Question

14．生活中的許多光學(xué)儀器上都使用了凸透鏡，那么凸透鏡所成的像都有哪些特點呢？在物理課上，小樂做的同學(xué)們想通過實驗來探究“凸透鏡的成像規(guī)律”，
（1）進(jìn)行實驗前，小樂挑選透鏡時，分別用焦距都是10cm的透鏡甲和透鏡乙看紙上的字．觀察到了如圖1所示的情景，你認(rèn)為他應(yīng)該選擇乙（選填“甲”或“乙”）透鏡來進(jìn)行實驗．

（2）小樂選好透鏡后，將儀器安裝在光具座上，點燃蠟燭后，發(fā)現(xiàn)燭焰在光屏上所成的像如圖1所示太偏，這是因為他漏掉了一個操作步驟，這一步驟是調(diào)整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上．
（3）小樂組的同學(xué)們分工合作，一邊實驗擦uo做，一邊將數(shù)據(jù)和有關(guān)的現(xiàn)象記錄在表中，他們評估時，感覺其中第2次的實驗記錄是錯誤的．

實驗次數(shù)	物距u/cm	成像特點
1	30	倒立、縮小的實像
2	20	倒立、放大的實像
3	16	倒立、放大的實像
4	8	正立、放大的虛像

（4）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗器材中，傳統(tǒng)的發(fā)光物體為燃燒的蠟燭，光屏為普通的白板．組里的小偉同學(xué)對它們進(jìn)行了改進(jìn)：他在有方格的白紙板上裝了6個發(fā)光二極管做發(fā)光物體，如圖2甲所示．又用這種有同樣大小方格的白紙板做光屏．如圖2乙所示，改進(jìn)后，實驗器材，在探究成像特點時，最主要的優(yōu)點和缺點分別是優(yōu)點是穩(wěn)定、更明亮；缺點發(fā)光二極管組成“T”型左右位置是否發(fā)生倒置不能體現(xiàn)出．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對光線有會聚作用，能成放大的虛像；凹透鏡對光線有發(fā)散作用，能成縮小的虛像；
（2）在探究“凸透鏡的成像規(guī)律”實驗時，先要把儀器安裝在光具座上，為保證像成在光屏中央，須調(diào)整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度；
（3）當(dāng)u=2f時，凸透鏡成等大倒立的實像；
（4）在凸透鏡成像實驗中，所成的像越穩(wěn)定、越明亮就越容易觀測，得出的結(jié)論更準(zhǔn)確；在觀察所成的像的正倒時，要考慮上下、左右是否發(fā)生倒置；

解答 解：（1）甲所成的縮小的虛像，為凹透鏡；乙成的是放大的虛像，為凸透鏡；本題探究“凸透鏡的成像規(guī)律”；
（2）實驗中發(fā)現(xiàn)燭焰在光屏上所成的像太偏，表明凸透鏡、光屏、燭焰的中心不在同一高度；
（3）本題中所采用的凸透鏡的焦距為10cm，當(dāng)u=20cm=2f時，應(yīng)成倒立等大的實像；
（4）燭焰的形狀會受風(fēng)的影響，并且燭焰和像的大小關(guān)系不容易確定，實驗中用發(fā)光二極管做光源，這樣成的像比較穩(wěn)定，亮度比燭焰也強(qiáng)；但由于二極管做成“T”型，所成的像與物相比較，上下是否倒置容易觀察，但左右是否倒置不易觀察．
故答案為：（1）乙；（2）調(diào)整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度；（3）2；（4）優(yōu)點是像更穩(wěn)定、更明亮；缺點是發(fā)光二極管組成“T“型左右位置是否發(fā)生倒置不能體現(xiàn)出．

點評 此題是探究凸透鏡成像實驗，對實驗中出現(xiàn)問題的分析旨在考查實驗步驟的嚴(yán)密性，同時用發(fā)光二極管來代替蠟燭實驗，更具有優(yōu)越性．