Question

我們做過“探究凸透鏡成像規(guī)律“的實驗，如圖所示為該實驗的裝置圖，實驗時首先利用太陽光測出所使用的凸透鏡的焦距f，請你仔細(xì)回顧當(dāng)時的實驗過程，根據(jù)平時的閱讀，收集回答下面的問題：
（1）下面有四種實驗設(shè)計方案：
甲：分別把點燃的蠟燭放在1倍焦距f和2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，分析總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律．
乙：除甲中的做法外，還應(yīng)該把蠟燭放在大于2f的某一位置和大于f小于2f的某一位置，觀察并記錄對應(yīng)的成像情況，才能總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律．
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(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，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(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律．
�。号c丙不同的是，將蠟燭從靠近凸透鏡的位置逐漸遠離，其他步驟相同．以上四種方案中，哪些是科學(xué)合理的．______（選填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）
（2）同學(xué)們將蠟燭從遠處逐漸靠近凸透鏡的過程中，蠟燭經(jīng)過______位置以后，所成實像由縮小變成放大；經(jīng)過______位置以后由實像變成虛像．
（3）當(dāng)兩支點燃的蠟燭、凸透鏡和光屏分別置于如如圖所示的位置時，光屏上C、D兩處會得到清晰______（選填“縮小”、“等大”或“放大”）的燭焰的像，生活中的光學(xué)器件______就是利用這一成像規(guī)律工作的．若用一厚紙板擋住A處的燭焰，在光屏上______（選填“C”或“D”）處仍能得到一個清晰的現(xiàn)象．

（4）小明用已經(jīng)調(diào)節(jié)好的照相機將位于充滿水和水池底部一個美麗的圖案拍攝下來．當(dāng)把水排掉后，小明仍然想在原來的位置用此照相機拍到這個圖案清晰的照片，他應(yīng)該調(diào)整照相機，使鏡頭______（選填“前伸”、“后縮”或“不動”）
（5）某同學(xué)在實驗中記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離u跟像到凸透鏡的距離v之間關(guān)系的圖象，如如圖所示，下列判斷正確的是（______）

A、該凸透鏡的焦距是20cm
B、當(dāng)u=15cm時，在光屏上能得到一個縮小的像
C、當(dāng)u=25cm時成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的
D、把物體從距凸透鏡10cm處移動到30cm處的過程中，像逐漸變�。�

Answer 1

解：（1）方案甲和方案乙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(jié)論．
丙和丁讓物距逐漸變化，觀察成像的特點并測量像距的大小，對所得數(shù)據(jù)進行分析，便可總結(jié)出規(guī)律性的結(jié)論．物距從大到小或從小到大沒有關(guān)系．
故答案為：丙、�。�
（2）由于蠟燭在2倍焦距的時候成等大、倒立的實像，2倍焦距以外成放大的實像，一倍焦距和二倍焦距之間成放大的實像，一倍焦距以內(nèi)成放大的虛像．
故本題答案為：二倍焦距；焦點（或者一倍焦距）；
（3）由圖可知，此時物距大于像距，由凸透鏡成像規(guī)律可知，所成的像是倒立縮小的實像，照相機就是利用這一原理制成的；若用一厚紙板擋住A處的燭焰，B出燭焰的光線通過凸透鏡仍然可以成像，所以在光屏上C處仍能得到一個清晰的現(xiàn)象．
故答案為：縮�。徽障鄼C；C．
（4）充滿水和水池底部的這個美麗的圖案，由于光的折射看起來比實際位置偏高，當(dāng)把水排掉后．此圖案相對人來說變遠了，如果小明仍然想在原來的位置用此照相機拍到這個圖案清晰的照片，根據(jù)凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，可知他應(yīng)該調(diào)整照相機，使鏡頭后縮．
故答案為：后縮．
（5）由圖知，當(dāng)物距為20cm時，像距也為20cm，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，物距等于2倍焦距時，成倒立等大的實像，此時像距與物距相等．
所以2f=20cm，則f=10cm．所以A說法錯誤．
f=10cm，2f=20cm，當(dāng)u=15cm時，物距處于f和2f之間，所以成倒立、放大的實像．所以B說法錯誤．
當(dāng)物距u=25cm時，物距大于2倍焦距，所以此時成倒立、縮小的實像．所以C說法錯誤．
把物體從距凸透鏡10cm處移到30cm處的過程中，像距逐漸增大，所以成的像逐漸減小．所以D說法正確．
故選D．
分析：（1）在探究凸透鏡成像的規(guī)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(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)論
（2）要解答本題需掌握：2倍焦距是縮小實像和放大實像的分界點，而焦點是實像和虛像的分界點．
（3）由圖可知，物距大于像距，由凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用可得出結(jié)論．若用一厚紙板擋住A處的燭焰，B出燭焰的光線通過凸透鏡仍然可以成像．
（4）由于光的折射，充滿水和水池底部的這個美麗的圖案看起來比實際位置偏高，因此當(dāng)把水排掉后．此圖案相對人來說變遠了，根據(jù)凸透鏡成實像時，物進像遠像變大，物遠像近像變小可解答此題．
（5）要解決此題，首先要通過圖象分析出該凸透鏡的焦距．
要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．
凸透鏡成像規(guī)律：物距小于焦距成正立、放大的虛像．
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的實像．
物距等于二倍焦距成倒立等大實像．
物距大于二倍焦距成倒立、縮小的實像．
成實像時：物像異側(cè)，物距變大，像距變小，像變�。�若物距減小，像距增大，像變大．
點評：此題主要是探究凸透鏡成像的實驗，通過讓學(xué)生評估甲乙丙丁的方案，考查了實驗中逐步改變物距的目的，同時還考查了光的折射現(xiàn)象及其應(yīng)用，要熟記凸透鏡成像的規(guī)律，特別搞清像的特點及像距與物距之間的關(guān)系．解決此題的關(guān)鍵是通過圖象確定凸透鏡的焦距．此題有一定難度，是一道壓軸題．