Question

小明在實驗中提出這樣的問題：凹透鏡會成什么樣的像？根據凸透鏡成像的情況，小明他們對凹透鏡的成像進行了猜想．為了驗證自己的猜想，小明他們回顧探究凸透鏡成像的研究過程，設計好了探究的方案，他們的探究過程大致如下：
①先找

實

像：他們將蠟燭分別放在u＞2f、2f＞u＞f、u＜f位置上，移動光屏尋找在光屏上所成的像．
②再找

虛

像：他們將光屏撤掉，仍將蠟燭分別放在u＞2f、2f＞u＞f、u＜f 位置上，將眼睛放在原來光屏位置，觀察像的情況．
③實驗記錄如下：

物距u	在光屏上觀察到的像	撤掉光屏直接用眼睛觀察到的像
		大小	倒正
u＞2f	無	縮小	正立
2f＞u＞f	無	縮小	正立
u＜f	無	縮小	正立

④通過探究，小明他們又做了大量的實驗，最終得出了凹透鏡成像的規律：不論將物體放在凹透鏡前的任何位置，凹透鏡只能成

縮小

、

正立

、

虛

像．
⑤小明他們大致經歷了如下幾個步驟：

提出問題

、猜想、設計實驗方案、進行實驗、歸納分析、

得出結論

．在探究過程中，他們運用的主要研究方法是：

控制變量法

．
⑥小明通過查閱資料得知，眼鏡的度數等于透鏡焦距的倒數．他想，如何才能測出凹透鏡的焦距呢？小馬犯了難．現在，給你一支激光手電筒，一個硬紙板，請你幫小馬解決這個問題．劃出實驗原理圖（請畫在方框內），說明操作步驟．

a、將凹透鏡鉗入白紙板，使光心恰好在紙板上； b、如圖用激光手電筒，沿白紙板平行主光軸射向凹透鏡； c、用鉛筆在白紙板上描出折射光線； d、將凹透鏡拿走，將畫出的光線反向延長，于主光軸的交點（即凹透鏡焦點）； e、用刻度尺量出焦點到光心的距離，即凹透鏡焦距．

⑦小月同學平常眼睛近視，卻一直沒配戴眼睛，致使近視得越加厲害．通過這次探究，她感受到戴眼鏡的重要性，于是就在同學的陪同下到眼鏡店配了一副眼鏡，竟然500度！她走出眼鏡店，戴上眼鏡剛下臺階，猛地一個趔趄差點摔倒．小馬問她：“你怎么越戴眼鏡越看不清路了？”她說：“你不知道，我一戴眼鏡猛然發現地面似乎變高了！”請你幫她解釋一下這是為什么？

Answer 1

分析：（1）實像可以在光屏上成像，且物像在凸透鏡的兩側；
（2）虛像不能在光屏上成像，且物像位于凸透鏡的同側；
（3）根據表中數據可知凹透鏡成像的特點；
（4）科學探究的基本要素是：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作；實驗過程中注意眼睛的位置和光屏的位置相同；
（5）根據題意可知，眼鏡的度數等于100除以焦距，所以要測眼鏡的度數，首先要測出眼鏡即凹透鏡的焦距；凹透鏡的焦距可以用平行光聚焦法來測量；
（6）根據凹透鏡的成像規律，即成縮小的像解釋一戴眼鏡猛然發現地面似乎變高的原因．

解答：解：
①能在光屏上呈現的像為實像，故移動光屏尋找的像為實像．
②凸透鏡成虛像時，物像位于凸透鏡的同側，故將眼睛放在原來光屏的位置是觀察虛像的情況．
④分析表中數據可知，不論將物體放在凹透鏡前的任何位置，凹透鏡只能成正立、縮小、虛像．
⑤由題干中“首先提出問題：凹透鏡會成什么樣的像？”、“最終得出了凹透鏡成像的規律”可知小明他們大致還經歷了提出問題、得出結論這兩個步驟；
實驗中眼睛的位置和光屏的位置相同，采用了控制變量法．
⑥眼鏡的度數等于100除以焦距，要測量凹透鏡的度數，首先要測量凹透鏡的焦距；
凹透鏡的焦距可以利用平行光聚焦法來測量，如圖所示：

a、將凹透鏡鉗入白紙板，使光心恰好在紙板上；
b、如圖用激光手電筒，沿白紙板平行主光軸射向凹透鏡；
c、用鉛筆在白紙板上描出折射光線；
d、將凹透鏡拿走，將畫出的光線反向延長，于主光軸的交點（即凹透鏡焦點）；
e、用刻度尺量出焦點到光心的距離，即凹透鏡焦距．
⑦凹透鏡成縮小的虛像，所以戴上眼鏡后，看起來地面與眼睛間的距離縮小，故地面看起來變高了．
故答案為：
①實；
②虛；
④正立、縮小、虛；
⑤提出問題、得出結論、控制變量
⑥實驗原理圖：如上圖所示；
操作步驟：
a、將凹透鏡鉗入白紙板，使光心恰好在紙板上；
b、如圖用激光手電筒，沿白紙板平行主光軸射向凹透鏡；
c、用鉛筆在白紙板上描出折射光線；
d、將凹透鏡拿走，將畫出的光線反向延長，于主光軸的交點（即凹透鏡焦點）；
e、用刻度尺量出焦點到光心的距離，即凹透鏡焦距；
⑦戴上眼鏡后，看起來地面與眼睛間的距離縮小，所以地面看起來變高了．

點評：本題考查了探究凹透鏡的成像規律，涉及到了實像和虛像的區別、測凹透鏡焦距的方法、科學探究的環節以及控制變量發的原因，關鍵是分析表格中數據得出凹透鏡的成像規律和應用，難度較大，對學生的綜合能力要求較高．