Question

我們做過“探究凸透鏡成像規律“的實驗，如圖所示為該實驗的裝置圖，實驗時首先利用太陽光測出所使用的凸透鏡的焦距f，請你仔細回顧當時的實驗過程，根據平時的閱讀，收集回答下面的問題：
（1）下面有四種實驗設計方案：
甲：分別把點燃的蠟燭放在1倍焦距f和2倍焦距2f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的規律．
乙：除甲中的做法外，還應該把蠟燭放在大于2f的某一位置和大于f小于2f的某一位置，觀察并記錄對應的成像情況，才能總結得出凸透鏡成像的規律．
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，以及所成像的特點，包括觀察所成像隨蠟燭位置變化而變化的趨勢，尤其是在f和2f處所成像的情況，從而總結得出凸透鏡成像的規律．
�。号c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．______（選填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）
（2）同學們將蠟燭從遠處逐漸靠近凸透鏡的過程中，蠟燭經過______位置以后，所成實像由縮小變成放大；經過______位置以后由實像變成虛像．
（3）當兩支點燃的蠟燭、凸透鏡和光屏分別置于如如圖所示的位置時，光屏上C、D兩處會得到清晰______（選填“縮小”、“等大”或“放大”）的燭焰的像，生活中的光學器件______就是利用這一成像規律工作的．若用一厚紙板擋住A處的燭焰，在光屏上______（選填“C”或“D”）處仍能得到一個清晰的現象．

（4）小明用已經調節好的照相機將位于充滿水和水池底部一個美麗的圖案拍攝下來．當把水排掉后，小明仍然想在原來的位置用此照相機拍到這個圖案清晰的照片，他應該調整照相機，使鏡頭______（選填“前伸”、“后縮”或“不動”）
（5）某同學在實驗中記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離u跟像到凸透鏡的距離v之間關系的圖象，如如圖所示，下列判斷正確的是（______）

A、該凸透鏡的焦距是20cm
B、當u=15cm時，在光屏上能得到一個縮小的像
C、當u=25cm時成放大的像，投影儀就是根據這一原理制成的
D、把物體從距凸透鏡10cm處移動到30cm處的過程中，像逐漸變小．

Answer 1

解：（1）方案甲和方案乙在進行探究時只是讓物距在某一位置時，進行探究，太片面，不具有代表性．同時也無法得出結論．
丙和丁讓物距逐漸變化，觀察成像的特點并測量像距的大小，對所得數據進行分析，便可總結出規律性的結論．物距從大到小或從小到大沒有關系．
故答案為：丙、丁；
（2）由于蠟燭在2倍焦距的時候成等大、倒立的實像，2倍焦距以外成放大的實像，一倍焦距和二倍焦距之間成放大的實像，一倍焦距以內成放大的虛像．
故本題答案為：二倍焦距；焦點（或者一倍焦距）；
（3）由圖可知，此時物距大于像距，由凸透鏡成像規律可知，所成的像是倒立縮小的實像，照相機就是利用這一原理制成的；若用一厚紙板擋住A處的燭焰，B出燭焰的光線通過凸透鏡仍然可以成像，所以在光屏上C處仍能得到一個清晰的現象．
故答案為：縮小；照相機；C．
（4）充滿水和水池底部的這個美麗的圖案，由于光的折射看起來比實際位置偏高，當把水排掉后．此圖案相對人來說變遠了，如果小明仍然想在原來的位置用此照相機拍到這個圖案清晰的照片，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，可知他應該調整照相機，使鏡頭后縮．
故答案為：后縮．
（5）由圖知，當物距為20cm時，像距也為20cm，根據凸透鏡成像的規律，物距等于2倍焦距時，成倒立等大的實像，此時像距與物距相等．
所以2f=20cm，則f=10cm．所以A說法錯誤．
f=10cm，2f=20cm，當u=15cm時，物距處于f和2f之間，所以成倒立、放大的實像．所以B說法錯誤．
當物距u=25cm時，物距大于2倍焦距，所以此時成倒立、縮小的實像．所以C說法錯誤．
把物體從距凸透鏡10cm處移到30cm處的過程中，像距逐漸增大，所以成的像逐漸減�。�所以D說法正確．
故選D．
分析：（1）在探究凸透鏡成像的規律時，需要逐步改變物距，并觀察成像的特點及找到像的位置，最后分析數據總結結論
（2）要解答本題需掌握：2倍焦距是縮小實像和放大實像的分界點，而焦點是實像和虛像的分界點．
（3）由圖可知，物距大于像距，由凸透鏡成像規律及其應用可得出結論．若用一厚紙板擋住A處的燭焰，B出燭焰的光線通過凸透鏡仍然可以成像．
（4）由于光的折射，充滿水和水池底部的這個美麗的圖案看起來比實際位置偏高，因此當把水排掉后．此圖案相對人來說變遠了，根據凸透鏡成實像時，物進像遠像變大，物遠像近像變小可解答此題．
（5）要解決此題，首先要通過圖象分析出該凸透鏡的焦距．
要掌握凸透鏡成像的規律．
凸透鏡成像規律：物距小于焦距成正立、放大的虛像．
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的實像．
物距等于二倍焦距成倒立等大實像．
物距大于二倍焦距成倒立、縮小的實像．
成實像時：物像異側，物距變大，像距變小，像變小．若物距減小，像距增大，像變大．
點評：此題主要是探究凸透鏡成像的實驗，通過讓學生評估甲乙丙丁的方案，考查了實驗中逐步改變物距的目的，同時還考查了光的折射現象及其應用，要熟記凸透鏡成像的規律，特別搞清像的特點及像距與物距之間的關系．解決此題的關鍵是通過圖象確定凸透鏡的焦距．此題有一定難度，是一道壓軸題．