Question

在探究凸透鏡成像規律的實驗中：
（1）第1小組同學依次把點燃的蠟燭、透鏡、光屏放在光具座上．但是在實驗中無論怎樣移動光屏都找不到清晰的像，請你幫他們找出兩個可能的原因：
①

蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上

；
②

蠟燭與透鏡的距離小于透鏡的焦距

．
（2）第1、2兩個實驗小組分別進行了若干次操作，并把實驗數據準確記錄在下面表格中．

凸透鏡焦距/cm	14	14	14	14	16	16	16	16
物體到凸透鏡距離/cm	20	30	40	60	20	30	40	60
像到凸透鏡距離/cm	47	26	22	18	80	34	27	22
像的正立或倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立
像是放大或縮小	放大	縮小	縮小	縮小	放大	放大	縮小	縮小

請你分析以上數據，歸納出兩個結論：
①

在凸透鏡焦距一定的且成實像的情況下，物體到凸透鏡越遠（近）像離凸透鏡越近（遠）

；
②

在成實像的情況下，物距相同時，透鏡焦距越大，像離透鏡越遠

．

Answer 1

分析：（1）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會成在光屏上的；②成實像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當物體位于焦點上，即u=f時，此時不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．
（2）①在凸透鏡焦距一定的且成實像的情況下，比較物距與像距；
②在成實像的情況下，比較物距相同時，透鏡的焦距和像距關系

解答：解：物體此時距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時物體不成像．所以光屏上沒有清晰的像．
物體此時距透鏡的距離有可能小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像，由于虛像不是由實際光線會聚而成，所以光屏上也不會有清晰的像．
物體此時的距離即使大于一倍焦距，成實像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時光屏上也不會有清晰的像．故有以下三種可能：
①物體距透鏡的距離為一倍焦距，物體不成像；
②物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像；
③蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；
（2）分析以上數據可知，①在凸透鏡焦距一定的且成實像的情況下，物體到凸透鏡越遠（近）像離凸透鏡越近（遠）；
②在成實像的情況下，物距相同時，透鏡焦距越大，像離透鏡越遠．
故答案為：（1）①蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；②蠟燭與透鏡的距離小于透鏡的焦距．
（2）①在凸透鏡焦距一定的且成實像的情況下，物體到凸透鏡越遠（近）像離凸透鏡越近（遠）；②在成實像的情況下，物距相同時，透鏡焦距越大，像離透鏡越遠．

點評：此題是探究凸透鏡成像的規律，此題通過例舉一些實驗數據，讓學生通過數據總結結論，考查了分析數據得出結論的能力．同時考查了實驗中常出現的一種情況，即光屏上沒有像，知道這可能是成虛像，或不能成像或光屏、凸透鏡、燭焰的中心不在同一高度．