Question

1．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，各組使用相同焦距的凸透鏡進行實驗．

【設計實驗與進行實驗】
（1）實驗器材：刻度尺、蠟燭、凸透鏡、光屏；
（2）如圖甲，此時光屏上可以得到一個又小又亮的光斑，則凸透鏡的焦距f=10 cm；
（3）如圖乙，從左到右分別放置蠟燭、凸透鏡和光屏，并調整蠟燭和光屏的位置，使它的中心位于凸透鏡的主光軸，這樣像可以成在光屏中央．
（4）不斷改變蠟燭與凸透鏡間的距離，并移動光屏進行實驗，所獲得的數據如表：

實驗序號	物體到凸透鏡的距離/m	光屏上的像到凸透鏡的距離/m
1	40	13.3
2	30	15
3	20	20
4	15	30
5	10	光屏上沒有像
6	8	光屏上沒有像

【分析與論證】
（1）當凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大（增大/減�。�．
（2）如圖丙，光屏應移至BC區(qū)域才能找到清晰的像．
（3）表格中第6次實驗成像規(guī)律與生活中放大鏡的原理相同．
【評估】
（1）根據成像規(guī)律，由第3次實驗數據和現(xiàn)象也可以求出凸透鏡的焦距，為什么與甲圖中測量的結束不一樣呢？下列分析不正確的是A
A．一個凸透鏡可能有兩個不同的焦距
B．可能是甲圖實驗中光屏上不是最小最亮的光斑
C．可能是表格中第3次實驗中光屏上不是最清晰的像
（2）確定物距后，如何才能找到最清晰的像呢？下列最合理的是B
A．把光屏朝一個方向移動，一直到看到最清晰的像為止
B．把光屏朝一個方向移動，在將到看到最清晰的像時，來回移動光屏，一直到看到最清晰的像為止
（3）小明猜想光屏上像的亮度可能與透鏡的面積有關，在不增加透鏡的情況下，請簡述方案探究方案：①使燭焰發(fā)出的光直接照射到凸透鏡上，觀察光屏上所成像的亮度；②用紙板遮住凸透鏡上半部分，觀察光屏上所成像的亮度．

Answer 1

分析 【設計實驗與進行實驗】
（2）平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離；
（3）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．
【分析與論證】
（1）根據物距變化引起像距的變化進行分析；
（2）物體在一倍焦距與二倍焦距之間時，通過凸透鏡成倒立放大的實像，像在二倍焦距以外；
（3）物體在焦點以內時，通過凸透鏡成正立放大的虛像，放大鏡就是利用此規(guī)律工作的；
【評估】
（1）一個凸透鏡有左右兩個焦點，但只有一個焦距；測量不可避免地存在誤差；
（2）像到凸透鏡的距離叫像距，在物距一定時，像距也是一定的，此時物體通過凸透鏡所成的像最清晰；
（3）用紙板遮住凸透鏡的不同面積，觀察所成像的亮度是否變化、如何變化．

解答 解：
【設計實驗與進行實驗】
（2）凸透鏡正對平行光，屏上呈現(xiàn)出最小最亮的光斑，此光斑便為焦點，焦點到凸透鏡光心的距離為焦距．所以此凸透鏡的焦距為：f=40cm-30cm=10cm． 
（3）實驗前，應調整蠟燭、凸透鏡、光屏，三者中心在同一條直線上，即凸透鏡的主光軸上，此時三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．
【分析與論證】
（1）比較實驗序號1、2、3、4可以看出，隨著物距的減小，光屏上的像到凸透鏡的距離--像距逐漸增大，所以成像規(guī)律為物距減小，像距增大；
（2）已知凸透鏡焦距為10cm，此時2f＞u＞f，所以v＞2f，也就是光屏在50cm以外，也就是B或C區(qū)域，才能得到清晰的實像；
（3）已知凸透鏡的焦距是10cm，所以物體在u=8cm時，成正立放大的虛像，也就是第6次實驗成像規(guī)律與生活中放大鏡的原理相同；
【評估】
（1）A、一個凸透鏡對光線的折射程度是確定的，也就是一個凸透鏡有左右兩個焦點，但只有一個焦距．故A不正確；
B、甲圖實驗中光屏上不是最小最亮的光斑，造成焦距測量存在較大誤差，所以測量值與計算值存在較大差別．故B正確；
C、表格3中，光屏上得到的不是最小最清晰的像，造成像距測量存在較大誤差，所以測量值與計算值存在較大差別．故C正確．故選A；
（2）物距確定時，向一個方向調整光屏，當在光屏上得到物體的像時，前后移動光屏，直到所成的實像最清晰．故選B；
（3）①使燭焰發(fā)出的光直接照射到凸透鏡上，觀察光屏上所成像的亮度；②用紙板遮住凸透鏡上半部分，觀察光屏上所成像的亮度．
故答案為：
【設計實驗與進行實驗】（2）10；（3）主光軸；
【分析與論證】（1）增大；（2）BC；（3）6；
【評估】（1）A；（2）B；（3））①使燭焰發(fā)出的光直接照射到凸透鏡上，觀察光屏上所成像的亮度；②用紙板遮住凸透鏡上半部分，觀察光屏上所成像的亮度．

點評 此題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗過程，包括實驗操作和分析論證及對實驗過程的評估．只要實際參與實驗，規(guī)范操作，認真分析，就能正確解答此題．