Question

9．小雨同学利用图甲所示的装置探究凸透镜成像特点．

（1）他首先在光具座上50cm刻度线处竖直放置一块薄玻璃板，两支完全相同的蜡烛A、B分别放在光具座上如图甲所示的位置，当点燃A蜡烛时，A蜡烛的像与B蜡烛完全重合，于是他得到的结论是：
①平面镜所成的像和物体大小相等；②像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等．
（2）小雨得出结论的过程中存在的问题是一次实验具有偶然性．
（3）在解决了上面的问题后，小雨又想探究凸透镜成像的规律，他在不改变各元件的位置的情况下，将薄玻璃板和B蜡烛分别换成凸透镜和光屏，恰好在光屏上得到倒立、等大的像，则他们所用的凸透镜的焦距为15cm，若成像情况如图乙所示，小雨应向下调整凸透镜，使像成在光屏的中央．
（4）调整好后，小雨在光具座上0～20cm刻度范围内连续几次改变A蜡烛的位置，发现光屏上承接到的像都是倒立（填“正立”或“倒立”）的．

Answer 1

分析 （1）根据题目提供信息，结合平面镜成像的特点分析回答；
（2）实验中为了得出普遍规律，应该改变物距进行多次实验；
（3）凸透镜成实像时，当物距等于2倍焦距，在光屏上得到倒立等大的实像；
烛焰在光屏上的像偏高，因为凸透镜成倒立的实像，所以是因为烛焰相对于凸透镜靠下，因此为使像能成在光屏的中央，可以向上移动烛焰或向下移动凸透镜，或向上移动光屏．
（4）物距u＞2f，成的像都是倒立缩小的实像．

解答 解：
（1）由图知，蜡烛A、B到薄玻璃板的距离相等，可得结论：像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等；A蜡烛的像与B蜡烛完全重合，可得结论：平面镜所成的像和物体大小相等；
（2）小雨只做了一次实验，得出的结论具有偶然性；应该改变物距，多做几次实验，得出普遍规律．
（3）当u=2f时，在光屏上得到倒立等大的实像；所以焦距f=$\frac{1}{2}$u=$\frac{1}{2}$×30cm=15cm；
烛焰在光屏上的像偏高，因为凸透镜成倒立的实像，所以是因为烛焰相对于凸透镜靠下，因此为使像能成在光屏的中央，可以向上移动烛焰或向下移动凸透镜，或向上移动光屏．
（4）小雨在光具座上0～20cm刻度范围内改变A蜡烛的位置，物距u＞2f，成的像都是倒立缩小的实像，选填倒立．
故答案为：（1）相等；相等；
（2）一次实验具有偶然性；
（3）15；凸透镜；
（4）倒立．

点评 本题为探究平面镜成像的特点和凸透镜成像特点的实验，记住凸透镜成像的规律是关键．