Question

3．A：小强用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成实像的规律．
（1）探究前，小强让一束平行于透镜主轴的光射向凸透镜．在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，由图1可知，凸透镜对光有会聚作用，该凸透镜的焦距是10cm．
（2）探究时，小强依次改变蜡烛的位置，移动光屏找到清晰的像，记录了下表所示的数据．

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
物距/cm	50	40	35	30	25	20	15
像距/cm	12.5	13.3	14	15	16.7	20	30

由上表可知，第3次实验中，凸透镜所成的像为倒立、缩小的实像，第7次成的像比第6次成的像大（选填“大”或“小”）．实验进行一段时间后蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍在光屏中心，应将光屏向下移动．
（3）探究后，小强总结了凸透镜成实像的规律．图2中，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，小强正确判断出了这是倒立、放大的实像；如果保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动中间的凸透镜可使光屏上再次出现一个清晰的像，则应向右移动凸透镜．
B：为了探究光的反射定律，小明准备了一块平面镜、一块画有ON的平整白色硬纸板、直尺、量角器及铅笔，计划组装成如图3所示的装置进行实验．
（1）这个实验还需要的一个重要器材是激光笔；
（2）在实验中白色硬纸板能显示反射光线和入射光线，也能方便地测量反射角和入射角；
（3）如果纸板与平面镜不垂直，入射光沿纸板照射后将会出现的现象是在纸板上看不到反射光线．
（4）实验过程中你是如何验证入射光线、反射光线、法线在同一平面上？将纸板向后折，在纸板上不能看到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线是在同一平面内的．．

Answer 1

分析 A：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点．焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．
（2）根据物距和焦距、像距和焦距判断凸透镜成像情况：u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f．凸透镜成实像时，物近像远像变大．
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，像才能呈在光屏的中心．
（3）凸透镜成实像时，根据物距和像距的关系，能判断凸透镜的成像情况：
物距大于像距，成倒立、缩小的实像；
物距等于像距，成倒立、等大的实像；
物距小于像距，成倒立、放大的实像．
B：（1）根据实验目的确定这个实验还需要的一个重要器材．
（2）白色物体可以反射所有的光，实验中用白色硬纸板可以显示光路，也能方便地测量反射角和入射角的大小；
（3）根据反射光线、入射光线、法线在同一平面内进行分析；
（4）根据是否能看到光线可以探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内．

解答 解：
A：（1）让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，说明凸透镜对光有会聚作用；
由图1可知：焦点到光心的距离是40cm-30cm=10cm，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）由上表可知，第3次实验中，u＞2f，故凸透镜所成的像为倒立、缩小的实像，
由凸透镜成像规律可知，第7次成的像是倒立放大的实像，第6次成的像是倒立等大的实像，所以第7次成的像比第6次成的像大；
实验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，所以成的像将靠近光屏的上方，所以应向下移动透镜，或向上移动光屏．
（3）如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像；当蜡烛和光屏的位置不变时，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，可以向右移动凸透镜，物距等于像距，成倒立、等大的实像；物距大于像距，成倒立、缩小的实像．
B：（1）因为实验是为了验证光的反射定律，所以必须有光源，例如激光笔；
（2）由于白色物体可以反射所有的色光，所以在实验中白色硬纸板能显示光路，即反射光线和入射光线，也能方便地测量反射角和入射角；
（3）由于反射光线、入射光线、法线在同一平面内，若纸板与平面镜不垂直，入射光沿纸板照射后将不能在硬纸板上看到反射光线．
（4）如图所示的操作，将纸板向后折，在纸板上不能看到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线是在同一平面内的．
故答案为：
A：（1）会聚；10；（2）缩小；大；下；（3）放大；右．
B：（1）激光笔；（2）反射光线和入射光线；反射角和入射角；（3）在纸板上看不到反射光线；（4）将纸板向后折，在纸板上不能看到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线是在同一平面内的．

点评 （1）根据物距和焦距、像距和焦距的关系判断凸透镜成像的情况，根据物距和像距的关系也能判断凸透镜的成像情况．
（2）此题是探究光的反射定律．要熟记光的反射定律的内容，并且要搞清每一个相对内容的得出，特别是反射光线、入射光线、法线的关系，要掌握实验的目的和操作方法及结论．