Question

小雪小組在“探究凸透鏡成像大小與焦距的關(guān)系”實驗中，對課本的實驗裝置進行了改進，如圖所示．
（1）他們不用蠟燭，而用由幾個發(fā)光二極管做成“F”字樣的發(fā)光體進行實驗，你認為其好處是

可以增加物體的亮度，使成像更清晰

．（寫出一點即可）
（2）為了確定凸透鏡的焦距，小捷將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個

亮點

（填“亮點”或“亮環(huán)”）為止，測得它與凸透鏡中心的距離為10cm，確定出焦距f=

10cm

（填“5cm”或“10cm”）；小明則將二極管由距透鏡90cm處移至距透鏡120cm處的過程中，在光屏上所成的像與透鏡間的距離均約為5cm，透鏡的焦距約為

5

cm，判斷的依據(jù)是

當(dāng)物距遠大于2倍焦距（10倍焦距外）時，所成的像，在焦點附近

．
（3）他們又找了一個焦距為8cm的凸透鏡，用三個焦距不同的凸透鏡進行實驗，數(shù)據(jù)記錄如下表．
分析表中數(shù)據(jù)可知，在物距一定時，凸透鏡的焦距越大，所成實像的像距

越大

；根據(jù)你所學(xué)凸透鏡成像規(guī)律分析，此時所成像的大小

越大

（均選填“越大”、“越小”或“不變”）
（4）小雪將二極管、凸透鏡和光屏調(diào)到上圖所示位置時，在光屏上得到了一個清晰的像，這個像一定是

放大

（填“放大”、“縮小”或“等大”），但小捷將二極管和透鏡固定后，無論怎樣移動光屏，都不能在光屏上得到像，原因可能是

u≤f

（寫出一個即可）．

次數(shù)	物距u/cm	焦距f/cm	像距v/cm
1	15	5	7.5
2		8	17.5
3		10	29.0

Answer 1

分析：（1）要解決此題，需要分析二極管與燭焰的區(qū)別：二極管比燭焰的亮度更大，并且形狀更特別，在研究時更容易理解倒立實像的含義．并且二極管發(fā)光比較環(huán)保安全．
蠟燭在燃燒時會消耗而變短，同時遇到風(fēng)會晃動．
（2）①要解決此題，首先要掌握焦點和焦距的概念：平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可．
②凸透鏡成實像時，物遠像小像變小，當(dāng)物距很大時，像距非�？拷�焦點．
（3）在解決此題時，需要仔細分析透鏡焦距的變化和像距的變化．
并且要掌握凸透鏡成像的規(guī)律，知道物距越小，像距越大，成的像也越大．
（4）①當(dāng)物距大于像距時，且能成清晰的像時，應(yīng)是放大的實像，而當(dāng)物距小于像時，也成清晰的像時，應(yīng)是縮小的實像．
②首先從實驗器材的安裝上考慮：若凸透鏡成實像，器材安裝必須能保證能呈現(xiàn)在光屏上；
其次要考慮物距焦距關(guān)系，保證成實像，才能成像在光屏上．

解答：解：（1）發(fā)光二極管比燭焰的亮度更大、更環(huán)保，更容易看出倒立實像不僅是上下相反、而且是左右相反．
同時蠟燭燃燒有火焰，不如發(fā)光二極管安全．火焰在有風(fēng)的時候會晃動，同時蠟燭會越燒越短，而二極管不會．
故好處有：可以增加物體的亮度，使成像更清晰；便于觀察凸透鏡成像的性質(zhì)；所成的像不會晃動，更加穩(wěn)定；跟燃燒蠟燭相比，LED發(fā)光體更安全、環(huán)�！�
故答案為：可以增加物體的亮度，使成像更清晰．
（2）①為了確定凸透鏡的焦距，首先要找到凸透鏡的焦距，所以將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個最小、最亮的點，便為焦點．焦點到凸透鏡中心的距離為10cm，所以此凸透鏡的焦距為10cm．
②從“小明將蠟燭由距透鏡90cm處移至距透鏡120cm處的過程中，在光屏上所成的像與透鏡間的距離均約為5cm”，可知當(dāng)物體到凸透鏡的距離遠遠大于二倍焦距時，像距稍大于焦距，所以透鏡的焦距約為5cm；
故答案為：亮點；10cm；5；當(dāng)物距遠大于2倍焦距（10倍焦距外）時，所成的像，在焦點附近．
（3）由表格中數(shù)據(jù)可知，物距一定，凸透鏡的焦距在增大，成像的像距也在增大．
根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，在換用焦距更大的凸透鏡時，其實是減小了物距，所以像距增大，成的像也會更大．
故答案為：越大；越大．　　　
（4）①當(dāng)如圖位置時，像距大于物距，光屏上恰能成一個清晰倒立的像．由凸透鏡成像規(guī)律可知，像一定是放大的；
②從實驗裝置上考慮：實驗時若像很遠，像距很大，光具座不夠長，則光屏不會接收到像；蠟燭、透鏡、光屏若不在同一高度上，所成的像有可能不能呈現(xiàn)在光屏上；
從成像規(guī)律上考慮：若蠟燭恰好放在焦點上，則不會成像；放在焦點以內(nèi)，則會成正立放大的虛像，虛像不會呈現(xiàn)在光屏上．
故答案為：放大；u≤f．

點評：①此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律實驗，與以往不同，換用了二極管做光源，在分析時要注意找到二極管比燭焰優(yōu)越的地方．
②本題考查了對凸透鏡成像的探究，在調(diào)節(jié)實驗器材時，使三心在同一高度，這樣成像在光屏的中央，物遠像小像變小，當(dāng)物距很大時，像距非�？拷�焦點．從成像圖中看出，物距小于像距，得到的是倒立、放大的實像．當(dāng)光屏上得不到像時，從不成像、成虛像、成實像但由于光具座不夠長接收不到上考慮．