Question

某小组在探究凸透镜成像规律时，不小心将透镜掉在地上碎成三块．他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等，于是选取其中一块镜片，准备测量其焦距．

（1）请你设计一个简单实验，测量所选镜片的焦距．所用的主要器材有平行光源、光屏和______；在图1中虚线框内画出你所设计的实验示意图．（图中镜片已画出）
（2）测量后，发现这块镜片的焦距与原透镜相等，由此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论．他们这种推断方法存在的主要问题是______．
（3）在探究凸透镜成像的实验中，由于蜡烛火焰的高度不合适，在光屏上得到如图2所示不完整的像，要得到蜡烛火焰完整的像，应将蜡烛向______调节．
（4）如图3所示，是探究凸透镜成像规律实验时发光体AB所处的位置，请你根据所学的透镜知识用特殊光线作出AB在光屏上所成的像的大致位置．

Answer 1

【答案】分析：（1）要想测量凸透镜的焦距，首先让平行光源平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚成最小、最亮的光斑，找到凸透镜的焦点，测量光心到焦点的距离就是凸透镜的焦距．测量凸透镜的焦距时，首先要用光屏承接最小、最亮的光斑，然后用刻度尺测量光心到焦点的距离．
（2）通过实验数据得出实验结论，要进行多次实验，只有一次实验不能得到科学性结论．
（3）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心同一条直线上，像才能呈在光屏的中心．
（4）利用凸透镜的三条特殊光线进行作图确定物体A的位置：过光心不改变方向；平行于主光轴的光线过凸透镜会聚在焦点上；过焦点的光线经凸透镜平行于主光轴射出．
解答：解：（1）所用的主要器材有平行光源，光屏，刻度尺，光屏便于找到焦点，刻度尺测出焦距．

故答案为：刻度尺．
（2）只测一块镜片焦距和凸透镜的原焦距相等，一次实验很具有偶然性，要测量多个碎片的焦距，然后总结结论．
故答案为：只测一块镜片焦距具有偶然性．
（3）凸透镜成像能呈现在光屏上是实像．实像在光屏的上方，要么烛焰太低，要么光屏太低，所以使蜡烛上移或使光屏上移．
故答案为：上．
（4）连接AO并延长，过A点作主光轴的平行线交凸透镜一点，连接该点和凸透镜的焦点F并延长，与AO的延长线交于一点A′，该点是物体AB的A点像的位置，作该点垂直于主光轴，即为AB在光屏上所成的像的大致位置．如下图所示：

点评：（1）要得到凸透镜的焦距，必须使用平行光源，并且平行光源要和主光轴平行．
（2）初中物理用实验探究物理问题时，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性．