Question

17．一个实验小组探究凸透镜成像的实验，请你完成下面有关探究步骤．
（1）在组装和调试实验装置时，应使凸透镜和光屏的中心大致跟烛焰在同一直线上，使像成在光屏中央．经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把烛焰向上（选填“上”或“下”）调．
（2）实验时记录的有关资料如下表，（凸透镜的焦距f为10厘米）

实验次数	1	2	3	4	5	6
物距u（厘米）	30	25	20	15	17	5
像距v（厘米）	15	17	20	30	25	10
像的倒正	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	正立
像的大小与烛焰大小的比较	缩小	①	一样大	放大	放大	②

则请你完成表格中①②未填写的空格．①：缩小 ②：放大
（3）由实验4和5可得结论是2f＜u＜f成倒立放大的实像．举出此成像规律的应用在：投影机．
（4）实验小组同学评估实验时，发现可以利用凸透镜成像估测凸透镜的焦距，请你简述测量的方法：需要一根蜡烛、凸透镜、光屏及光具座．将蜡烛点燃，将这三者都依次放在光具座上，且使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，然后移动蜡烛及光屏，直到在光屏上成等大倒立的烛焰的像时，这时测量蜡烛到凸透镜的距离，然后再除以2，即为凸透镜的焦距．．

Answer 1

分析 （1）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，
光线过凸透镜的光心不改变方向，根据这个规律判断蜡烛移动的位置；
（2）根据凸透镜成像的几种情况和应用进行判断：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；
u=2f，成倒立、等大的实像，应用于求凸透镜的焦距；
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜；
（3）凸透镜成像时，一倍焦距是实像和虚像的分界线，物距大于一倍焦距时成实像；物距小于焦距是成虚像；
光屏能承接实像，光屏不能承接虚像；
凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大；
故据凸透镜成像规律的特点和应用分析即可判断；
（4）凸透镜成像时，当物距等于像距等于2倍焦距时，可成等大倒立的实像．

解答 解：（1）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，蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，发现在光屏的上方出现了清晰的像，根据光线过光心不改变方向，所以蜡烛应向上移动，或凸透镜向下移动，或光屏向上移动；
（2）①因为物距大于像距，所以物大于像，故成缩小的像，②焦点以内成正立放大的虚像；
（3）概括（4）、（5）次实验可得当物距大于焦距且小于2倍焦距时成倒立、放大、实像．应用投影仪；
（4）根据凸透镜成像规律，当物距等于像距等于2倍焦距时，可成倒立等大的实像．
测量方法：需要一根蜡烛、凸透镜、光屏及光具座．将蜡烛点燃，将这三者都依次放在光具座上，且使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，然后移动蜡烛及光屏，直到在光屏上成等大倒立的烛焰的像时，这时测量蜡烛到凸透镜的距离，然后再除以2，即为凸透镜的焦距．（1）同一高度  上（2）缩故答案为：（1）同一条直线上；上；（2）①缩小；②放大；（3）2f＜u＜f成倒立放大的实像；投影机；
（4）需要一根蜡烛、凸透镜、光屏及光具座．将蜡烛点燃，将这三者都依次放在光具座上，且使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，然后移动蜡烛及光屏，直到在光屏上成等大倒立的烛焰的像时，这时测量蜡烛到凸透镜的距离，然后再除以2，即为凸透镜的焦距．

点评 此题主要考查凸透镜成像规律，关键是熟记凸透镜成像特点，并能从图中读出物距与像距的关系．