Question

5．如图所示：甲、乙分别是“探究平面镜成像特点”和“探究凸透镜成像规律”的实验装置．

（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，为便于观察，该实验最好在较黑暗（较明亮/较黑暗）环境中进行；此外，采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到A蜡烛像的同时，也能观察到蜡烛B，巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题．
（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，保持凸透镜位置不动，将蜡烛从远处逐渐向凸透镜的焦点靠近时，要想在光屏上得到清晰的烛焰的像，光屏应向远离．（选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动．
（3）当蜡烛移到图乙所示位置时，光屏上出现清晰的烛焰的像，请你指出甲、乙两图中平面镜成像与凸透镜成像的一个不同点平面镜成虚像，凸透镜成实像．
（4）另一个同学在利用凸透镜做实验时发现无论怎样光屏，光屏上都无法得到像，请写出一个可能的原因：物体放在一倍焦距以内．
（5）若在乙图中光具座上进行实验时，手边有焦距为48cm、15cm、4cm的三个凸透镜，你认为选用焦距为15cm的凸透镜进行实验最为恰当．

Answer 1

分析 （1）进行平面镜成像实验时，物体和环境的对比度越大，物体越亮，物体在平面镜中成像越清晰．
探究平面镜成像实验中，要用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系．
（2）凸透镜成像实验中，当物距离变大时，像距变小，像的大小也变小；当物距变小时，像距变大，像的大小也变大．
（3）平面镜成像特点：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等．
凸透镜成像特点：u＞2f，成倒立、缩小的实像；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；u＜f，成正立、放大的虚像．
（4）在光屏上得不到清晰像的可能有多种：物体是否成像；若成像，是否成的是实像；即使成的是实像，三者的中心是否在同一高度．从以上几个方面考虑去解决此题．
（5）选用凸透镜的依据是光具座的标尺刻度范围，若透镜的焦距过大，则有可能出现光具座的端点与凸透镜之间的距离满足不了物距或者像距大于二倍焦距这个要求，导致不易观察物体在凸透镜中的各种物距下的成像情况．
若焦距过小，则会出现研究物体在一倍焦距与二倍焦距之间的成像情况时，改变物体位置，容易超过其范围：超过二倍焦距，或低于一倍焦距．

解答 解：（1）点燃的蜡烛是成像物体，比较亮，环境越黑暗，蜡烛和环境的对比度越大，蜡烛成像越清晰．
采用透明玻璃板代替平面镜，虽然成像不如平面镜清晰，但却能在观察到蜡烛A像的同时，也能观察到代替蜡烛A的蜡烛B，当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系．
（2）根据凸透镜成实像时的变化规律，物距变近，像距变远，要得到清晰的像应将光屏远离凸透镜，此时像的大小变大；
（3）甲图，平面镜成正立、等大的虚像；乙图，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像．
（4）物体此时距透镜的距离有可能恰好为一倍焦距，此时物体不成像．所以光屏上没有清晰的像．
物体此时距透镜的距离有可能小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像，由于虚像不是由实际光线会聚而成，所以光屏上也不会有清晰的像．
物体此时的距离即使大于一倍焦距，成实像，若蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上，此时光屏上也不会有清晰的像．
（5）因为实验室的光具座的长度约为1m，选择15cm的凸透镜进行实验才能方便观察物距大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距时的各种成像的规律．
故答案为：（1）较黑暗；B蜡烛；（2）远离；（3）平面镜成虚像，凸透镜成实像；（4）物体放在一倍焦距以内；（5）15．

点评 把所学知识进行对比记忆是学习的一种好方法．
①平面镜直立放置时，成像是正立的，平面镜水平放置时，所成的像是倒立的，注意区分；
②凸透镜成实像时如果物距变小，那么像距变大，像的大小也变大，凸透镜成虚像时，如果物距变小，那么像距变小，像的大小也变小．