Question

小明用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規律”的實驗．
（1）在表格的空缺處填上像的性質

序號	焦距/cm	物距/cm	像距/cm	像的性質
1	10	35	14	倒立、縮小、實像
2	10	30	15	倒立、縮小、實像
3	10	25	16.7
4	15	35	26.3	倒立、縮小、實像
5	15	30	30	倒立、等大、實像
6	15	25	37.5

（2）如圖甲所示，要使像能夠成在光屏的中央，應將光屏向______調整（選填“上”或“下”）；
（3）接著使燭焰向左移動5cm，此時應該將光屏向______移到某一位置（選填“左”或“右”），
才能在光屏上成清晰的像．
（4）在上一步實驗獲得清晰的像后，小明取了一副近視眼鏡放在凸透鏡前（如圖乙所示），
觀察到光屏上的像變模糊了，此時要使光屏上成清晰的像，應該將光屏向______移（選
填“左”或“右”）．
（5）對于焦距相同的凸透鏡，一個物距應該對應唯一的像距，但從各組匯報數據中發現，物距均為12.00cm時，有三個小組所測像距分別為23.00cm，24.00cm，23.50cm．你認為出現這種情況的原因可能是______（寫出一種即可）．
（6）實驗表明：物體通過凸透鏡成像的性質與凸透鏡的焦距有關，并且還隨著物距的改變而改變．當蠟燭移到距透鏡一定距離范圍內時，無論怎樣移動光屏，在光屏上只能看到如圖丙所示的一個大小變化的圓形光斑，結合（1）中的表格分析，在物距不變的情況下若要在光屏上呈現燭焰的像．你認為接下來應如何操作？______（選填“換用一個焦距更大的凸透鏡并適當移動光屏的位置”、“換用一個焦距更小的凸透鏡并適當移動光屏位置”）．

Answer 1

解：（1）由表中數據可知：f=10cm，物距為25cm，即u＞2f時，所成的像是倒立縮小的實像．當物距為15cm，即2f＞u＞f，成倒立放大的實像；
（2）光屏上承接燭焰的像偏上，要想讓像成在光屏的中央，應當將光屏向上移動；
（3）使燭焰向左移動5cm，根據凸透鏡成實像時，物近像遠像變大；可知此時應該將光屏向左移到某一位置，才能在光屏上成清晰的像．
（4）小明把自己的近視眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間靠近凸透鏡的位置，由于近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發散作用，所以通過凸透鏡的光線比以前會聚得要晚了，像距更大了，因此要得到清晰的像，需將光屏遠離凸透鏡，即將光屏向右移動．
（5）像的位置應該是像最清晰的位置．各小組的像距不同的原因，可能是有的小組光屏上的像不是最清晰的時候測量的，也可能是測量像距時的誤差．
（6）當蠟燭移到距透鏡一定距離范圍內時，無論怎樣移動光屏，在光屏上只能看到如圖丙所示的一個大小變化的圓形光斑，說明若將蠟燭放在焦點處，凸透鏡的焦距大了，因此換用一個焦距更小的凸透鏡并適當移動光屏的位置即可做實驗．
故答案為：（1）倒立縮小實像、倒立放大的實像；（2）上；（3）左；（4）右；（5）測量像距時的誤差；（6）換用一個焦距更小的凸透鏡并適當移動光屏的位置．
分析：（1）由表中數據可知：f=10cm，物距為25cm，根據u＞2f和2f＞u＞f，即可得出像的性質；
（2）在做凸透鏡成像規律實驗時，首先要使燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度上，目的是為了使像成在光屏的中心；
（3）凸透鏡成實像時，物近像遠像變大；
（4）要解決此題，需要知道近視鏡是凹透鏡，凹透鏡有發散光線的作用．
（5）要解決此題，需要知道確定像的位置．在實驗中要移動光屏，直到光屏上出現清晰的像為止．
（6）若將蠟燭放在焦點處，則發出的光經凸透鏡后，平行于主光軸，則在光屏上會出現一個與凸透鏡等大的圓形的光斑．
點評：本題考查學生能否根據實驗中記錄的數據得出正確的結論，考查了學生對數據的處理和分析歸納能力，是一道很好的實驗題．