:小硕和同学在使用时发现所设计的投影仪无法随意地改变像的大小,于是将手机固定在可以前后移动的纸板上,如图丙所示,这样手机在纸盒内就可以前后移动了。利用改进后的投影仪,为了让投在屏幕上的画面更大一些并清晰,应该如何调节?
将纸盒远离屏幕,同时将手机靠近凸透镜
。答案
1.【项目设计】A 【项目实施】(2)B;15 cm (4)①(b) ②小芳;因为光照在白墙上会发生漫反射,人在各个方向都能清晰观影 (5)将纸盒远离屏幕,同时将手机靠近凸透镜
解析
【分析】
本题围绕自制手机投影仪考查凸透镜成像规律的应用,需结合投影仪的成像原理、焦距测量方法、像的调节等知识点逐步分析:
1. 项目设计:投影仪需将物体(手机)放在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,凸透镜靠近物体,因此确定凸透镜位置;
2. 焦距测量:利用太阳光测焦距需让凸透镜正对太阳光,会聚成最小最亮的光斑,据此选合理方法;结合凸透镜成放大实像的物距条件,计算符合要求的焦距;
3. 手机放置:投影仪成倒立实像,需倒放手机才能看到正立画面;
4. 屏幕选择:根据漫反射和镜面反射的特点,判断合适的屏幕;
5. 像的调节:依据凸透镜成像“物近像远像变大”的规律,确定调节方式。
【解析】
【项目设计】
投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像,此时物体(手机)需位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,凸透镜应靠近物体,故凸透镜固定在A处。
【项目实施】
(2) 测量凸透镜焦距时,需让凸透镜正对太阳光,使平行光会聚到最小最亮的光斑,该光斑到透镜的距离为焦距,因此最合理的是方法B;
已知物距u=20cm,要成放大实像,需满足f<u<2f,即f<20cm<2f,解得10cm<f<20cm,故选择焦距为15cm的凸透镜。
(4) ① 投影仪成倒立的实像,为了看到正立的投影画面,手机应倒放,故选(b);
② 赞成小芳的建议;理由:白墙表面粗糙,光照在白墙上会发生漫反射,能使各个方向的观众都能清晰看到投影;而光滑白板会发生镜面反射,仅特定方向能看到,观影效果差。
(5) 根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,要让画面更大且清晰,需减小物距(手机靠近凸透镜),同时增大像距(纸盒远离屏幕,即增大透镜到屏幕的距离)。
【答案】
A;B;15 cm;(b);小芳;因为光照在白墙上会发生漫反射,人在各个方向都能清晰观影;将纸盒远离屏幕,同时将手机靠近凸透镜
【知识点】
凸透镜成像规律;漫反射;投影仪的原理
【点评】
本题为项目化学习题型,紧密结合生活实际,考查凸透镜成像规律的应用、漫反射特点等知识点,注重理论与实践的结合,需要学生理解投影仪的工作原理并能灵活运用成像规律解决实际问题。
【难度系数】
0.5
本题围绕自制手机投影仪考查凸透镜成像规律的应用,需结合投影仪的成像原理、焦距测量方法、像的调节等知识点逐步分析:
1. 项目设计:投影仪需将物体(手机)放在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,凸透镜靠近物体,因此确定凸透镜位置;
2. 焦距测量:利用太阳光测焦距需让凸透镜正对太阳光,会聚成最小最亮的光斑,据此选合理方法;结合凸透镜成放大实像的物距条件,计算符合要求的焦距;
3. 手机放置:投影仪成倒立实像,需倒放手机才能看到正立画面;
4. 屏幕选择:根据漫反射和镜面反射的特点,判断合适的屏幕;
5. 像的调节:依据凸透镜成像“物近像远像变大”的规律,确定调节方式。
【解析】
【项目设计】
投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像,此时物体(手机)需位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,凸透镜应靠近物体,故凸透镜固定在A处。
【项目实施】
(2) 测量凸透镜焦距时,需让凸透镜正对太阳光,使平行光会聚到最小最亮的光斑,该光斑到透镜的距离为焦距,因此最合理的是方法B;
已知物距u=20cm,要成放大实像,需满足f<u<2f,即f<20cm<2f,解得10cm<f<20cm,故选择焦距为15cm的凸透镜。
(4) ① 投影仪成倒立的实像,为了看到正立的投影画面,手机应倒放,故选(b);
② 赞成小芳的建议;理由:白墙表面粗糙,光照在白墙上会发生漫反射,能使各个方向的观众都能清晰看到投影;而光滑白板会发生镜面反射,仅特定方向能看到,观影效果差。
(5) 根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,要让画面更大且清晰,需减小物距(手机靠近凸透镜),同时增大像距(纸盒远离屏幕,即增大透镜到屏幕的距离)。
【答案】
A;B;15 cm;(b);小芳;因为光照在白墙上会发生漫反射,人在各个方向都能清晰观影;将纸盒远离屏幕,同时将手机靠近凸透镜
【知识点】
凸透镜成像规律;漫反射;投影仪的原理
【点评】
本题为项目化学习题型,紧密结合生活实际,考查凸透镜成像规律的应用、漫反射特点等知识点,注重理论与实践的结合,需要学生理解投影仪的工作原理并能灵活运用成像规律解决实际问题。
【难度系数】
0.5
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