Question

3．A：小強(qiáng)用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等器材探究凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律．
（1）探究前，小強(qiáng)讓一束平行于透鏡主軸的光射向凸透鏡．在光屏上形成一個(gè)最小、最亮的光斑，由圖1可知，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，該凸透鏡的焦距是10cm．
（2）探究時(shí)，小強(qiáng)依次改變蠟燭的位置，移動(dòng)光屏找到清晰的像，記錄了下表所示的數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
物距/cm	50	40	35	30	25	20	15
像距/cm	12.5	13.3	14	15	16.7	20	30

由上表可知，第3次實(shí)驗(yàn)中，凸透鏡所成的像為倒立、縮小的實(shí)像，第7次成的像比第6次成的像大（選填“大”或“小”）．實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后蠟燭變短了，要使蠟燭的像仍在光屏中心，應(yīng)將光屏向下移動(dòng)．
（3）探究后，小強(qiáng)總結(jié)了凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律．圖2中，燭焰在光屏上成了一個(gè)清晰的像，小強(qiáng)正確判斷出了這是倒立、放大的實(shí)像；如果保持蠟燭和光屏的位置不變，只移動(dòng)中間的凸透鏡可使光屏上再次出現(xiàn)一個(gè)清晰的像，則應(yīng)向右移動(dòng)凸透鏡．
B：為了探究光的反射定律，小明準(zhǔn)備了一塊平面鏡、一塊畫有ON的平整白色硬紙板、直尺、量角器及鉛筆，計(jì)劃組裝成如圖3所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）這個(gè)實(shí)驗(yàn)還需要的一個(gè)重要器材是激光筆；
（2）在實(shí)驗(yàn)中白色硬紙板能顯示反射光線和入射光線，也能方便地測(cè)量反射角和入射角；
（3）如果紙板與平面鏡不垂直，入射光沿紙板照射后將會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是在紙板上看不到反射光線．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中你是如何驗(yàn)證入射光線、反射光線、法線在同一平面上？將紙板向后折，在紙板上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線是在同一平面內(nèi)的．．

Answer 1

分析 A：（1）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)．焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距．
（2）根據(jù)物距和焦距、像距和焦距判斷凸透鏡成像情況：u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f．凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大．
探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，根據(jù)物距和像距的關(guān)系，能判斷凸透鏡的成像情況：
物距大于像距，成倒立、縮小的實(shí)像；
物距等于像距，成倒立、等大的實(shí)像；
物距小于像距，成倒立、放大的實(shí)像．
B：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定這個(gè)實(shí)驗(yàn)還需要的一個(gè)重要器材．
（2）白色物體可以反射所有的光，實(shí)驗(yàn)中用白色硬紙板可以顯示光路，也能方便地測(cè)量反射角和入射角的大��；
（3）根據(jù)反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)是否能看到光線可以探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)．

解答 解：
A：（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，說明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；
由圖1可知：焦點(diǎn)到光心的距離是40cm-30cm=10cm，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）由上表可知，第3次實(shí)驗(yàn)中，u＞2f，故凸透鏡所成的像為倒立、縮小的實(shí)像，
由凸透鏡成像規(guī)律可知，第7次成的像是倒立放大的實(shí)像，第6次成的像是倒立等大的實(shí)像，所以第7次成的像比第6次成的像大；
實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實(shí)像，所以成的像將靠近光屏的上方，所以應(yīng)向下移動(dòng)透鏡，或向上移動(dòng)光屏．
（3）如圖，物距小于像距，成倒立、放大的實(shí)像；當(dāng)蠟燭和光屏的位置不變時(shí)，只移動(dòng)中間的凸透鏡，要使光屏上再次出現(xiàn)一個(gè)明亮清晰的像，可以向右移動(dòng)凸透鏡，物距等于像距，成倒立、等大的實(shí)像；物距大于像距，成倒立、縮小的實(shí)像．
B：（1）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證光的反射定律，所以必須有光源，例如激光筆；
（2）由于白色物體可以反射所有的色光，所以在實(shí)驗(yàn)中白色硬紙板能顯示光路，即反射光線和入射光線，也能方便地測(cè)量反射角和入射角；
（3）由于反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，若紙板與平面鏡不垂直，入射光沿紙板照射后將不能在硬紙板上看到反射光線．
（4）如圖所示的操作，將紙板向后折，在紙板上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線是在同一平面內(nèi)的．
故答案為：
A：（1）會(huì)聚；10；（2）縮�。淮螅幌�；（3）放大；右．
B：（1）激光筆；（2）反射光線和入射光線；反射角和入射角；（3）在紙板上看不到反射光線；（4）將紙板向后折，在紙板上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線是在同一平面內(nèi)的．

點(diǎn)評(píng) （1）根據(jù)物距和焦距、像距和焦距的關(guān)系判斷凸透鏡成像的情況，根據(jù)物距和像距的關(guān)系也能判斷凸透鏡的成像情況．
（2）此題是探究光的反射定律．要熟記光的反射定律的內(nèi)容，并且要搞清每一個(gè)相對(duì)內(nèi)容的得出，特別是反射光線、入射光線、法線的關(guān)系，要掌握實(shí)驗(yàn)的目的和操作方法及結(jié)論．