Question

小明在实验中提出这样的问题：凹透镜会成什么样的像？根据凸透镜成像的情况，小明他们对凹透镜的成像进行了猜想．为了验证自己的猜想，小明他们回顾探究凸透镜成像的研究过程，设计好了探究的方案，他们的探究过程大致如下：
①先找

实

像：他们将蜡烛分别放在u＞2f、2f＞u＞f、u＜f位置上，移动光屏寻找在光屏上所成的像．
②再找

虚

像：他们将光屏撤掉，仍将蜡烛分别放在u＞2f、2f＞u＞f、u＜f 位置上，将眼睛放在原来光屏位置，观察像的情况．
③实验记录如下：

物距u	在光屏上观察到的像	撤掉光屏直接用眼睛观察到的像
		大小	倒正
u＞2f	无	缩小	正立
2f＞u＞f	无	缩小	正立
u＜f	无	缩小	正立

④通过探究，小明他们又做了大量的实验，最终得出了凹透镜成像的规律：不论将物体放在凹透镜前的任何位置，凹透镜只能成

缩小

、

正立

、

虚

像．
⑤小明他们大致经历了如下几个步骤：

提出问题

、猜想、设计实验方案、进行实验、归纳分析、

得出结论

．在探究过程中，他们运用的主要研究方法是：

控制变量法

．
⑥小明通过查阅资料得知，眼镜的度数等于透镜焦距的倒数．他想，如何才能测出凹透镜的焦距呢？小马犯了难．现在，给你一支激光手电筒，一个硬纸板，请你帮小马解决这个问题．划出实验原理图（请画在方框内），说明操作步骤．

a、将凹透镜钳入白纸板，使光心恰好在纸板上； b、如图用激光手电筒，沿白纸板平行主光轴射向凹透镜； c、用铅笔在白纸板上描出折射光线； d、将凹透镜拿走，将画出的光线反向延长，于主光轴的交点（即凹透镜焦点）； e、用刻度尺量出焦点到光心的距离，即凹透镜焦距．

⑦小月同学平常眼睛近视，却一直没配戴眼睛，致使近视得越加厉害．通过这次探究，她感受到戴眼镜的重要性，于是就在同学的陪同下到眼镜店配了一副眼镜，竟然500度！她走出眼镜店，戴上眼镜刚下台阶，猛地一个趔趄差点摔倒．小马问她：“你怎么越戴眼镜越看不清路了？”她说：“你不知道，我一戴眼镜猛然发现地面似乎变高了！”请你帮她解释一下这是为什么？

Answer 1

分析：（1）实像可以在光屏上成像，且物像在凸透镜的两侧；
（2）虚像不能在光屏上成像，且物像位于凸透镜的同侧；
（3）根据表中数据可知凹透镜成像的特点；
（4）科学探究的基本要素是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作；实验过程中注意眼睛的位置和光屏的位置相同；
（5）根据题意可知，眼镜的度数等于100除以焦距，所以要测眼镜的度数，首先要测出眼镜即凹透镜的焦距；凹透镜的焦距可以用平行光聚焦法来测量；
（6）根据凹透镜的成像规律，即成缩小的像解释一戴眼镜猛然发现地面似乎变高的原因．

解答：解：
①能在光屏上呈现的像为实像，故移动光屏寻找的像为实像．
②凸透镜成虚像时，物像位于凸透镜的同侧，故将眼睛放在原来光屏的位置是观察虚像的情况．
④分析表中数据可知，不论将物体放在凹透镜前的任何位置，凹透镜只能成正立、缩小、虚像．
⑤由题干中“首先提出问题：凹透镜会成什么样的像？”、“最终得出了凹透镜成像的规律”可知小明他们大致还经历了提出问题、得出结论这两个步骤；
实验中眼睛的位置和光屏的位置相同，采用了控制变量法．
⑥眼镜的度数等于100除以焦距，要测量凹透镜的度数，首先要测量凹透镜的焦距；
凹透镜的焦距可以利用平行光聚焦法来测量，如图所示：

a、将凹透镜钳入白纸板，使光心恰好在纸板上；
b、如图用激光手电筒，沿白纸板平行主光轴射向凹透镜；
c、用铅笔在白纸板上描出折射光线；
d、将凹透镜拿走，将画出的光线反向延长，于主光轴的交点（即凹透镜焦点）；
e、用刻度尺量出焦点到光心的距离，即凹透镜焦距．
⑦凹透镜成缩小的虚像，所以戴上眼镜后，看起来地面与眼睛间的距离缩小，故地面看起来变高了．
故答案为：
①实；
②虚；
④正立、缩小、虚；
⑤提出问题、得出结论、控制变量
⑥实验原理图：如上图所示；
操作步骤：
a、将凹透镜钳入白纸板，使光心恰好在纸板上；
b、如图用激光手电筒，沿白纸板平行主光轴射向凹透镜；
c、用铅笔在白纸板上描出折射光线；
d、将凹透镜拿走，将画出的光线反向延长，于主光轴的交点（即凹透镜焦点）；
e、用刻度尺量出焦点到光心的距离，即凹透镜焦距；
⑦戴上眼镜后，看起来地面与眼睛间的距离缩小，所以地面看起来变高了．

点评：本题考查了探究凹透镜的成像规律，涉及到了实像和虚像的区别、测凹透镜焦距的方法、科学探究的环节以及控制变量发的原因，关键是分析表格中数据得出凹透镜的成像规律和应用，难度较大，对学生的综合能力要求较高．