Question

在“研究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）实验需要知道凸透镜的焦距大约是多少，如果没有太阳光，怎样利用白炽灯粗略地测量出焦距？说出你的办法．
（2）某同学在做实验时，先把蜡焰放在较远处，使物距大于2倍焦距，测出物距，然后移动凸透镜，观察光屏上成清晰的像时，测出像距，并记录像的大小、正倒和虚实．请问他的操作方法正确吗？为什么？
（3）点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏和蜡烛，光屏上始终没有出现蜡烛火焰的像，你认为产生这种现象的原因可能是什么？

烛焰、透镜、光屏的中心不在同一高度上

；
（4）若在光具座上进行实验时，手边有焦距为48cm、15cm和4cm的三个凸透镜，你认为选用焦距为

15

cm的凸透镜进行实验更为恰当．理由是：

48cm太大，光具座长度不够，4cm太小，测量结果不准确

；
（5）第1、2实验小组分别进行了若干次操作，并把实验数据准确记录在下面表格中．

	第1小组				第2小组
凸透镜焦距/cm	14	14	14	14	16	16	16	16
物距/cm	20	30	40	60	20	30	40	60
像距/cm	47	26	22	18	80	34	27	22
像的正倒	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立

请分析以上数据，你能得到什么结论？（写出一条即可）

Answer 1

分析：（1）当点光源离凸透镜很远时，光源射出的光线到凸透镜可以近似的看出平行光．然后根据聚焦法找到凸透镜的焦点，测量焦距．
（2）探究凸透镜成像时，当物距确定后，不能再改变蜡烛和凸透镜的位置，只能移动光屏，使光屏上出现清晰的像，然后测量像距大小．
（3）若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上．
有可能物体在焦点上，不能成像．可能是光具座的长度小于凸透镜的4倍焦距．
（4）探究凸透镜成像时，光具座的长度至少是凸透镜焦距的4倍；焦距太小时，实验范围比较小，测量不准确．
（5）由表格数据找出实验的共性结论，例如物距大于焦距成倒立的像；像距大于焦距成倒立的像；凸透镜成倒立的像时，物距增大，像距减小等等．

解答：解：（1）将电灯离凸透镜尽可能远（大于10倍焦距）并正对着凸透镜，凸透镜后面放上光屏，调节光屏到凸透镜的距离直到在光屏上出现清晰的最小最亮的点，这点是凸透镜的焦点，用刻度尺测出凸透镜到焦点的距离就近似等于透镜的焦距．
（2）使物距大于2倍焦距，测出物距，然后移动凸透镜，观察光屏上成清晰的像时，测出像距，并记录像的大小、正倒和虚实．此过程中，移动凸透镜，物距也发生的改变，所以操作方法不正确．
（3）点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏和蜡烛，光屏上始终没有出现蜡烛火焰的像可能是：
因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；
有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；
有可能物体在焦点上，不能成像； 可能是光具座的长度小于凸透镜的4倍焦距．
（4）用焦距为48cm、15cm和4cm的三个凸透镜进行实验，需要的光具座分别至少为192cm、60cm、16cm．光具座的长度大约是100cm，排除焦距是48cm的凸透镜．使用焦距是4cm的凸透镜，实验范围比较小，测量不准确，排除焦距是4cm的凸透镜，故选焦距是15cm的凸透镜．
（5）由表格数据知：物距大于焦距成倒立的像；像距大于焦距成倒立的像；凸透镜成倒立的像时，物距增大，像距减小等等．
故答案为：（1）将电灯离凸透镜尽可能远（大于10倍焦距）并正对着凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离直到在光屏上出现清晰的最小最亮的点，用刻度尺测出凸透镜到亮点的距离就近似等于透镜的焦距；
（2）操作不正确．在测出物距后，再移动凸透镜，物距发生了变化；
（3）烛焰、透镜、光屏的中心不在同一高度上（答案不唯一）；
（4）15；48cm太大，光具座长度不够，4 cm太小，测量结果不准确；
（5）物距大于焦距，凸透镜成倒立的像．

点评：（1）根据实验数据总结实验结论，是中考的热点问题．
（2）探究凸透镜成像实验时，光具座的长度至少是凸透镜焦距的4倍，这点学生容易忽视．