Question

“探究凸透镜成像规律”的实验
【测量凸透镜的焦距】
将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距约是        cm。
【评估实验方案】
方案甲：分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距?和二倍焦距2?处，调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点，分析总结得出凸透镜成像规律。
方案乙：除甲中的做法外，还应该将蜡烛放在大于2?的某一位置，大于?小于2?的某一位置，观察并记录对应的成像情况，才能总结出凸透镜的成像规律。
方案丙：把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近，通过不断调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像，以及成像的特点，包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势，尤其是在?和2?处所成像的情况，总结得出凸透镜成像的规律。
方案丁：与丙不同的是，将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离，其他步骤相同。
以上四种方案中，哪些是科学合理的：           （甲/乙/丙/丁）
【解决实验中的问题】
（1）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向       （上/下）调节。

（2）小丽同学在做实验时，发现无论怎样调节光屏的位置，都不能在光屏上呈现清晰的像。请你写出一种可能的原因：                                                       。

Answer 1

10  丙丁   上   蜡烛在焦距以内

试题分析：首先根据凸透镜焦点和焦距的定义得出凸透镜的焦距．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点的凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．探究凸透镜成像规律包括：物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质；一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同；物距逐渐减小时像距和像的变化规律等．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，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．成虚像时，在光屏上也找不到像。
（1）凸透镜正对太阳光，是平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后得到最小最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点．焦点距光心10cm，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）甲方案只探究了一倍焦距f和二倍焦距2f处，像的性质，不全面，不合理．
乙只是探究了大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，探究不全面，并且在一个范围内只测了一个位置，实验结论很具有偶然性，不合理．
丙方案探究物距逐渐减小时物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质；一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同；物距逐渐减小时像距和像的变化规律等．探究比较全面，科学合理．
丁方案探究物距逐渐增大时物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质；一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同；物距逐渐减小时像距和像的变化规律等．探究比较全面，科学合理．
（3）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心，如图光屏的位置偏低，使光屏上移．
（4）成虚像时，在光屏上也找不到像。