Question

3．在用焦距為10cm的凸透鏡來探究成像規(guī)律的實驗中．

（1）如圖1所示，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上．點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏的中央．
（2）當(dāng)燭焰距凸透鏡15cm時，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的倒立、放大（放大/縮�。┑膶嵪�，在此基礎(chǔ)上，將蠟燭和光屏互換位置，此時燭焰在光屏上成清晰、倒立（倒立/正立）的縮�。ǚ糯�/等大/縮�。┑膶嵪瘢畬⑾灎T向凸透鏡方向移動一段距離，調(diào)整光屏位置得到一個清晰的像，這個像與原來相比變大（填“變大”、“變�。�．
（3）在焰燭、透鏡、光屏三者中心在同一高度的情況下，若固定蠟燭與透鏡，無論怎么移動光屏，屏上不出現(xiàn)清晰像，原因可能是蠟燭放在焦點上；若固定透鏡與光屏，無論怎么移動蠟燭，屏上不出現(xiàn)清晰像，原因可能是光屏在1倍焦距以內(nèi)；若固定蠟燭與光屏，無論怎么移動透鏡，屏上不出現(xiàn)清晰像，原因可能是光屏和蠟燭之間的距離小于4倍焦距．
（4）某小組實驗時對圖中的裝置進(jìn)行了改進(jìn)，將蠟燭換成LED燈、光屏換成帶有方格的光屏，如圖2所示．
①蠟燭換成LED燈的優(yōu)點是實驗現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染等．
②光屏換成帶有方格光屏的優(yōu)點是便于比較像的大�。�

Answer 1

分析 （1）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，像才能呈在光屏的中心；
（2）根據(jù)物距和像距的關(guān)系判斷凸透鏡成像情況：凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像；物距等于像距時，成倒立等大的實像；物距小于像距時，成倒立放大的實像；同時對于發(fā)生光的折射時，光路是可逆的．
（3）從實際角度考慮物距、焦距關(guān)系，蠟燭和光屏的距離關(guān)系等即可得出原因；
（4）蠟燭換成LED燈便于觀察；光屏換成帶有方格光屏便于比較像與物體的大小關(guān)系．

解答 解：（1）探究凸透鏡成像實驗中，在光具座上依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏，所以凸透鏡在蠟燭和光屏的中間．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，像才能呈在光屏的中心．
（2）據(jù)圖能看出，此時的物距小于像距，故此時應(yīng)該是物體處于1倍焦距和2倍焦距之間，像在另一側(cè)的2倍焦距以外，成倒立、放大的實像；
若將蠟燭和光屏互換位置，根據(jù)光路的可逆性可知，此時在光屏上仍能夠成像，即相當(dāng)于此時物體在2倍焦距以外，像一定在另一側(cè)的1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的實像；
物距縮小，相距變大，所成的像變大；
（3）在燭焰、透鏡、光屏三者中心在同一高度的情況下，若固定蠟燭與透鏡，無論怎樣移動光屏，光屏上不出現(xiàn)清晰像，原因可能是蠟燭放在了焦點上；若固定透鏡和光屏，無論怎么移動蠟燭，光屏不出現(xiàn)清晰像，原因可能是光屏在1倍焦距以內(nèi)造成的；若固定蠟燭和光屏，無論怎么移動透鏡，光屏上不出現(xiàn)清晰像，原因可能是光屏和蠟燭之間的距離小于4倍焦距；
（4）①蠟燭換成LED燈的優(yōu)點：實驗現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染等；
②光屏換成帶有方格光屏的優(yōu)點：便于比較像的大�。�
故答案為：
（1）光屏的中央；
（2）放大；倒立；縮�。蛔兇�；
（3）蠟燭放在焦點上；光屏在1倍焦距以內(nèi)；光屏和蠟燭之間的距離小于4倍焦距；
（4）①實驗現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染等；②便于比較像的大�。�

點評 這道題目就是看學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的掌握程度，焦距的判斷以及對規(guī)律相關(guān)知識的考查，最后一問比較有拓展性，需要學(xué)生設(shè)想場景，利用所學(xué)的規(guī)律得出最后結(jié)論．