Question

18．在探究“凸透镜成像的规律”实验中：
第1小组同学依次把点燃的蜡烛、透镜、光屏放在光具座上．但是，在实验中无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，请你帮他们找出二个可能的原因：
（1）烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度
（2）蜡烛到凸透镜距离小于或等于一倍焦距．
第1、2两个实验小组分别进行了若干次操作，并把实验数据准确记录在下面表格中．

	第1小组				第2小组
凸透镜焦距/c m	14	14	14	14	16	16	16	16
物体到凸透镜的距离/cm	20	30	40	60	20	30	40	60
像到凸透镜的距离/cm	47	26	22	18	80	37	27	22
像的正倒	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立

请分析以上数据，你能得到什么结论？（写出两条即可）
①物距大于焦距、成倒立的像时，物距越大，像距越小
②焦距一定、成倒立的像时，物距越大，像距越小．

Answer 1

分析 （1）光屏上得不到烛焰像的情况有三种：①成的像是虚像，虚像是不会成在光屏上的；②成实像，但由于烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，虽然成的是实像，但光屏上显示不出来；③不成像，当物体位于焦点上，即u=f时，此时不成像，所以光屏上也得不到烛焰的像．
（2）①在凸透镜焦距一定的且成实像的情况下，比较物距与像距；
②在成实像的情况下，比较物距相同时，透镜的焦距和像距关系．

解答 解：（1）物体此时距透镜的距离有可能恰好为一倍焦距，此时物体不成像．所以光屏上没有清晰的像．
物体此时距透镜的距离有可能小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像，由于虚像不是由实际光线会聚而成，所以光屏上也不会有清晰的像．
物体此时的距离即使大于一倍焦距，成实像，若蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上，此时光屏上也不会有清晰的像．故有以下三种可能：
①物体距透镜的距离为一倍焦距，物体不成像；
②物体距透镜的距离小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像；
③蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；
（2）分析以上数据可知，①在凸透镜焦距一定的且成实像的情况下，物体到凸透镜越远（近）像离凸透镜越近（远）；
②在成实像的情况下，物距相同时，透镜焦距越大，像离透镜越远．
故答案为：（1）烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度；
（2）蜡烛到凸透镜距离小于或等于一倍焦距；
①物距大于焦距、成倒立的像时，物距越大，像距越小；
②焦距一定、成倒立的像时，物距越大，像距越小；

点评 此题是探究凸透镜成像的规律，此题通过例举一些实验数据，让学生通过数据总结结论，考查了分析数据得出结论的能力．同时考查了实验中常出现的一种情况，即光屏上没有像，知道这可能是成虚像，或不能成像或光屏、凸透镜、烛焰的中心不在同一高度．