实验探究题 · 第5节 跨学科实践:制作望远镜

实验探究题中等
探物" 小组进行凸透镜成像规律的实验探究
题目配图
(1) 将光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图所示。
答案:无
(2) 小组进行实验探究。实验数据如表,分析表中数据可知:该凸透镜的焦距是 ______ cm;当凸透镜成实像时,随着物距减小,像距 ______(选填 "增大" 或 "减小"),像逐渐变 ______(选填 "大" 或 "小");(物高 h = 2.0 cm)
子题配图
答案:10.0; 增大;大
(3) 调节物距 u = 5.0 cm,移动光屏,始终无法得到清晰的像,原因是 ____________________。
答案:此时 u < f,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现
(4) 某项目化学习小组用该凸透镜、长方体纸盒、大小不同的两个纸筒(可套在一起)、半透明塑料膜、刻度尺、胶带、剪刀、割纸刀等制作简易照相机。 制作:根据凸透镜的焦距 f 裁剪两个纸筒 M、N,凸透镜安装在纸筒 N 的一端,M 正好套在 N 的外面,并能进行抽拉;纸盒的一面割出一个圆孔套进纸筒 M,纸盒的另一面裁出一个长方形孔,套上半透明塑料膜,如下图所示。半透明塑料膜到透镜光心的距离应在 ____________ 范围内调节。 使用:用简易照相机对着光具座上的 F 光源,调节纸筒 M、N 的距离,直至半透明塑料膜上成清晰的像。若要看到 F 光源放大的像,则应 ______(选填 "靠近" 或 "远离")F 光源,同时将纸筒 N ______(选填 "往前伸" 或 "往后缩")。
子题配图
答案:大于 10 cm 且小于 20 cm(即 f < v < 2f)  靠近;往前伸
答案:(1) 无;(2) 10.0; 增大;大;(3) 此时 u < f,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现;(4) 大于 10 cm 且小于 20 cm(即 f < v < 2f)  靠近;往前伸
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(2)① 由表格数据可知,当物距 u = 20.0 cm 时,像距 v = 20.0 cm,此时物距等于像距,说明物体位于凸透镜的二倍焦距处,因此焦距 f = u / 2 = 20.0 cm / 2 = 10.0 cm。 ② 分析实验数据可知,凸透镜成实像时遵循 "物近像远像变大" 的规律,即随着物距减小,像距逐渐变大,像也逐渐变大。 (3)已知 f = 10.0 cm,物距 u = 5.0 cm,此时 u < f,成正立、放大的虚像,而虚像不能成在光屏上,所以移动光屏始终无法得到清晰的像。 (4)① 照相机是根据 u > 2f 时成倒立、缩小实像的原理制成的,此时像距满足 f < v < 2f,因此半透明塑料膜到透镜光心的距离 v 可调节的范围是 10~20 cm。 ② 若要看到 F 光源放大的像,根据凸透镜成实像时 "物近像远像变大" 的规律,应靠近 F 光源(减小物距),同时将纸筒 N 往前伸(增大像距)。

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