Question

小明、小花、小紅、小平四位同學(xué)都做過(guò)“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，圖為該實(shí)驗(yàn)的裝置圖．
【測(cè)量凸透鏡的焦距】將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，在透鏡的另一側(cè)移動(dòng)光屏，在距透鏡10cm處，屏上呈現(xiàn)出最小最亮的光斑，則此凸透鏡焦距約是______cm．
【評(píng)估實(shí)驗(yàn)的方案】小明方案：分別把點(diǎn)燃的蠟燭放在一倍焦距f和二倍焦距2f處，調(diào)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(diǎn)，分析總結(jié)得出凸透鏡成像規(guī)律．
小花方案：除小明中的做法外，還應(yīng)該把蠟燭放在大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，觀察并記錄對(duì)應(yīng)的成像情況，才能總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律．
小紅方案：把點(diǎn)燃的蠟燭從距凸透鏡較遠(yuǎn)的位置逐漸移近，通過(guò)不斷調(diào)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(diǎn)，包括觀察所成像隨蠟燭位置變化而變化的趨勢(shì)，尤其是在f和2f處所成像的情況，總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律．
小平方案：與小紅不同的是，將蠟燭從靠近凸透鏡的位置逐漸遠(yuǎn)離，其它步驟相同．
以上四種方案中，哪些是科學(xué)合理的：______（小明/小花/小紅/小平）．
【解決實(shí)驗(yàn)中問(wèn)題】小花同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)燭焰在光屏上的像偏高，如圖所示，若要使?fàn)T焰成像在光屏中心，只調(diào)節(jié)光屏，應(yīng)將光屏向______（上/下）調(diào)節(jié)．

Answer 1

【答案】分析：（1）首先根據(jù)凸透鏡焦點(diǎn)和焦距的定義得出凸透鏡的焦距．平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)的凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距．
（2）探究凸透鏡成像規(guī)律包括：物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時(shí)凸透鏡成像的性質(zhì)；一倍焦距、二倍焦距兩側(cè)各有什么不同；物距逐漸減小時(shí)像距和像的變化規(guī)律等．
（3）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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．
解答：解：凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，是平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后得到最小最亮的光斑，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)．
焦點(diǎn)距光心10cm，所以凸透鏡的焦距是10cm．
小明的方案只探究了一倍焦距f和二倍焦距2f處，像的性質(zhì)，不全面，不合理．
小花方案只是探究了大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，探究不全面，并且在一個(gè)范圍內(nèi)只測(cè)了一個(gè)位置，實(shí)驗(yàn)結(jié)論很具有偶然性，不合理．
小紅方案探究物距逐漸減小時(shí)物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時(shí)凸透鏡成像的性質(zhì)；一倍焦距、二倍焦距兩側(cè)各有什么不同；物距逐漸減小時(shí)像距和像的變化規(guī)律等．探究比較全面，科學(xué)合理．
小平方案探究物距逐漸增大時(shí)物體在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之間、小于一倍焦距時(shí)凸透鏡成像的性質(zhì)；一倍焦距、二倍焦距兩側(cè)各有什么不同；物距逐漸減小時(shí)像距和像的變化規(guī)律等．探究比較全面，科學(xué)合理．
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，如圖光屏的位置偏低，使光屏上移．
故答案為：10；小紅和小平；上．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距、實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)像未在光屏中央位置，如何調(diào)節(jié)等，更主要的明確了凸透鏡探究的幾個(gè)問(wèn)題．