Question

14．生活中的許多光學儀器上都使用了凸透鏡，那么凸透鏡所成的像都有哪些特點呢？在物理課上，小樂做的同學們想通過實驗來探究“凸透鏡的成像規律”，
（1）進行實驗前，小樂挑選透鏡時，分別用焦距都是10cm的透鏡甲和透鏡乙看紙上的字．觀察到了如圖1所示的情景，你認為他應該選擇乙（選填“甲”或“乙”）透鏡來進行實驗．

（2）小樂選好透鏡后，將儀器安裝在光具座上，點燃蠟燭后，發現燭焰在光屏上所成的像如圖1所示太偏，這是因為他漏掉了一個操作步驟，這一步驟是調整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上．
（3）小樂組的同學們分工合作，一邊實驗擦uo做，一邊將數據和有關的現象記錄在表中，他們評估時，感覺其中第2次的實驗記錄是錯誤的．

實驗次數	物距u/cm	成像特點
1	30	倒立、縮小的實像
2	20	倒立、放大的實像
3	16	倒立、放大的實像
4	8	正立、放大的虛像

（4）在“探究凸透鏡成像規律”的實驗器材中，傳統的發光物體為燃燒的蠟燭，光屏為普通的白板．組里的小偉同學對它們進行了改進：他在有方格的白紙板上裝了6個發光二極管做發光物體，如圖2甲所示．又用這種有同樣大小方格的白紙板做光屏．如圖2乙所示，改進后，實驗器材，在探究成像特點時，最主要的優點和缺點分別是優點是穩定、更明亮；缺點發光二極管組成“T”型左右位置是否發生倒置不能體現出．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對光線有會聚作用，能成放大的虛像；凹透鏡對光線有發散作用，能成縮小的虛像；
（2）在探究“凸透鏡的成像規律”實驗時，先要把儀器安裝在光具座上，為保證像成在光屏中央，須調整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度；
（3）當u=2f時，凸透鏡成等大倒立的實像；
（4）在凸透鏡成像實驗中，所成的像越穩定、越明亮就越容易觀測，得出的結論更準確；在觀察所成的像的正倒時，要考慮上下、左右是否發生倒置；

解答 解：（1）甲所成的縮小的虛像，為凹透鏡；乙成的是放大的虛像，為凸透鏡；本題探究“凸透鏡的成像規律”；
（2）實驗中發現燭焰在光屏上所成的像太偏，表明凸透鏡、光屏、燭焰的中心不在同一高度；
（3）本題中所采用的凸透鏡的焦距為10cm，當u=20cm=2f時，應成倒立等大的實像；
（4）燭焰的形狀會受風的影響，并且燭焰和像的大小關系不容易確定，實驗中用發光二極管做光源，這樣成的像比較穩定，亮度比燭焰也強；但由于二極管做成“T”型，所成的像與物相比較，上下是否倒置容易觀察，但左右是否倒置不易觀察．
故答案為：（1）乙；（2）調整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度；（3）2；（4）優點是像更穩定、更明亮；缺點是發光二極管組成“T“型左右位置是否發生倒置不能體現出．

點評 此題是探究凸透鏡成像實驗，對實驗中出現問題的分析旨在考查實驗步驟的嚴密性，同時用發光二極管來代替蠟燭實驗，更具有優越性．