题目内容

14．小乐和小霞分别探究“平面镜成像特点”和“凸透镜成像规律”，实验装置图分别如图甲和图乙所示：
（1）如图甲所示，小乐在探究“平面镜成像特点”的实验中：
①无论怎样移动后面的蜡烛，都不能与前面蜡烛的像完全重合．原因是玻璃板没有与桌面垂直；
②实验中，小乐只进行了一次实验，就得到了“像与物到镜面距离相等”的结论，这样得出结论的做法不合理之处是实验次数太少，实验结论具有偶然性．
（2）如图乙所示，小霞在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
①所成的像在光屏上方，应向上方调整蜡烛，才能使成像在光屏中央．（填“上”或“下”）
②当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的倒立、等大的像
③当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，该成像规律在实际生活中的应用是投影仪（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
④当蜡烛到凸透镜的距离为12cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，此时观察像的大小，与②中所成像的大小相比变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
⑤当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时，为观察凸透镜成像特点，小霞应从图乙中凸透镜的右（选填“左”或“右”）侧进行观察．
（3）对于平面镜成像和凸透镜成像，从成“虚像”和“实像”的角度进行比较可知，平面镜能成虚像，凸透镜能成实或虚像．

分析 （1）①如果玻璃板没有放正，所成的像不在水平面上，所以无论怎样移动另一支蜡烛都不能与像重合；
②通过实验数据或实验现象总结实验结论时，要进行多次实验，使实验结论具有普遍性，避免偶然性；
（2）①要知道凸透镜成倒立的实像，要理解实像的含义，即像与物体的左右和上下都相反；
③凸透镜成像时，u=2f，成倒立、等大的实像．求出凸透镜的焦距．凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；
④凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大；
⑤凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧；
（3）根据平面镜和凸透镜成像的性质进行判断．

解答 解：（1）①平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，如果玻璃板没有与桌面垂直，蜡烛的像与蜡烛不在同一水平面上，所以，无论怎样移动后面的蜡烛，都不能与前面蜡烛的像完全重合．
②小乐只进行了一次实验，就得到了“像与物到镜面距离相等”的结论，不合理之处是：实验次数太少，实验结论具有偶然性．
（2）①光屏上的像偏高，说明蜡烛的位置偏低（即相对于凸透镜靠下），因此为使像能成在光屏的中央，可以向上移动蜡烛或向下移动凸透镜或向上移动光屏．
③当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的倒立、等大的像；
则物距u=20cm=2f，所以凸透镜的焦距为：f=10cm，
当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，2f＞u＞f，凸透镜成倒立、放大的实像，
该成像规律在实际生活中的应用是投影仪．
④当蜡烛到凸透镜的距离从15cm向12cm移动时，物距减小，像距增大，像变大．
⑤凸透镜的焦距为f=10cm，当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时，u＜f，成正立、放大的虚像，物和像在凸透镜的同侧，故眼睛在右侧透过凸透镜观察．
（3）平面镜成虚像；凸透镜能成实像，也能成虚像．
故答案为：
（1）①玻璃板没有与桌面垂直；
②实验次数太少，实验结论具有偶然性；
（2）①上；③投影仪；④变大；⑤右；
（3）虚；实或虚．

点评 （1）初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性．
（2）凸透镜成像的三种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，在凸透镜成像中都有广泛的应用．
（3）凸透镜成像时，物距等于像距，物距等于二倍焦距都是求凸透镜焦距的方法．

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