Question

1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，各组使用相同焦距的凸透镜进行实验．

【设计实验与进行实验】
（1）实验器材：刻度尺、蜡烛、凸透镜、光屏；
（2）如图甲，此时光屏上可以得到一个又小又亮的光斑，则凸透镜的焦距f=10 cm；
（3）如图乙，从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，并调整蜡烛和光屏的位置，使它的中心位于凸透镜的主光轴，这样像可以成在光屏中央．
（4）不断改变蜡烛与凸透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的数据如表：

实验序号	物体到凸透镜的距离/m	光屏上的像到凸透镜的距离/m
1	40	13.3
2	30	15
3	20	20
4	15	30
5	10	光屏上没有像
6	8	光屏上没有像

【分析与论证】
（1）当凸透镜成实像时，物距减小，像距增大（增大/减小）．
（2）如图丙，光屏应移至BC区域才能找到清晰的像．
（3）表格中第6次实验成像规律与生活中放大镜的原理相同．
【评估】
（1）根据成像规律，由第3次实验数据和现象也可以求出凸透镜的焦距，为什么与甲图中测量的结束不一样呢？下列分析不正确的是A
A．一个凸透镜可能有两个不同的焦距
B．可能是甲图实验中光屏上不是最小最亮的光斑
C．可能是表格中第3次实验中光屏上不是最清晰的像
（2）确定物距后，如何才能找到最清晰的像呢？下列最合理的是B
A．把光屏朝一个方向移动，一直到看到最清晰的像为止
B．把光屏朝一个方向移动，在将到看到最清晰的像时，来回移动光屏，一直到看到最清晰的像为止
（3）小明猜想光屏上像的亮度可能与透镜的面积有关，在不增加透镜的情况下，请简述方案探究方案：①使烛焰发出的光直接照射到凸透镜上，观察光屏上所成像的亮度；②用纸板遮住凸透镜上半部分，观察光屏上所成像的亮度．

Answer 1

分析 【设计实验与进行实验】
（2）平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点．由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离；
（3）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．
【分析与论证】
（1）根据物距变化引起像距的变化进行分析；
（2）物体在一倍焦距与二倍焦距之间时，通过凸透镜成倒立放大的实像，像在二倍焦距以外；
（3）物体在焦点以内时，通过凸透镜成正立放大的虚像，放大镜就是利用此规律工作的；
【评估】
（1）一个凸透镜有左右两个焦点，但只有一个焦距；测量不可避免地存在误差；
（2）像到凸透镜的距离叫像距，在物距一定时，像距也是一定的，此时物体通过凸透镜所成的像最清晰；
（3）用纸板遮住凸透镜的不同面积，观察所成像的亮度是否变化、如何变化．

解答 解：
【设计实验与进行实验】
（2）凸透镜正对平行光，屏上呈现出最小最亮的光斑，此光斑便为焦点，焦点到凸透镜光心的距离为焦距．所以此凸透镜的焦距为：f=40cm-30cm=10cm． 
（3）实验前，应调整蜡烛、凸透镜、光屏，三者中心在同一条直线上，即凸透镜的主光轴上，此时三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．
【分析与论证】
（1）比较实验序号1、2、3、4可以看出，随着物距的减小，光屏上的像到凸透镜的距离--像距逐渐增大，所以成像规律为物距减小，像距增大；
（2）已知凸透镜焦距为10cm，此时2f＞u＞f，所以v＞2f，也就是光屏在50cm以外，也就是B或C区域，才能得到清晰的实像；
（3）已知凸透镜的焦距是10cm，所以物体在u=8cm时，成正立放大的虚像，也就是第6次实验成像规律与生活中放大镜的原理相同；
【评估】
（1）A、一个凸透镜对光线的折射程度是确定的，也就是一个凸透镜有左右两个焦点，但只有一个焦距．故A不正确；
B、甲图实验中光屏上不是最小最亮的光斑，造成焦距测量存在较大误差，所以测量值与计算值存在较大差别．故B正确；
C、表格3中，光屏上得到的不是最小最清晰的像，造成像距测量存在较大误差，所以测量值与计算值存在较大差别．故C正确．故选A；
（2）物距确定时，向一个方向调整光屏，当在光屏上得到物体的像时，前后移动光屏，直到所成的实像最清晰．故选B；
（3）①使烛焰发出的光直接照射到凸透镜上，观察光屏上所成像的亮度；②用纸板遮住凸透镜上半部分，观察光屏上所成像的亮度．
故答案为：
【设计实验与进行实验】（2）10；（3）主光轴；
【分析与论证】（1）增大；（2）BC；（3）6；
【评估】（1）A；（2）B；（3））①使烛焰发出的光直接照射到凸透镜上，观察光屏上所成像的亮度；②用纸板遮住凸透镜上半部分，观察光屏上所成像的亮度．

点评 此题是探究凸透镜成像规律的实验过程，包括实验操作和分析论证及对实验过程的评估．只要实际参与实验，规范操作，认真分析，就能正确解答此题．