Question

小華想探究凸透鏡成像規(guī)律．實(shí)驗(yàn)桌上有A和B兩個(gè)凸透鏡，其中凸透鏡A的焦距為10cm，凸透鏡B的焦距為60cm．光具座上標(biāo)尺的刻度范圍如圖所示．

（1）小華想探究凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律，應(yīng)選用

A

凸透鏡（選填“A”或“B”）．
（2）實(shí)驗(yàn)之前，他把蠟燭、凸透鏡以及光屏放到水平光具座上，把凸透鏡固定在50cm處，然后調(diào)整

蠟燭

和

光屏

的高度使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他將點(diǎn)燃的蠟燭放置在距凸透鏡25cm處時(shí)，移動(dòng)光屏，直到光屏上呈現(xiàn)出燭焰清晰的像，則該像是

倒立

（“正立”或“倒立”）的、

縮小

（“放大”、“等大”、“縮小”）的實(shí)像，此像在60cm和70cm之間．
（4）當(dāng)他把蠟燭靠近到離凸透鏡20cm時(shí)，移動(dòng)光屏并且在光屏上看到了一個(gè)清晰的

倒立

（“正立”或“倒立”）的、

等大

（“放大”、“等大”、“縮小”）的、

實(shí)

（“實(shí)”或“虛”）像，他發(fā)現(xiàn)像到凸透鏡的距離也是20cm．
（5）當(dāng)他把蠟燭靠近到離凸透鏡15cm時(shí)，移動(dòng)光屏并且在光屏上看到的像是

倒立

（“正立”或“倒立”）的、

放大

（“放大”、“等大”、“縮小”）的、

實(shí)

（“實(shí)”或“虛”）像．
（6）他把蠟燭放到40cm和50cm之間時(shí)，無(wú)論怎么移動(dòng)光屏也不能在光屏上看到像，當(dāng)他在放了光屏的這一側(cè)向凸透鏡看去，又找到了一個(gè)像，這個(gè)像是

正立

（“正立”或“倒立”）的、

放大

（“放大”、“等大”、“縮小”）的、

虛

（“實(shí)”或“虛”）像．
（7）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，他總結(jié)出了凸透鏡成像的規(guī)律：
a：當(dāng)物體通過(guò)凸透鏡在光屏上成倒立縮小的像時(shí)，物距u和焦距f的關(guān)系是

u＞2f

；像距v和焦距f的關(guān)系是

f＜v＜2f

．
b：當(dāng)物體通過(guò)凸透鏡在光屏上成倒立等大的像時(shí)，物距u和焦距f的關(guān)系是

u=2f

；  像距v和焦距f的關(guān)系是

v=2f

．
c：當(dāng)物體通過(guò)凸透鏡在光屏上成倒立放大的像時(shí)，物距u和焦距f的關(guān)系是

f＜u＜2f

；像距v和焦距f的關(guān)系是

v＞2f

．
d：當(dāng)通過(guò)凸透鏡在蠟燭同側(cè)看到蠟燭正立放大的像時(shí)，物距u和焦距f的關(guān)系是

u＜f

．
（8）他還得出：凡是實(shí)像都是

倒立

（“正立”或“倒立”）的，并且像和物在凸透鏡的

異側(cè)

（“同側(cè)”或“異側(cè)”）； 凡是虛像都是

正立

（“正立”或“倒立”）的，并且像和物在凸透鏡的

同側(cè)

（“同側(cè)”或“異側(cè)”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像時(shí)，根據(jù)物距和像距的關(guān)系，判斷選擇的凸透鏡．
（2）凸透鏡成像規(guī)律：①物距小于焦距時(shí)，成正立、放大的虛像；
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像；
③物距等于二倍焦距時(shí)，成倒立、等大、實(shí)像；
④物距大于二倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像．

解答：解：（1）當(dāng)研究凸透鏡成像規(guī)律之一：u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像時(shí)．像距2f＞v＞f．那么如果使用B透鏡，則光具座不夠長(zhǎng)，因此使用A凸透鏡；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度，這樣燭焰的像才能成在光屏的中央；
（3）點(diǎn)燃的蠟燭放置在距凸透鏡25cm處時(shí)，移動(dòng)光屏，就會(huì)呈現(xiàn)出燭焰清晰的倒立、縮小的實(shí)像；
（4）點(diǎn)燃的蠟燭放置在距凸透鏡20cm處時(shí)，移動(dòng)光屏，就會(huì)呈現(xiàn)出燭焰清晰的倒立、等大的實(shí)像；
（5）點(diǎn)燃的蠟燭放置在距凸透鏡15cm處時(shí)，移動(dòng)光屏，就會(huì)呈現(xiàn)出燭焰清晰的倒立、放大的實(shí)像；
（6）把蠟燭放到40cm和50cm之間時(shí)，無(wú)論怎么移動(dòng)光屏也不能在光屏上看到像，當(dāng)他在放了光屏的這一側(cè)向凸透鏡看去，就會(huì)看到一個(gè)正立、放大的虛像；
（7）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，他總結(jié)出了凸透鏡成像的規(guī)律：
a：當(dāng)物體通過(guò)凸透鏡在光屏上成倒立縮小的像時(shí)，物距u＞2f，像距f＜v＜2f．
b：當(dāng)物體通過(guò)凸透鏡在光屏上成倒立等大的像時(shí)，物距u=2f，像距v=2f．
c：當(dāng)物體通過(guò)凸透鏡在光屏上成倒立放大的像時(shí)，物距f＜u＜2f，像距v＞2f．
d：當(dāng)通過(guò)凸透鏡在蠟燭同側(cè)看到蠟燭正立放大的像時(shí)，物距u＜f．
（8）實(shí)像都是倒立的，并且像和物在凸透鏡的異側(cè)；實(shí)像都是正立的，并且像和物在凸透鏡的同側(cè)．
故答案為：（1）A；
（2）蠟燭；光屏；
（3）倒立；縮小；
（4）倒立；等大；實(shí)；
（5）倒立；放大；實(shí)；
（6）正立；放大；虛；
（7）a：u＞2f；f＜v＜2f；
b：u=2f；v=2f；
c：f＜u＜2f；v＞2f；
d：u＜f；
（8）倒立；異側(cè)；正立；同側(cè)．

點(diǎn)評(píng)：此題探究凸透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)凸透鏡的選擇，同時(shí)還考查了對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，一定要熟練掌握凸透鏡成像特點(diǎn)與物距之間的關(guān)系．