Question

1．探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中：

（1）王聰同學(xué)先將凸透鏡正對著太陽光，調(diào)整凸透鏡和白紙間的距離，直到太陽光在白紙上會聚成一個最小、最亮的點，如圖1所示，這一操作的目的是測量凸透鏡的焦距；
（2）將凸透鏡、蠟燭和光屏放在光具座上進(jìn)行實驗時，王聰點燃蠟燭，沿光具座移動光屏，發(fā)現(xiàn)光屏上的像不完整（如圖2所示），要在光屏上看到完整的像，你的操作是光屏向上移（或蠟燭向上移或凸透鏡向下移）．
（3）問題解決后，王聰經(jīng)過規(guī)范操作，測量準(zhǔn)確，實驗記錄如表：

序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30.00	10.91	a
2	16.00	16.00	倒立，等大，實像
3	12.00	24.00	b
4	6	/	正立、放大、虛像

①根據(jù)上表信息可知凸透鏡的焦距f=8cm；
②表格中有幾項內(nèi)容漏寫了，請你幫助填補(bǔ)：a倒立、縮小、實像；b倒立、放大、實像；
③小雪小組做此實驗時，對實驗裝置進(jìn)行了改進(jìn)，他們不用蠟燭，而用由幾個發(fā)光二極管做成“F”字樣的發(fā)光體進(jìn)行實驗（如圖3所示），你認(rèn)為其好處是亮度更大（不受風(fēng)的影響，不會象蠟燭一樣會燒短等）．（寫出一點即可）

Answer 1

分析 （1）要掌握利用太陽光簡單測量焦距的方法．使凸透鏡正對著太陽光，找到焦點，測量焦點到凸透鏡的距離，即為焦距；
（2）當(dāng)燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度時，像不能成在光屏的中心．
（3）①凸透鏡成像時，u=2f，成倒立、等大的實像，v=2f，利用物距和焦距的關(guān)系求凸透鏡的焦距．
②比較物距和焦距的關(guān)系，判斷凸透鏡成像的性質(zhì)．
③要解決此題，需要分析二極管與燭焰的區(qū)別：二極管比燭焰的亮度更大，并且形狀更特別，在研究時更容易理解倒立實像的含義．并且二極管發(fā)光比較環(huán)保安全．蠟燭在燃燒時會消耗而變短，同時遇到風(fēng)會晃動．

解答 解：（1）白紙上的最小最亮的亮斑是該凸透鏡的焦點，焦點到凸透鏡的距離為焦距，所以這一步操作的目的是為了測量凸透鏡的焦距．
（2）由圖可知，像成在光屏的上方，要使像成在光屏的中央，可以使蠟燭向上移動，或把凸透鏡向下移動，或把光屏向上移動．
（3）①由表中數(shù)據(jù)可知，物距u=f=16cm，成倒立、等大的實像，所以凸透鏡的焦距f=8cm．
②a：物距u=30cm，u＞2f，成倒立、縮小的實像．
b：物距u=12cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．
③發(fā)光二極管比燭焰的亮度更大、更環(huán)保，更容易看出倒立實像不僅是上下相反、而且是左右相反．同時蠟燭燃燒有火焰，不如發(fā)光二極管安全．火焰在有風(fēng)的時候會晃動，同時蠟燭會越燒越短，而二極管不會．
故答案為：（1）測量凸透鏡的焦距；（2）光屏向上移（或蠟燭向上移或凸透鏡向下移）；（3）①8；②倒立、縮小、實像；倒立、放大、實像；③亮度更大（不受風(fēng)的影響，不會象蠟燭一樣會燒短等）．

點評 此題是探究凸透鏡成像的實驗，考查了焦距的測量方法、凸透鏡成像規(guī)律．要熟記規(guī)律，特別注意成像特點與物距之間的關(guān)系．同時考查了學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，要認(rèn)真分析各物理量的變化情況，找出其中的聯(lián)系．