Question

【題目】在做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時：

（1）小蘭實驗時，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“遠離凸透鏡的方向”）移動直到得到一個清晰的燭焰的像，所成像的特點是_____實像（請把像的性質寫全面）。

（2）小蘭不小心用手指尖觸摸到了凸透鏡，這時_____（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，要想觀察到像，眼睛應在_____側（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，應將光屏向_____（選填“遠離”或“靠近”）凸透鏡的方向移動，才能使燭焰的像變得清晰，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”、“近”），此時像距就近似等于焦距。運用這種方法測出來的焦距與實際相比_____（偏大\等于\偏小）。

（5）小蘭根據如圖甲知道平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，折射光線會聚于焦點，愛動腦的小蘭突然想到：如果象如圖乙一樣，把可看做點光源的小燈泡放在凸透鏡的焦點處，光源射向凸透鏡的光經凸透鏡折射后，折射光線是否與主光軸平行？于是他按照如圖乙進行實驗，將光屏放在凸透鏡的左側，看到了一個與透鏡大小相同的光斑。據此小華得出結論：由焦點發出的光線，經凸透鏡折射后，折射光線與主光軸平行。

小華興奮地將實驗過程和結論匯報給老師，老師卻說這樣實驗不能得到結論，實驗還需要改進。請你說出不能得到結論的理由以及改進措施。理由：_____；改進措施：_____。

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 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 改進措施：應左右移動光屏，觀察光斑大小是否改變

【解析】

（1）在實驗中，為了使像成在光屏的中央，應調整燭焰、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律，知道當物距大于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、縮小的實像，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，此時物像同側。

（3）成實像時“物遠像近像變小，物近像遠像變大”。

（4）凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，，當物距很大時，像距非常靠近焦點。

（5）將一小燈泡放在焦點處，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。

（1）為了使像成在光屏的中央，實驗時應調整燭焰、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，因此需要調整光屏的高度。

此時物距大于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像，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，此時光屏到透鏡的距離大于2倍焦距，故應把光屏靠近凸透鏡的方向移動直到得到一個清晰的燭焰的像。

（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,這時不會在光屏上成指尖的像。

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

（3）當改用焦距為5cm的凸透鏡進行實驗，不改變蠟燭和凸透鏡的位置，則相當于增大了物距，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小可知，要在光屏上成清晰的像，光屏應靠近透鏡移動，像變小，即此時成倒立縮小的實像。

（4）根據凸透鏡成實像時，物遠像近，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，此時像距就近似等于焦距。因為像距稍大于焦距，所以運用這種方法測出來的焦距與實際相比偏大。

（5）根據小華的實驗得出的結論：由焦點發出的光線，經凸透鏡折射后，折射光線與主光軸平行，這樣實驗不能得到結論。

因為實驗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；因此應左右移動光屏，觀察光斑大小是否改變，然后得到結論。