Question

在探究凸透鏡成像的實驗中：
（1）在探究前，小明同學將凸透鏡對著太陽光，把透鏡逐漸向白紙移動，直到太陽光在白紙上會聚到一點（圖1）．測量點到透鏡的距離的目的是

測量凸透鏡的焦距

（2）如圖2所示，用焦距為10cm的凸透鏡來探究成像規(guī)律，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

．

（3）當燭焰距凸透鏡位于圖中刻度線位置時，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的倒立、

放大

（選填“放大”或“縮小”）的實像．
（4）把圖中的凸透鏡看作眼睛的晶狀體，光屏看作視網(wǎng)膜．給“眼睛”戴上遠視眼鏡，使燭焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像．若取下遠視眼鏡，為使光屏上得到清晰的像，應將光屏

遠離

（選填“遠離”或“靠近”）透鏡．
（5）在此實驗的基礎上，如果想探究凸透鏡所成的實像的左右是否也是顛倒的，你的方法是

輕輕吹動蠟燭，看燭焰擺動的方向和它的像擺動的方向

．
（6）小明同學實驗時發(fā)現(xiàn)，蠟燭燃燒的越來越短，而光屏上的像會逐漸向

上

移動．
（7）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，他發(fā)現(xiàn)像距v和物距u是一一對應的，在如圖3所示的四個圖線中，能正確反映凸透鏡成像規(guī)律的應該是

D

（A）圖線A    （B） 圖線B    （C）圖線C    （D）圖線D．

Answer 1

分析：（1）要掌握利用太陽光簡單測量焦距的方法．使凸透鏡正對著太陽光，找到焦點，測量焦點到凸透鏡的距離，即為焦距．
（2）為使像能完整成在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度上．
（3）解決此題要知道凸透鏡的成像規(guī)律f＜u＜2f，成倒立、放大的實像；
（4）凸透鏡物距不同時，成像的情況不同，以及物距減小，像距增大，像也增大．
（5）要知道凸透鏡成倒立的實像，像與物不僅左右相反，而且上下相反．在利用燭焰進行驗證時，上下相反可以直接看出．左右相反可以通過使火焰左右不同或發(fā)生變化來進行驗證．
（6）根據(jù)凸透鏡規(guī)律成的實像，都是倒立的來確定像的移動方向．
（7）①首先看清圖象中的橫軸表示物距，縱軸表示像距，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中的u=2f時，物距v=2f，求出其焦距．
②凸透鏡成像時，像距、物距和焦距三者之間是有一定的聯(lián)系的，若用一個公式表示，就是：

1

u

+

1

v

=

1

f

（其中u表示物距，v表示像距，f表示焦距），
③將ABCD4個圖線中的物距、像距數(shù)值，分別代入

1

u

+

1

v

=

1

f

逐一分析即可得出結論．

解答：解：（1）圖中，太陽光匯聚的一點是凸透鏡的焦點，測量出焦點到凸透鏡的距離即為凸透鏡的焦距．
故答案為：測量凸透鏡的焦距．
（2）如圖蠟燭、凸透鏡、光屏在同一直線上，為了使像呈在光屏的中央，燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度．
故答案為：光屏的中央．
（3）當蠟燭位置位于50cm刻度線處時，u=12cm，即f＜u＜2f，成倒立、放大的實像；
故答案為：放大．
（4）把圖中的凸透鏡看作眼睛的晶狀體，光屏看作視網(wǎng)膜．給“眼睛”戴上遠視眼鏡，使燭焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像．若取下遠視眼鏡，為使光屏上得到清晰的像，應將光屏遠離透鏡．這是因為：凸透鏡是會聚透鏡，去掉凸透鏡的時候，光線會聚的弱，所以應該使光屏遠離透鏡．
故答案為：遠離．
（5）我們可以通過改變燭焰的形狀，使其左右明顯不對稱．所以可以用嘴輕輕地向左側或右側吹氣，觀察像的擺動情況．
故答案為：輕輕吹動蠟燭，看燭焰擺動的方向和它的像擺動的方向．
（6）燃燒變短了，燭光點變低．我們看倒立的實像，蠟燭變短了，實像當然也會變短．但是實像是倒立的，所以像的燭光點變高．
故答案為：上．
解：A、因為A圖線中，物距和像距始終相等，不符合凸透鏡成像規(guī)律中的物距和像距的關系．故本選項不能正確反映凸透鏡成像規(guī)律；
B、B圖線中，隨著物距的不斷增大，像距在不斷減小，不符合凸透鏡成像規(guī)律中的物距和像距的關系．故本選項不能正確反映凸透鏡成像規(guī)律；
C、圖線C，當物距為15cm時，像距為15cm，由凸透鏡成像規(guī)律可知，u=2f，v=2f，此時f=7.5cm，當物距為35cm時，像距為5cm，代入

1

u

+

1

v

≠

1

f

故本選項不能正確反映凸透鏡成像規(guī)律；
D、圖線D，當物距為10cm時，像距為10cm，由凸透鏡成像規(guī)律可知，u=2f，v=2f，此時f=5cm，當物距為30cm時，像距為6cm，代入

1

u

+

1

v

=

1

f

故本選項能正確反映凸透鏡成像規(guī)律．
故選D

點評：此題的最后一個小題對學生的要求比較高，第一，要求學生看懂圖象，第二要求學生根據(jù)圖象求出各自的焦距，第三，要求學生知道凸透鏡成像時，像距、物距和焦距三者之間的關系，即

1

u

+

1

v

=

1

f

總之，此題難度較大，屬于難題．