解题思路:(1)根据凸透镜焦点和焦距的定义,判断凸透镜的焦距.(2)根据凸透镜成像的三种情况进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f.2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f.u<f,成正立、放大的虚像.(3)根据过光心不改变方向,判断蜡烛的移动方向.(4)物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像.当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像.(5)凸透镜成虚像时,物像在凸透镜的同侧,要从光屏一侧观察物体的像.(6)要解决此题,需要分析二极管与烛焰的区别:二极管比烛焰的亮度更大,并且形状更特别,在研究时更容易理解倒立实像的含义.并且二极管发光比较环保安全.蜡烛在燃烧时会消耗而变短,同时遇到风会晃动.
(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这个最小最亮的点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距.所以凸透镜的焦距是10cm.
(2)如图A,看到倒立、放大的实像,所以眼睛和凸透镜之间的距离在一倍焦距和二倍焦距之间,所以物距大于10cm小于20cm.
如图B,看到正立、放大的虚像,所以眼睛和凸透镜之间的距离在一倍焦距以内,所以物距小于10cm.
(3)根据过光心不改变方向,图中蜡烛的像成在光屏的下方,要使像成在光屏的中央位置,蜡烛向下移动.
(4)遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗.所以像还是完整的.
(5)凸透镜成虚像时,物像在凸透镜的同侧,所以要从光屏一侧观察物体,才能看到正立、放大的虚像.
(6)发光二极管比烛焰的亮度更大、更环保,更容易看出倒立实像不仅是上下相反、而且是左右相反.
同时蜡烛燃烧有火焰,不如发光二极管安全.
火焰在有风的时候会晃动,同时蜡烛会越烧越短,而二极管不会.
因此,优点很多,如:可以增加物体的亮度,使成像更清晰;便于观察凸透镜成像的性质;所成的像不会晃动,更加稳定;跟燃烧蜡烛相比,LED发光体更安全、环保….
故答案为:(1)10;(2)B;A;(3)下;(4)完整;(5)光屏;(6)可以增加物体的亮度,使成像更清晰.
点评:
本题考点: 凸透镜成像规律及其探究实验.
考点点评: 此题是探究凸透镜成像的规律实验,与以往不同,换用了二极管做光源,在分析时要注意找到二极管比烛焰优越的地方.