Question

在探究凸透镜成像的实验中：
（1）在探究前，小明同学将凸透镜对着太阳光，把透镜逐渐向白纸移动，直到太阳光在白纸上会聚到一点（图1）．测量点到透镜的距离的目的是

测量凸透镜的焦距

（2）如图2所示，用焦距为10cm的凸透镜来探究成像规律，将蜡烛、凸透镜、光屏依 次放在光具座上． 点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度．其目的是使像成在

光屏的中央

．

（3）当烛焰距凸透镜位于图中刻度线位置时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、

放大

（选填“放大”或“缩小”）的实像．
（4）把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜．给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像．若取下远视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏

远离

（选填“远离”或“靠近”）透镜．
（5）在此实验的基础上，如果想探究凸透镜所成的实像的左右是否也是颠倒的，你的方法是

轻轻吹动蜡烛，看烛焰摆动的方向和它的像摆动的方向

．
（6）小明同学实验时发现，蜡烛燃烧的越来越短，而光屏上的像会逐渐向

上

移动．
（7）在探究凸透镜成像规律的实验中，他发现像距v和物距u是一一对应的，在如图3所示的四个图线中，能正确反映凸透镜成像规律的应该是

D

（A）图线A    （B） 图线B    （C）图线C    （D）图线D．

Answer 1

分析：（1）要掌握利用太阳光简单测量焦距的方法．使凸透镜正对着太阳光，找到焦点，测量焦点到凸透镜的距离，即为焦距．
（2）为使像能完整成在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上．
（3）解决此题要知道凸透镜的成像规律f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
（4）凸透镜物距不同时，成像的情况不同，以及物距减小，像距增大，像也增大．
（5）要知道凸透镜成倒立的实像，像与物不仅左右相反，而且上下相反．在利用烛焰进行验证时，上下相反可以直接看出．左右相反可以通过使火焰左右不同或发生变化来进行验证．
（6）根据凸透镜规律成的实像，都是倒立的来确定像的移动方向．
（7）①首先看清图象中的横轴表示物距，纵轴表示像距，根据凸透镜成像规律中的u=2f时，物距v=2f，求出其焦距．
②凸透镜成像时，像距、物距和焦距三者之间是有一定的联系的，若用一个公式表示，就是：

1

u

+

1

v

=

1

f

（其中u表示物距，v表示像距，f表示焦距），
③将ABCD4个图线中的物距、像距数值，分别代入

1

u

+

1

v

=

1

f

逐一分析即可得出结论．

解答：解：（1）图中，太阳光汇聚的一点是凸透镜的焦点，测量出焦点到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距．
故答案为：测量凸透镜的焦距．
（2）如图蜡烛、凸透镜、光屏在同一直线上，为了使像呈在光屏的中央，烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度．
故答案为：光屏的中央．
（3）当蜡烛位置位于50cm刻度线处时，u=12cm，即f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
故答案为：放大．
（4）把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜．给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像．若取下远视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏远离透镜．这是因为：凸透镜是会聚透镜，去掉凸透镜的时候，光线会聚的弱，所以应该使光屏远离透镜．
故答案为：远离．
（5）我们可以通过改变烛焰的形状，使其左右明显不对称．所以可以用嘴轻轻地向左侧或右侧吹气，观察像的摆动情况．
故答案为：轻轻吹动蜡烛，看烛焰摆动的方向和它的像摆动的方向．
（6）燃烧变短了，烛光点变低．我们看倒立的实像，蜡烛变短了，实像当然也会变短．但是实像是倒立的，所以像的烛光点变高．
故答案为：上．
解：A、因为A图线中，物距和像距始终相等，不符合凸透镜成像规律中的物距和像距的关系．故本选项不能正确反映凸透镜成像规律；
B、B图线中，随着物距的不断增大，像距在不断减小，不符合凸透镜成像规律中的物距和像距的关系．故本选项不能正确反映凸透镜成像规律；
C、图线C，当物距为15cm时，像距为15cm，由凸透镜成像规律可知，u=2f，v=2f，此时f=7.5cm，当物距为35cm时，像距为5cm，代入

1

u

+

1

v

≠

1

f

故本选项不能正确反映凸透镜成像规律；
D、图线D，当物距为10cm时，像距为10cm，由凸透镜成像规律可知，u=2f，v=2f，此时f=5cm，当物距为30cm时，像距为6cm，代入

1

u

+

1

v

=

1

f

故本选项能正确反映凸透镜成像规律．
故选D

点评：此题的最后一个小题对学生的要求比较高，第一，要求学生看懂图象，第二要求学生根据图象求出各自的焦距，第三，要求学生知道凸透镜成像时，像距、物距和焦距三者之间的关系，即

1

u

+

1

v

=

1

f

总之，此题难度较大，属于难题．