Question

在“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中：
（1）實驗需要知道凸透鏡的焦距大約是多少，如果沒有太陽光，怎樣利用白熾燈粗略地測量出焦距？說出你的辦法．
（2）某同學在做實驗時，先把蠟焰放在較遠處，使物距大于2倍焦距，測出物距，然后移動凸透鏡，觀察光屏上成清晰的像時，測出像距，并記錄像的大小、正倒和虛實．請問他的操作方法正確嗎？為什么？
（3）點燃蠟燭后，無論怎樣移動光屏和蠟燭，光屏上始終沒有出現(xiàn)蠟燭火焰的像，你認為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是什么？

燭焰、透鏡、光屏的中心不在同一高度上

；
（4）若在光具座上進行實驗時，手邊有焦距為48cm、15cm和4cm的三個凸透鏡，你認為選用焦距為

15

cm的凸透鏡進行實驗更為恰當．理由是：

48cm太大，光具座長度不夠，4cm太小，測量結果不準確

；
（5）第1、2實驗小組分別進行了若干次操作，并把實驗數(shù)據(jù)準確記錄在下面表格中．

	第1小組				第2小組
凸透鏡焦距/cm	14	14	14	14	16	16	16	16
物距/cm	20	30	40	60	20	30	40	60
像距/cm	47	26	22	18	80	34	27	22
像的正倒	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立

請分析以上數(shù)據(jù)，你能得到什么結論？（寫出一條即可）

Answer 1

分析：（1）當點光源離凸透鏡很遠時，光源射出的光線到凸透鏡可以近似的看出平行光．然后根據(jù)聚焦法找到凸透鏡的焦點，測量焦距．
（2）探究凸透鏡成像時，當物距確定后，不能再改變蠟燭和凸透鏡的位置，只能移動光屏，使光屏上出現(xiàn)清晰的像，然后測量像距大小．
（3）若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上．
有可能物體在焦點上，不能成像．可能是光具座的長度小于凸透鏡的4倍焦距．
（4）探究凸透鏡成像時，光具座的長度至少是凸透鏡焦距的4倍；焦距太小時，實驗范圍比較小，測量不準確．
（5）由表格數(shù)據(jù)找出實驗的共性結論，例如物距大于焦距成倒立的像；像距大于焦距成倒立的像；凸透鏡成倒立的像時，物距增大，像距減小等等．

解答：解：（1）將電燈離凸透鏡盡可能遠（大于10倍焦距）并正對著凸透鏡，凸透鏡后面放上光屏，調(diào)節(jié)光屏到凸透鏡的距離直到在光屏上出現(xiàn)清晰的最小最亮的點，這點是凸透鏡的焦點，用刻度尺測出凸透鏡到焦點的距離就近似等于透鏡的焦距．
（2）使物距大于2倍焦距，測出物距，然后移動凸透鏡，觀察光屏上成清晰的像時，測出像距，并記錄像的大小、正倒和虛實．此過程中，移動凸透鏡，物距也發(fā)生的改變，所以操作方法不正確．
（3）點燃蠟燭后，無論怎樣移動光屏和蠟燭，光屏上始終沒有出現(xiàn)蠟燭火焰的像可能是：
因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上；
有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；
有可能物體在焦點上，不能成像； 可能是光具座的長度小于凸透鏡的4倍焦距．
（4）用焦距為48cm、15cm和4cm的三個凸透鏡進行實驗，需要的光具座分別至少為192cm、60cm、16cm．光具座的長度大約是100cm，排除焦距是48cm的凸透鏡．使用焦距是4cm的凸透鏡，實驗范圍比較小，測量不準確，排除焦距是4cm的凸透鏡，故選焦距是15cm的凸透鏡．
（5）由表格數(shù)據(jù)知：物距大于焦距成倒立的像；像距大于焦距成倒立的像；凸透鏡成倒立的像時，物距增大，像距減小等等．
故答案為：（1）將電燈離凸透鏡盡可能遠（大于10倍焦距）并正對著凸透鏡，調(diào)節(jié)光屏到凸透鏡的距離直到在光屏上出現(xiàn)清晰的最小最亮的點，用刻度尺測出凸透鏡到亮點的距離就近似等于透鏡的焦距；
（2）操作不正確．在測出物距后，再移動凸透鏡，物距發(fā)生了變化；
（3）燭焰、透鏡、光屏的中心不在同一高度上（答案不唯一）；
（4）15；48cm太大，光具座長度不夠，4 cm太小，測量結果不準確；
（5）物距大于焦距，凸透鏡成倒立的像．

點評：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結實驗結論，是中考的熱點問題．
（2）探究凸透鏡成像實驗時，光具座的長度至少是凸透鏡焦距的4倍，這點學生容易忽視．