Question

小明通過實驗探究凸透鏡成像的規律，使用的器材有蠟燭、光屏、刻度尺、火柴、凸透鏡和光具座．
（1）在探究“凸透鏡成像規律”時，提出的探究問題應該是______．
A．凸透鏡對光是否有會聚作用
B．凸透鏡對光是否有發散作用
C．像的虛實、大小、正倒跟物距有什么關系
D．凸透鏡是否能成像
（2）在探究前，小明同學將凸透鏡對著太陽光，把透鏡逐漸向白紙移動，直到太陽光在白紙上會聚到一點（圖1），這一操作的目的：______；
（3）實驗中，要通過調節使透鏡光心、蠟燭焰心及光屏中心三者在______；
（4）小明測得凸透鏡的焦距為8cm，然后將蠟燭、凸透鏡和光屏放入光具座中進行實驗．其中一次實驗情景如圖2所示，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的倒立______（選填“放大或縮小”）的實像．
（5）另一實驗小組的同學在探究凸透鏡成像特點時，無論怎樣移動光屏都無法在光屏上得到火焰的像．請你幫他們分析一下其可能的原因：（寫出兩種）
a：______；b：______．
 

Answer 1

【答案】分析：（1）探究凸透鏡成像實驗中探究凸透鏡成像時，當物距和焦距有不同關系時，像的虛實、倒正、大小情況．
（2）首先確定凸透鏡的焦點，然后求出凸透鏡的焦距．
（3）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（4）根據物距和焦距的關系，判斷凸透鏡的成像情況．
（5）若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；有可能物體在焦點上，不能成像．
解答：解：（1）凸透鏡成像實驗中，探究當物距和焦距有不同關系時，像的虛實、倒正、大小情況．所以要提出的探究問題時：像的虛實、大小、正倒跟物距有什么關系．
（2）凸透鏡正對太陽光時，太陽光平行于主光軸，經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以這樣是為了確定凸透鏡焦距的大小．
（3）蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（4）凸透鏡的焦距是8cm，物距為u=62cm-50cm=12cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．
（5）探究凸透鏡成像特點時，無論怎樣移動光屏都無法在光屏上得到火焰的像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上．
有可能物體在焦點上，不能成像．
故答案為：（1）C；
（2）測出凸透鏡的焦距；
（3）同一高度；
（4）放大；
（5）a：燭焰在凸透鏡的焦點上；b：燭焰在凸透鏡的一倍焦距以內（答案不唯一）．
點評：（1）陽光測焦距是比較常用的方法，一定要熟練掌握．
（2）根據物距和焦距、像距和焦距，能判斷凸透鏡的成像情況：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f．
u=2f，成倒立、等大的實像，v=2f．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虛像．
（3）根據物距和像距的關系也能判斷凸透鏡的成像情況：
凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像；物距等于像距時，成倒立等大的實像；物距小于像距時，成倒立放大的實像．