Question

“探究凸透鏡成像規律”的實驗
【測量凸透鏡的焦距】
將凸透鏡正對太陽光，在透鏡的另一側移動光屏，在距透鏡10cm處，屏上呈現出最小最亮的光斑，則此凸透鏡的焦距約是        cm。
【評估實驗方案】
方案甲：分別把點燃的蠟燭放在一倍焦距?和二倍焦距2?處，調整光屏到凸透鏡的距離，觀察并記錄在屏上能否成像以及所成像的特點，分析總結得出凸透鏡成像規律。
方案乙：除甲中的做法外，還應該將蠟燭放在大于2?的某一位置，大于?小于2?的某一位置，觀察并記錄對應的成像情況，才能總結出凸透鏡的成像規律。
方案丙：把點燃的蠟燭從距凸透鏡較遠的位置逐漸移近，通過不斷調整光屏到凸透鏡的距離，觀察并記錄在屏上能否成像，以及成像的特點，包括觀察所成像隨蠟燭位置變化而變化的趨勢，尤其是在?和2?處所成像的情況，總結得出凸透鏡成像的規律。
方案丁：與丙不同的是，將蠟燭從靠近凸透鏡的位置逐漸遠離，其他步驟相同。
以上四種方案中，哪些是科學合理的：           （甲/乙/丙/丁）
【解決實驗中的問題】
（1）小莉同學做實驗時，發現燭焰在光屏上的像偏高，如圖所示，若要使燭焰成像在光屏中心，只調節光屏，應將光屏向       （上/下）調節。

（2）小麗同學在做實驗時，發現無論怎樣調節光屏的位置，都不能在光屏上呈現清晰的像。請你寫出一種可能的原因：                                                       。

Answer 1

10  丙丁   上   蠟燭在焦距以內

試題分析：首先根據凸透鏡焦點和焦距的定義得出凸透鏡的焦距．平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點的凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距．探究凸透鏡成像規律包括：物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時凸透鏡成像的性質；一倍焦距、二倍焦距兩側各有什么不同；物距逐漸減小時像距和像的變化規律等．探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．成虛像時，在光屏上也找不到像。
（1）凸透鏡正對太陽光，是平行于主光軸的光線，經凸透鏡折射后得到最小最亮的光斑，這點是凸透鏡的焦點．焦點距光心10cm，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）甲方案只探究了一倍焦距f和二倍焦距2f處，像的性質，不全面，不合理．
乙只是探究了大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，探究不全面，并且在一個范圍內只測了一個位置，實驗結論很具有偶然性，不合理．
丙方案探究物距逐漸減小時物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時凸透鏡成像的性質；一倍焦距、二倍焦距兩側各有什么不同；物距逐漸減小時像距和像的變化規律等．探究比較全面，科學合理．
丁方案探究物距逐漸增大時物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時凸透鏡成像的性質；一倍焦距、二倍焦距兩側各有什么不同；物距逐漸減小時像距和像的變化規律等．探究比較全面，科學合理．
（3）蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心，如圖光屏的位置偏低，使光屏上移．
（4）成虛像時，在光屏上也找不到像。