【活动一】验证凸透镜成像的规律。
1. 实验目的：
验证：（1）当 $ u ＞ 2f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是倒立、缩小的实像。
（2）当 $ 2f ＞ u ＞ f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是倒立、放大的实像。
（3）当 $ u ＜ f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是正立、放大的虚像。
要顺利完成实验，先要解决如何确定像的位置的问题。
如图5-2-27所示，物距大于2倍焦距时，眼睛可以看到实像 $ A'B' $，在实像所在的位置放一面光屏，光屏就能承接到像。实验时为了便于确定实像的位置，我们用光屏承接像。
2. 实验器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏。
3. 实验过程：
（1）验证：当 $ u ＞ 2f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是倒立、缩小的实像。
①查出你所用凸透镜的焦距，$ f = $ 。
②如图5-2-28所示，将蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放在光具座上，蜡烛放在光具座的0刻度处（物距大于2倍焦距）。点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度。
③前后移动光屏，直到光屏上得到清晰的烛焰的像。（教师引导学生如何用光屏找到清晰的实像）
④在图5-2-28中标出物距和像距，并把实验中测得的物距和像距的数值写在图中。
⑤比较像和物得出成像规律，验证结论与作图结果是否相符。

结论：当 $ u ＞ 2f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是 、 的 像，与作图结果 （选填“相符”或“不符”）。
（2）验证：当 $ 2f ＞ u ＞ f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是倒立、放大的实像。
①将凸透镜向左移动靠近物体，直到满足 $ 2f ＞ u ＞ f $。移动光屏，直到光屏上得到清晰的烛焰的像。
为什么要移动光屏才能再次得到清晰的像？
②在图5-2-29中标出物距和像距，并将你在实验中测得的物距和像距的数值写在图中。
③比较像和物得出成像规律，验证结论与作图结果是否相符。

结论：当 $ 2f ＞ u ＞ f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是 、 的 像，与作图结果 （选填“相符”或“不符”）。
（3）验证：当 $ u ＜ f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是正立、放大的虚像。
①将凸透镜继续向左移动靠近物体，直到满足 $ u ＜ f $。前后移动光屏，光屏上能否得到清晰的烛焰的像？ 。
②移走光屏，眼睛沿图5-2-30所示的方向看透镜。
③比较像和物得出成像规律，验证结论与作图结果是否相符。

结论：当 $ u ＜ f $ 时，物体通过凸透镜所成的像相对于物体是 、 的 像，与作图结果 （选填“相符”或“不符”）。
【活动二】拓展内容。(注：只是实验体验，不必掌握，也不需要做此类习题)
图5-2-31中，在大于凸透镜2倍焦距的位置，点燃蜡烛，移动光屏接收到烛焰的像的性质是 。

1. 把蜡烛向上移一点，像会如何移动？ 。
2. 用白纸将凸透镜的一部分挡住，像会如何变化？ 。
3. 保持蜡烛和光屏位置不动，只移动凸透镜，能否使光屏上再次接收到烛焰的像？ 。此时物距与焦距的关系是 。此时像的性质是 。
4. 将蜡烛逐渐移近凸透镜（$ u ＞ f $），要如何移动光屏才能接收到像？ 。像的性质又有什么变化？ 。

3.（1）①按实际情况填写。
④ 按实际测量结果填写。
结论：倒立 缩小 实 相符
（2）① 物距较大时，像成在a处，光屏在a处可以接到清晰的像。当透镜向左移动到答图5-28所示的位置时，通过作图可知像成在b位置。如果光屏仍在a位置，光屏上承接不到清晰的像，所以必须移动光屏才能得到清晰的像。
② 按实际测量结果填写。
结论：倒立 放大 实 相符
（3）①不能
结论：正立 放大 虚 相符
【活动二】倒立、缩小的实像
1. 向下移动
2. 像会变暗
3. 能 $ f＜u＜2f $ 倒立、放大的实像
4. 让光屏远离透镜 像变大

【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，解题思路为：1. 牢记凸透镜成像的三大核心规律：当$u＞2f$时成倒立缩小实像，$2f＞u＞f$时成倒立放大实像，$u＜f$时成正立放大虚像，且虚像无法用光屏承接；2. 实验中物距变化会导致像距改变，实像位置随物距调整，因此需移动光屏才能找到清晰实像；3. 拓展问题需结合实像倒立特点、透镜遮挡的影响、光路可逆性等知识点分析。
【解析】
（1）①凸透镜焦距需按实际测量结果填写；④物距为蜡烛到凸透镜的距离，像距为凸透镜到光屏的距离，按实验测量值标注；当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，与作图结果相符。
（2）①当凸透镜向左移动，物距减小，根据成像规律像距会增大，原光屏位置无法承接清晰像，因此需移动光屏才能再次得到清晰像；②物距、像距按实验测量值标注；当$2f＞u＞f$时，成倒立、放大的实像，与作图结果相符。
（3）①当$u＜f$时成虚像，虚像无法用光屏承接，因此光屏不能得到清晰像；结论为正立、放大的虚像，与作图结果相符。
【活动二】当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像；1. 实像倒立，蜡烛向上移则像向下移动；2. 挡住透镜一部分，折射光线减少，像会变暗；3. 蜡烛和光屏不动时，根据光路可逆，移动凸透镜可再次成像，此时物距满足$f＜u＜2f$，成倒立、放大的实像；4. 蜡烛靠近凸透镜（$u＞f$），物距减小，像距增大，需让光屏远离透镜，且像会变大。
【答案】
（1）①按实际情况填写；④按实际测量结果填写；结论：倒立、缩小、实、相符
（2）①物距减小，像距增大，原光屏位置无法承接清晰像，需移动光屏；②按实际测量结果填写；结论：倒立、放大、实、相符
（3）①不能；结论：正立、放大、虚、相符
【活动二】倒立、缩小的实像
1. 向下移动
2. 像变暗
3. 能；$f＜u＜2f$；倒立、放大的实像
4. 让光屏远离透镜；像变大
【知识点】
凸透镜成像规律、实像与虚像、光路可逆
【点评】
本题是凸透镜成像规律的基础实验题，覆盖了实验操作、规律验证及拓展应用，核心考查学生对成像规律的理解与应用，是光学实验的重点内容。
【难度系数】
0.5