Question

20．小軍和小民班的同學在老師的指導(dǎo)下，探究“凸透鏡成像的規(guī)律”．

（1）在選取實驗器材時，他們發(fā)現(xiàn)實驗里有甲、乙兩種不同的光具座，如圖所示，從便于實驗操作的角度考慮，你認為哪個更好一些？為什么？乙，因為實驗中我們需要測量的物距、像距均是指物和像到凸透鏡的距離，選用乙光具座，將凸透鏡固定在中間0刻線處，是便于測量、讀取物距、像距的
（2）開始時，小軍和小民商議，先用眼睛來觀察一下凸透鏡成像的各種情況．于是，他們先把凸透鏡固定在光具座中央，小軍負責將蠟燭從透鏡左側(cè) 5cm處逐漸遠離透鏡，并按照觀察到的像的大小進行編號，然后整理記錄觀察到的幾個像的情況如圖丙所示．小軍想知道觀察到的各個像的先后順序，小民有些已記不清楚．請你幫他把其中的實像按照出現(xiàn)的先后順序排列一下：5、3、2、1．
（3）小軍和小民使用同一套器材進行實驗，在交流實驗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)凸透鏡焦距都是 10cm，物距都是 25cm時，他們所測的像距明顯不同，分別為 14.5cm和 16.7cm．若他們的數(shù)據(jù)差別不是因為測量像距時的誤差導(dǎo)致的，你認為出現(xiàn)這種情況的實驗操作原因是：對像的位置觀察確定不準確、不一致（或者：光屏上沒有成清晰的像就進行了測量）
（4）在小軍、小民完成實驗之后，他們發(fā)現(xiàn)因?qū)嶒灪臅r較長，所用蠟燭已經(jīng)燒得很短，為了方便后續(xù)班級的同學能順利進行實驗，他們向老師要了一根嶄新的蠟燭換掉了即將燒完的蠟燭頭，除此之外，他們還需要做的是：調(diào)節(jié)蠟燭支架的高度，使得蠟燭的火焰中心同透鏡中心、光屏中心大致在同一水平高度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)甲、乙光具座的刻度，結(jié)合實驗操作的角度選擇；
（2）根據(jù)凸透鏡成實像時物近像遠像變大的特點進行分析，此時物距大于1倍焦距，當物距小于焦距時，成正立放大的虛像．
（3）對一個凸透鏡來講，物距確定，像距確定；當物距確定時，測量的像距不同，是因為像不是最清晰的像；
（4）做凸透鏡成像實驗應(yīng)在光具座上依次放置蠟燭，凸透鏡，光屏，凸透鏡必須位于蠟燭和光屏之間．使它們的中心大致在同一高度上，目的是成像在光屏的中心．

解答 解：（1）從便于實驗操作的角度考慮選擇乙比較好；
由圖可知，乙光具座中間為0刻度線，實驗中我們需要測量的物距、像距均是指物和像到凸透鏡的距離，選用乙光具座，將凸透鏡固定在中間0刻線處，是便于測量、讀取物距、像距的；所以選擇乙；
（2）將蠟燭從透鏡左側(cè) 5cm處逐漸遠離透鏡，當蠟燭在焦點時，不成像，在焦點以內(nèi)時，能看到一個正立、放大的虛像，則6、4為虛像，故實像出現(xiàn)的順序排列排除6、4；
當蠟燭在1倍焦距盒2倍焦距之間時，成倒立放大的實像，故先出現(xiàn)5，其次是3，當蠟燭移動到2倍焦距以外時，成倒立縮小的實像，則此時出現(xiàn)2，再出現(xiàn)1，故實像出現(xiàn)的完整的先后順序為5、3、2、1；
（3）對于焦距相同的凸透鏡，物距均為25cm時，像距是一定的，但是測量的像距不同，是因為光屏上沒有成最清晰的像，像的位置不同，測量的像距不同造成的；
（4）將一根嶄新的蠟燭換掉了即將燒完的蠟燭頭后，為了使像成在光屏的中央，應(yīng)調(diào)節(jié)蠟燭支架的高度，使得蠟燭的火焰中心同透鏡中心、光屏中心大致在同一水平高度．
故答案為：
（1）乙；因為實驗中我們需要測量的物距、像距均是指物和像到凸透鏡的距離，選用乙光具座，將凸透鏡固定在中間0刻線處，是便于測量、讀取物距、像距的；
（2）5、3、2、1；
（3）對像的位置觀察確定不準確、不一致（或者：光屏上沒有成清晰的像就進行了測量）；
（4）調(diào)節(jié)蠟燭支架的高度，使得蠟燭的火焰中心同透鏡中心、光屏中心大致在同一水平高度．

點評 實驗過程中，光屏上不能正常成像，或成像不清晰，或成像不在光屏中央，能分析原因，并能解決．