《2025年金学典同步解析与测评贵州人民出版社八年级物理上册人教版》

【典例 1】小敏利用如图 5.3 - 2 所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。

(1)如图 5.3 - 2 甲所示(图中刻度尺单位：cm)，平行光正对凸透镜照射，移动光屏直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，据此可知，该凸透镜的焦距 $ f = $10.0cm。
(2)在调节蜡烛、凸透镜和光屏的高度时，蜡烛需要(选填“需要”或“不需要”)点燃。组装实验装置时，为使像成在光屏中央，应该进行的操作是使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。
(3)调整实验装置后，如图 5.3 - 2 乙所示位置，此时光屏上清晰的像应该是倒立、放大(选填“放大”或“缩小”)的实像，成像特点与投影仪(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)成像特点相同。
(4)若将蜡烛移动到光具座 20 cm 处，则此时像距 $ v = $15.0cm。

答案：
(1)10.0
(2)需要 使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度
(3)放大 投影仪
(4)15.0
解析
(1)图 5.3 - 2 甲中，平行光经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光具有会聚作用，焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，所以焦距为 $ f = 40.0\ cm - 30.0\ cm = 10.0\ cm $。
(2)进行凸透镜成像实验时，烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，像才能呈现在光屏的中央位置，所以在调节蜡烛、凸透镜和光屏的高度时，蜡烛需要点燃。
(3)图乙中，物距等于 $ 50.0\ cm - 35.0\ cm = 15.0\ cm $，介于 1 倍焦距和 2 倍焦距之间，此时光屏上清晰的像应该是倒立、放大的实像。其成像特点与投影仪成像特点相同。
(4)图乙中，物距为 $ 15.0\ cm $，像距为 $ 80.0\ cm - 50.0\ cm = 30.0\ cm $。
若将蜡烛移动到光具座 20 cm 处，则此时物距为 $ 50.0\ cm - 20.0\ cm = 30.0\ cm $，
根据光路的可逆性可知，此时像距 $ v = 15.0\ cm $。
答案
(1)10.0
(2)需要 使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度
(3)放大 投影仪
(4)15.0