Question

【題目】在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：

（1）小蘭實(shí)驗(yàn)時(shí)，蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上擺放的位置如圖所示，其中明顯需要調(diào)整_____的高度使像呈在光屏的中央，若測得凸透鏡的焦距f＝10cm，蠟燭和凸透鏡的位置不變，把光屏_____（選填“靠近凸透鏡的方向”或“遠(yuǎn)離凸透鏡的方向”）移動直到得到一個(gè)清晰的燭焰的像，所成像的特點(diǎn)是_____實(shí)像（請把像的性質(zhì)寫全面）。

（2）小蘭不小心用手指尖觸摸到了凸透鏡，這時(shí)_____（選填“會”或“不會”）在光屏上成指尖的像。小蘭將蠟燭放在1倍焦距內(nèi)，要想觀察到像，眼睛應(yīng)在_____側(cè)（選填“蠟燭”、“光屏”）。

（3）小蘭把凸透鏡換成焦距為5cm的，不改變蠟燭和凸透鏡的位置，應(yīng)將光屏向_____（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡的方向移動，才能使?fàn)T焰的像變得清晰，像的大小將變_____。

（4）如果要估測題（1）中凸透鏡的焦距，可以讓燭焰距離凸透鏡足夠_____（選填“遠(yuǎn)”、“近”），此時(shí)像距就近似等于焦距。運(yùn)用這種方法測出來的焦距與實(shí)際相比_____（偏大\等于\偏�。�。

（5）小蘭根據(jù)如圖甲知道平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線會聚于焦點(diǎn)，愛動腦的小蘭突然想到：如果象如圖乙一樣，把可看做點(diǎn)光源的小燈泡放在凸透鏡的焦點(diǎn)處，光源射向凸透鏡的光經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線是否與主光軸平行？于是他按照如圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將光屏放在凸透鏡的左側(cè)，看到了一個(gè)與透鏡大小相同的光斑。據(jù)此小華得出結(jié)論：由焦點(diǎn)發(fā)出的光線，經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線與主光軸平行。

小華興奮地將實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論匯報(bào)給老師，老師卻說這樣實(shí)驗(yàn)不能得到結(jié)論，實(shí)驗(yàn)還需要改進(jìn)。請你說出不能得到結(jié)論的理由以及改進(jìn)措施。理由：_____；改進(jìn)措施：_____。

Answer 1

【答案】光屏 靠近凸透鏡的方向 倒立縮小 不會 光屏 靠近 變小 遠(yuǎn) 偏大 理由：光線有可能先會聚（相交）再延長至光屏，也可能得到與透鏡大小相等的光斑；也可畫圖說明 改進(jìn)措施：應(yīng)左右移動光屏，觀察光斑大小是否改變

【解析】

（1）在實(shí)驗(yàn)中，為了使像成在光屏的中央，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；要掌握凸透鏡成像的規(guī)律，知道當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像，像的位置在1倍焦距和2倍焦距之間。

（2）u＜f，成正立的虛像，此時(shí)物像同側(cè)。

（3）成實(shí)像時(shí)“物遠(yuǎn)像近像變小，物近像遠(yuǎn)像變大”。

（4）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近像變小，，當(dāng)物距很大時(shí)，像距非�？拷�焦點(diǎn)。

（5）將一小燈泡放在焦點(diǎn)處，然后用光屏承接折射光線形成的光斑，通過光屏位置的改變判斷折射光線的特點(diǎn)。

（1）為了使像成在光屏的中央，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度。由圖示可知，光屏的位置偏上，因此需要調(diào)整光屏的高度。

此時(shí)物距大于20cm，已知凸透鏡的焦距為10cm，因此物距大于二倍焦距，所以物體通過凸透鏡成倒立的縮小的實(shí)像，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，此時(shí)光屏到透鏡的距離大于2倍焦距，故應(yīng)把光屏靠近凸透鏡的方向移動直到得到一個(gè)清晰的燭焰的像。

（2）u＜f，成正立的虛像，不能用光屏承接，因此小蘭不小心用手指尖觸摸到了凸透鏡,這時(shí)不會在光屏上成指尖的像。

小蘭將蠟燭放在1倍焦距內(nèi)，此時(shí)成正立放大的像，物像同側(cè)。要想觀察到像，眼睛應(yīng)在光屏這一側(cè)。

（3）當(dāng)改用焦距為5cm的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不改變蠟燭和凸透鏡的位置，則相當(dāng)于增大了物距，根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近像變小可知，要在光屏上成清晰的像，光屏應(yīng)靠近透鏡移動，像變小，即此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像。

（4）根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近，因此如果要估測題（1）中凸透鏡的焦距，可以讓燭焰距離凸透鏡足夠遠(yuǎn)，此時(shí)像距就近似等于焦距。因?yàn)橄窬嗌源笥诮咕�，所以運(yùn)用這種方法測出來的焦距與實(shí)際相比偏大。

（5）根據(jù)小華的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：由焦點(diǎn)發(fā)出的光線，經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線與主光軸平行，這樣實(shí)驗(yàn)不能得到結(jié)論。

因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中光線有可能先會聚（相交）再延長至光屏，也可能得到與透鏡大小相等的光斑；因此應(yīng)左右移動光屏，觀察光斑大小是否改變，然后得到結(jié)論。