Question

1．同学们做“探究凸透镜成像的规律”的实验，请回答以下问题：

（1）要调整凸透镜、光屏和烛焰使它们的中心在同一高度，你认为下面几种调整方法最方便合理的是C．
A．眼睛平视，视线与光具座平行，利用“三点一线”把“三心”调整到同一高度；
B．用刻度尺一个一个的测量，可以很准确地控制“三心”在同一高度；
C．把蜡烛，透镜，光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开．
（2）一位同学点燃蜡烛，并调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，然后移动烛焰和光屏，光屏上却找不到烛焰的像．你认为产生这种现象的可能原因是什么？（写出两种可能的原因）①物距小于焦距，成虚像；②烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处．
（3）另一位同学用焦距为10cm的凸透镜做实验，测得了多组数据，其中一组数据如下表：
请分析该组的实验数据，总结凸透镜成像的规律：（写出一条规律即可）物体在大于2倍焦距处成倒立、缩小的实像．

试验次数	物体到凸透镜的距离u/cm	物体到凸透镜的距离v/cm	像的情况
			光屏上的像	放大或缩小	倒立或正立
1	35	14	成像	缩小	倒立
2	30	15	成像	缩小	倒立
3	25	17	成像	缩小	倒立
4	20	20	成像	等大	倒立
5	16	27	成像	放大	倒立
6	14	35	成像	放大	倒立
7	13	43	成像	放大	倒立
8	10		不成像
9	8	不能测量	承接不到，但眼睛能看到像	放大	正立

（4）若光屏适当远离凸透镜，当蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示的位置放置时，光屏上得到缩小（选填“放大”、“等大”或“缩小”）像，若光屏适当远离凸透镜，凸透镜和蜡烛不动，要想在光屏上得到清晰的像，可以在凸透镜前加一个凹透镜（选填“凸透镜”或“凹透镜”）．
（5）小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板作出光屏（如图乙），同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是D．
A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距．

Answer 1

分析 （1）掌握调整三心一线的方法，将蜡烛，透镜，光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开；
（2）在光屏上得不到像的原因：物距小于焦距成虚像；物距等于焦距，不成像；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处；
（3）探究凸透镜成像规律包括：物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质；一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同；物距逐渐减小时像距和像的变化规律等．
（4）当物距小于像距时，成倒立放大的实像；凸透镜成实像时，若物距变小，则像距变大，此时像成在光屏之前，要使像能成在原来的位置，应在凸透镜前加一凹透镜，近视镜是凹透镜．
（5）在凸透镜成像实验中，烛焰的形状会受风的影响，并且烛焰和像的大小关系不容易确定；实验中用发光二极管做光源，这样成的像比较稳定，并便于比较像与物体的大小；像和物到凸透镜的距离分别为像距和物距，若将凸透镜放在0刻线处，可以从光具座直接读出像距和物距的大小；测量焦距的方法：根据焦距的定义，让平行光照射凸透镜，会聚到焦点，由焦点到凸透镜的距离就是焦距；根据物距等于2f时成等大的实像，当实像和物相等时，此时像距、物距都等于2倍焦距．

解答 解：（1）在调整烛焰、光屏、凸透镜的中心在同一高度时，最好的方法是把蜡烛，透镜，光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开，C正确，AB操作比较麻烦，并且不准确；
（2）不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成虚像；可能是物距等于焦距，不成像；也可能是烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处；
（3）物体在大于2倍焦距处成倒立、缩小的实像；在l倍焦距和2倍焦距之间成倒立．放大的实像；在小于1倍焦距处成正立、放大的虚像．
（4）由图知，物距小于像距，所以成倒立放大的实像；若光屏远离凸透镜，像距会变大，要使像仍成在光屏上，需在凸透镜前放一凹透镜，这类似生活中的近视眼镜．
（5）A、发光二极管作为光源与烛焰相比，像更稳定，所以A正确，不符合题意；
B、用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小，B说法正确，不符合题意；
C、零刻度线刻在光具座标尺的中央，这样可以直接从光具座读出测出物距和像距，C说法正确，不符合题意；
D、若凸透镜的焦距未知，可调节物距及像距，当成等大的实像时，物距便等于2倍焦距，这样可以测出凸透镜的焦距，所以D说法错误，符合题意．
故选：D．
故答案为：（1）C；（2）物距小于焦距，成虚像；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处；（3）物体在大于2倍焦距处成倒立、缩小的实像；（4）缩小；凹透镜；（5）D．

点评 在做凸透镜成像实验时，首先要调节光源、透镜、光屏的中心在同一高度上，成像规律为：u＞2f，成倒立缩小的实像；u=2f，成倒立等大的实像；f＜u＜2f，成倒立放大的实像；u=f，不成像；u＜f，成正立放大的虚像．