Question

【題目】我們都做過“探究凸透鏡成像規律”的實驗，圖示為該實驗的裝置圖．
【測量凸透鏡的焦距】
將凸透鏡正對太陽光，在透鏡的另一側移動光屏，在距透鏡10cm處，屏上呈現出最小最亮的光斑，則可確定此凸透鏡焦距約是10cm．
【評估實驗的方案】
方案甲：分別把點燃的蠟燭放在一倍焦距f和二倍焦距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．
方案乙：除甲中的做法外，還應該把蠟燭放在大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，觀察并記錄對應的成像情況，才能總結得出凸透鏡成像的規律．
方案丙：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．
以上三種方案中，哪些是科學合理的：（選填“甲”、“乙”或“丙”）．
【解決實驗中問題】
①小莉同學做實驗時，發現燭焰在光屏上的像偏高，如裝置圖所示，若要使燭焰成像在光屏中心，只調節燭焰，應將燭焰向（選填“上”或“下”）調節．
②小麗同學做實驗時，發現無論怎樣調節光屏的位置，都不能在光屏上呈現清晰的像．請你寫出兩種可能的原因：① ， ② ．

Answer 1

【答案】乙、丙；上；蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，像距太大，光屏移至最右端還無法成清晰的像；蠟燭在焦距以內，不成實像
【解析】解： 方案甲方案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；
乙和丙讓物距逐漸變化，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，故兩種方案均合理；（1）燭焰在光屏上的像偏高，因為凸透鏡成倒立的實像，所以是因為燭焰相對于凸透鏡靠下，因此為使像能成在光屏的中央，可以向上移動燭焰或向下移動凸透鏡，或向上移動光屏；（2）在光屏上不能成像，可能是因為成的是虛像，不能成在光屏上．或成了實像，可能由于像距太大，光屏達不到像的位置．
故答案為：乙、丙；（1）上；（2）①蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，像距太大，光屏移至最右端還無法成清晰的像；②蠟燭在焦距以內，不成實像．
要解決此題，首先要掌握焦點和焦距的概念：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即可．就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．（1）要知道凸透鏡成倒立的實像，要理解實像的含義，即像與物體的左右和上下都相反．（2）知道虛像是由折射光線的反向延長線的焦點，不能成在光屏上．如果光屏位置與像的位置相離很遠時，在光屏上無法成像．