Question

4．下面是小紅和小華探究凸透鏡成像規(guī)律的過程：
（1）在探究前，小紅將三個凸透鏡分別正對太陽光，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏間的距離，使太陽光在光屏上匯聚一點，量得凸透鏡到光屏的距離分別為48cm、15cm和4cm，小紅選擇了15cm的那個凸透鏡進(jìn)行實驗，其他兩個凸透鏡則不在本實驗中使用，你認(rèn)為小紅這樣做有必要嗎？
說出你的看法：有必要；當(dāng)f=4cm時，凸透鏡焦距太小，實驗數(shù)據(jù)誤差較大；當(dāng)f=48cm時，物距和像距都較大，由于光具座的長度有限，無法完成實驗．
（2）凸透鏡和光屏都是有支架的，凸透鏡中心離桌面的高度約6cm，光屏中心離桌面的高度約7cm，還有一個蠟燭臺，用來固定蠟燭，小紅將一個新買來的長蠟燭一下切成了兩段，只把其中一段插在蠟燭臺上．
你認(rèn)為小紅這樣做有必要嗎？說出你的看法：有必要；使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度．
（3）為了使光屏能承接蠟燭的像，蠟燭、光屏、凸透鏡，應(yīng)按怎樣的順序擺放在桌上進(jìn)行實驗？蠟燭、凸透鏡、光屏．
（4）當(dāng)燭焰移動到離凸透鏡的距離只有12cm時，光屏放在凸透鏡的另一側(cè)，不管怎樣移動位置都承接不到實像，這時把光屏放在蠟燭的同側(cè)是否有可能承接到蠟燭的像？物距小于焦距時，凸透鏡成正立、放大的虛像，而光屏不能承接虛像．
（5）如果用眼睛來觀察蠟燭的像，眼睛、蠟燭、凸透鏡的位置可以怎樣排列？蠟燭、凸透鏡、光屏．

Answer 1

分析 （1）一般情況下光具座的長度是90cm．如果焦距太大，實驗無法完成；如果焦距太小，實驗數(shù)據(jù)誤差大．
（2）（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．
（4）當(dāng)u＜f時，成正立、放大的虛像，光屏不能承接虛像．
（5）物距小于一倍焦距時，成的是正立、放大的虛像，需通過凸透鏡才能看到所成的像．

解答 解：（1）有必要；
一般情況下光具座的長度是90cm；當(dāng)f=4cm時，凸透鏡焦距太小，實驗數(shù)據(jù)誤差較大；當(dāng)f=48cm時，物距和像距都較大，由于光具座的長度有限，無法完成實驗；
（2）新買來的蠟燭較長，實驗時將蠟燭切成了兩段，這樣可以使蠟燭、凸透鏡、光屏在同一直線上，三者的中心在同一高度，像能呈在光屏的中央；
（3）凸透鏡成實像時，像和物體在凸透鏡的兩側(cè)，因此為了使光屏能承接蠟燭的像，需按蠟燭、凸透鏡、光屏的順序放置；
（4 ）已知凸透鏡的焦距為15cm，當(dāng)物距為12cm時，物距小于焦距，成正立、放大的虛像，因此光屏無法承接；
（5）當(dāng)物距小于焦距時，成正立、放大的虛像，此時像與物體在凸透鏡的同側(cè)，需通過凸透鏡才能看到所成的像，因此需按蠟燭、凸透鏡、光屏的順序放置．
故答案為：（1）有必要；當(dāng)f=4cm時，凸透鏡焦距太小，實驗數(shù)據(jù)誤差較大；當(dāng)f=48cm時，物距和像距都較大，由于光具座的長度有限，無法完成實驗；
（2）有必要；使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度；（3）蠟燭、凸透鏡、光屏；（4）物距小于焦距時，凸透鏡成正立、放大的虛像，而光屏不能承接虛像；（5）蠟燭、凸透鏡、光屏．

點評 此題主要考查了凸透鏡成像的規(guī)律及實驗器材的選擇與放置．一定要注意燭焰、光屏、凸透鏡的高度要求，同時要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律，特別搞清像距與物距之間的關(guān)系．