Question

18．小明用圖甲所示的裝置測出凸透鏡的焦距，并“探究凸透鏡成像規(guī)律”，當(dāng)蠟燭、透鏡、光屏位置如圖乙時，在光屏上可成清晰的像．

（1）由圖可知，凸透鏡對光線具有會聚作用，測量凸透鏡的焦距如圖甲所示，則該凸透鏡的焦距為10cm．
（2）將蠟燭、透鏡、光屏如圖乙放置在光具上，點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)燭焰，凸透鏡、光屏的中心大致在同一水平高度上．其目的是使像成在光屏的中央．
（3）將燭焰距凸透鏡如圖所示位置時，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的倒立、放大的實像．若將光屏和蠟燭的位置互換，此時光屏上成一個倒立的、縮小的實像．
（4）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因物距小于f，成虛像（或燭焰、凸透鏡、光屏中心不在同一高度）．
（5）小明在探究物距在一倍焦距和二倍焦距之間凸透鏡成像規(guī)律時，做了三次實驗和做一次實驗相比，三次實驗的好處是使結(jié)論具有普遍性．
（6）完成凸透鏡成像規(guī)律

物距u與焦距v的關(guān)系	像的性質(zhì)			像距v與焦距f的關(guān)系
	正立或倒立	縮小或放大	實像或虛像
u＞2f	倒立	縮小	實像
u=f	倒立	等大		u=2f
f＜u＜2f	倒立		實像
u＜f		放大		像和物在透鏡同側(cè)

Answer 1

分析 （1）圖示的是利用平行光聚焦法來測量凸透鏡的焦距，焦點到凸透鏡光心的距離即為焦距．
（2）要解決此題，需要知道在實驗中，為使像能成在光屏的中心，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度．
（3）物距處于f和2f之間，凸透鏡成倒立放大的實像；
物距大于2f，凸透鏡成倒立縮小的實像；
（4）探究凸透鏡成像的實驗時，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；
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；
物體在焦點上，不能成像；
（5）在物理實驗中，為了使實驗結(jié)果更具有可信度，防止實驗結(jié)論的片面性，通常要多做幾次．
（6）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律填寫所缺內(nèi)容．

解答 解：（1）焦點到凸透鏡的距離為10cm，所以凸透鏡的焦距為10cm．
（2）如圖所示，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上．點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度．其目的是使像成在光屏的中央．
（3）由圖知，物距為12cm，處于f和2f之間，凸透鏡成倒立放大的實像；
根據(jù)光路的可逆性，若將光屏和蠟燭的位置互換，在光屏上仍能成像，此時物距為25cm，大于2f，凸透鏡成倒立縮小的實像；
（4）無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．也可能是燭焰凸透鏡光屏三者中心嚴(yán)重不在同一高度，像無法成在光屏上，或使?fàn)T焰在焦點上，不能成像．
（5）小明在探究物距在一倍焦距和二倍焦距之間凸透鏡成像的規(guī)律時，做了三次實驗．這樣使實驗結(jié)論更具有可信度，消除實驗結(jié)論的片面性．
（6）當(dāng)物距大于2f時，成倒立縮小的實像，像距處于f和2f之間；
當(dāng)物距等于2f時，成倒立等大的實像，像距等于2f；
當(dāng)物距處于f和2f之間時，凸透鏡成倒立放大的實像，像距大于2f；
當(dāng)物距小于f時，凸透鏡成正立放大的虛像．
故答案為：（1）會聚；10；（2）同一水平高度；光屏的中央；（3）放大；縮�。唬�4）物距小于f，成虛像（或燭焰、凸透鏡、光屏中心不在同一高度）；（5）使結(jié)論具有普遍性；（6）

物距u與焦距v的關(guān)系	像的性質(zhì)			像距v與焦距f的關(guān)系
	正立或倒立	縮小或放大	實像或虛像
u＞2f	倒立	縮小	實像	f＜u＜2f
u=f	倒立	等大	實像	u=2f
f＜u＜2f	倒立	放大	實像	u＞2f
u＜f	正立	放大	虛像	像和物在透鏡同側(cè)

點評 此題是探究凸透鏡成像的實驗，主要考查了學(xué)生對實驗操作的要求及對凸透鏡成像規(guī)律的掌握．一定要注意實驗前的調(diào)整工作．凸透鏡、光屏的面應(yīng)與光具座的軌道垂直；為使像成在光屏的中央，應(yīng)使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處；為使實驗結(jié)論具有普遍性，對同一種情況應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù)．