小明在“探究凸透鏡成像規律”實驗中,用裝有6個發光二極管的有方格的白紙板做發光物體,如圖甲所示.又用這種有同樣大小方格的白紙板做光屏.將發光物體、凸透鏡和光屏組裝到光具座上并調整好.
(1)當發光物體在a點時,如圖乙所示,在光屏上成的像如圖丙所示.則光屏上的像是倒立、________的實像.將發光物體由a點移動到b點,要想找到像的位置,應移動光屏,直到________為止.
(2)用這種發光物體和光屏做實驗,最主要的一條優點是:________
(3)如圖乙所示,當發光物體在a點時,物與像之間的距離為S1,當發光物體在b點時,物與像之間的距離為S2,則S1________S2(選填“>”、“=”或“<”).
(4)小明探究完凸透鏡成像規律后,接著又做了一個觀察實驗.發光體位置不變,取下光屏,當眼睛在原光屏處會看到發光體的像嗎?________,眼睛靠近凸透鏡,是否能看到像?________.眼睛從原光屏位置遠離凸透鏡,是否能看到像?________.(填“能看到”或是“不能看到”)
解:(1)由丙和甲比較可知,凸透鏡成的是倒立、縮小的實像.
將發光物體由a點移動到b點,要想找到像的位置,應移動光屏,直到得到清晰的像為止.
故答案為:縮??;光屏上的像清晰.
(2)這種發光體的亮度大,成的像更清晰,同時其形狀規則,利用方格紙更容易比較像與物的大小.
故答案為:便于比較像與物的大小.
(3)由圖知:物體成的是倒立縮小的實像,那么物距大于二倍焦距,而像距在一倍焦距和二倍焦距之間.
此時,當物距不斷增大時,像距會無限的靠近一倍焦距,但永遠達不到一倍焦距處,因此物體向左移動的幅度要大于像向左移動的幅度;所以,當發光物體放置在b點時,物像之間的距離會相應的增大;
故答案為:<.
(4)因為看到的像是倒立的,所以是實像,成像點在凸透鏡的右側;發光物體發出的光線經凸透鏡折射后是會聚的,經過成像點后是發散的.所以眼睛必須在成像點以外的光線發散區域才能看到這個像.所以當眼睛在原光屏處不能看到發光體的像,眼睛靠近凸透鏡也不能看到像,當眼睛從原光屏位置遠離凸透鏡,能看到像.
故答案為:不能看到;不能看到;能看到.
(1)要解決此題,要根據像在方格紙上所占格的大小來比較像與物體的大小關系.要得到像的位置,必須調節光屏使像最清晰為止.
(2)要解決此題,需要將發光二極管與燭焰比較,找出其優點.發光二極管的亮度更大,更容易觀察其像.同時其形狀規則,利用方格紙,更容易比較像與物的大小.
(3)要解決此題,需要掌握凸透鏡成像的規律.知道物體成倒立縮小的實像時,物距大于二倍焦距,而像距在一倍焦距和二倍焦距之間;且物距增大時,像距無限靠近一倍焦距.
(4)要解決此題,需要掌握實像的概念.知道實像是實際光線會聚成的.要知道在像點之前光線還未會聚成像.
點評:本題中所提供的實驗裝置較為新穎,很值得推廣和借鑒.這是一個有一定創新性的裝置,利用這一裝置更容易比較像與物體的大小、倒正的關系.本題考查的知識都非常簡單,是有關凸透鏡成像的基本原理,是我們應該重點掌握的.