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1. 小荣用凸透镜(焦距为8 cm)、光屏、“F”字样的LED光源(如图甲)、光具座对凸透镜成像规律进行了探究。
【问题·假设】
(1)小荣用凸透镜看近处和远处的物体时，发现它们的成像特点不同，于是他猜想凸透镜的成像特点可能跟
【方案·证据】
(2)为了使像成在光屏中央，实验前应使凸透镜光心、
(3)如图乙所示，小荣把光源放在距凸透镜较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使光源在光屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，测出物距$u$和像距$v$；保持凸透镜的位置不动，把光源向凸透镜靠近，多次改变物距，重复以上操作。部分实验数据如下：
|实验序号|物距$u$/cm|像距$v$/cm|像的大小|像的正倒|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|20.0|13.3|缩小|倒立|
|2|18.0|14.4|缩小|倒立|
|3|16.0|16.0|等大|倒立|
|4|14.0||放大|倒立|
|5|12.0|24.0|放大|倒立|
|6|10.0|40.0|放大|倒立|
|7|8.0|/| | |
|8|6.0|/| | |
|9|4.0|/| | |
【解释·论证】
(4)分析实验数据发现，当物距在8～16 cm之间时，成
(5)当物距小于8 cm时，光屏上不能承接到光源的像，这时通过透镜可以看到
(6)小荣分析数据发现，有两个物距非常特殊，物距为
【交流·评估】
(7)小德认为小荣的实验结论存在一定的偶然性，为了得到普遍结论，小荣接下来的操作应该是
(8)小点用“A”形LED光源进行实验。小荣认为选择“F”形光源更好，原因是“A”形光源不能观察像与物体的
(9)某次实验中，小荣发现有一只小飞虫恰好落在了透镜的上半部分，则小荣
(10)如图丙所示，实验时把一个不透明且不光滑的挡板放在如图丙所示的位置，则小荣
(11)若光源位于凸透镜主光轴上的点$P$，对称切除透镜很小一部分，如图丁所示，再把上、下半截透镜向原主光轴位置靠拢合在一起，则光源能成
【问题·假设】
(1)小荣用凸透镜看近处和远处的物体时，发现它们的成像特点不同，于是他猜想凸透镜的成像特点可能跟
物体
到凸透镜的距离有关。【方案·证据】
(2)为了使像成在光屏中央，实验前应使凸透镜光心、
光源
中心和光屏中心在同一高度。(3)如图乙所示，小荣把光源放在距凸透镜较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使光源在光屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，测出物距$u$和像距$v$；保持凸透镜的位置不动，把光源向凸透镜靠近，多次改变物距，重复以上操作。部分实验数据如下：
|实验序号|物距$u$/cm|像距$v$/cm|像的大小|像的正倒|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|20.0|13.3|缩小|倒立|
|2|18.0|14.4|缩小|倒立|
|3|16.0|16.0|等大|倒立|
|4|14.0||放大|倒立|
|5|12.0|24.0|放大|倒立|
|6|10.0|40.0|放大|倒立|
|7|8.0|/| | |
|8|6.0|/| | |
|9|4.0|/| | |
【解释·论证】
(4)分析实验数据发现，当物距在8～16 cm之间时，成
倒立、放大
的实像；当物距大于16 cm时，成倒立、缩小
的实像。(5)当物距小于8 cm时，光屏上不能承接到光源的像，这时通过透镜可以看到
正立、放大
(填像的性质)的虚像。(6)小荣分析数据发现，有两个物距非常特殊，物距为
8.0
cm处是成实像和虚像、倒立像和正立像的分界点，物距为16.0
cm处是成放大像和缩小像的分界点。进一步分析发现这两个物距分别是该透镜的1
倍焦距和2
倍焦距的长度。【交流·评估】
(7)小德认为小荣的实验结论存在一定的偶然性，为了得到普遍结论，小荣接下来的操作应该是
换用不同焦距的凸透镜重复实验
。(8)小点用“A”形LED光源进行实验。小荣认为选择“F”形光源更好，原因是“A”形光源不能观察像与物体的
左右
(填“大小”或“左右”)关系。(9)某次实验中，小荣发现有一只小飞虫恰好落在了透镜的上半部分，则小荣
不能
(填“能”或“不能”)在光屏上看到小飞虫的像。(10)如图丙所示，实验时把一个不透明且不光滑的挡板放在如图丙所示的位置，则小荣
能
(填“能”或“不能”)看到像。(11)若光源位于凸透镜主光轴上的点$P$，对称切除透镜很小一部分，如图丁所示，再把上、下半截透镜向原主光轴位置靠拢合在一起，则光源能成
2
个像。答案
1.(1)物体 (2)光源 (4)倒立、放大；倒立、缩小 (5)正立、放大 (6)8.0；16.0；1；2 (7)换用不同焦距的凸透镜重复实验 (8)左右 (9)不能 (10)能 (11)2
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的探究实验展开，需结合实验操作要求、成像规律及实验细节逐一分析：
1. 猜想成像影响因素：近处、远处物体的差异是物体到凸透镜的距离，故猜想与物距（物体到透镜距离）有关；
2. 实验前调节要求：需使凸透镜光心、光源中心、光屏中心同高，确保像成在光屏中央；
3. 数据规律分析：根据物距范围对应像的大小、正倒，总结成像分界点；
4. 虚像特点：物距小于焦距时成正立放大虚像，虚像无法用光屏承接；
5. 实验普遍性：换用不同焦距透镜重复实验可避免偶然性；
6. 光源选择：“F”形光源左右不对称，便于观察像与物体的左右关系；
7. 透镜遮挡分析：小飞虫在透镜上成虚像，光屏无法承接；挡板仅挡部分光线，像仍完整；
8. 透镜切除后：合为两个独立透镜，各成一个像。
【解析】
(1) 小荣观察近处、远处物体成像不同，差异是物体到凸透镜的距离，故猜想凸透镜成像特点跟物体到凸透镜的距离有关；
(2) 实验前为使像成在光屏中央，需调节凸透镜光心、光源中心、光屏中心在同一高度；
(4) 由实验数据：物距在8～16cm之间时，像为倒立、放大的实像；物距大于16cm时，像为倒立、缩小的实像；
(5) 物距小于8cm（小于焦距）时，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接；
(6) 物距为8.0cm（1倍焦距）是实像与虚像、正倒像的分界点；物距为16.0cm（2倍焦距）是放大与缩小实像的分界点；
(7) 为避免实验偶然性，得到普遍结论，应换用不同焦距的凸透镜重复实验；
(8) “A”形光源左右对称，无法观察像与物体的左右关系，“F”形光源更适合；
(9) 小飞虫落在透镜上，物距小于焦距成虚像，光屏无法承接，故不能看到小飞虫的像；
(10) 挡板仅挡住部分光线，像仍完整，只是亮度降低，故能看到像；
(11) 对称切除透镜后合在一起，相当于两个独立凸透镜，各成一个像，故光源能成2个像。
【答案】
(1)物体 (2)光源 (4)倒立、放大；倒立、缩小 (5)正立、放大 (6)8.0；16.0；1；2 (7)换用不同焦距的凸透镜重复实验 (8)左右 (9)不能 (10)能 (11)2
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜成像实验
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的探究实验，涵盖实验操作、规律总结、细节分析等内容，是初中光学核心基础实验题，注重对实验过程和规律的理解应用。
【难度系数】
0.6
本题围绕凸透镜成像规律的探究实验展开，需结合实验操作要求、成像规律及实验细节逐一分析：
1. 猜想成像影响因素：近处、远处物体的差异是物体到凸透镜的距离，故猜想与物距（物体到透镜距离）有关；
2. 实验前调节要求：需使凸透镜光心、光源中心、光屏中心同高，确保像成在光屏中央；
3. 数据规律分析：根据物距范围对应像的大小、正倒，总结成像分界点；
4. 虚像特点：物距小于焦距时成正立放大虚像，虚像无法用光屏承接；
5. 实验普遍性：换用不同焦距透镜重复实验可避免偶然性；
6. 光源选择：“F”形光源左右不对称，便于观察像与物体的左右关系；
7. 透镜遮挡分析：小飞虫在透镜上成虚像，光屏无法承接；挡板仅挡部分光线，像仍完整；
8. 透镜切除后：合为两个独立透镜，各成一个像。
【解析】
(1) 小荣观察近处、远处物体成像不同，差异是物体到凸透镜的距离，故猜想凸透镜成像特点跟物体到凸透镜的距离有关；
(2) 实验前为使像成在光屏中央，需调节凸透镜光心、光源中心、光屏中心在同一高度；
(4) 由实验数据：物距在8～16cm之间时，像为倒立、放大的实像；物距大于16cm时，像为倒立、缩小的实像；
(5) 物距小于8cm（小于焦距）时，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接；
(6) 物距为8.0cm（1倍焦距）是实像与虚像、正倒像的分界点；物距为16.0cm（2倍焦距）是放大与缩小实像的分界点；
(7) 为避免实验偶然性，得到普遍结论，应换用不同焦距的凸透镜重复实验；
(8) “A”形光源左右对称，无法观察像与物体的左右关系，“F”形光源更适合；
(9) 小飞虫落在透镜上，物距小于焦距成虚像，光屏无法承接，故不能看到小飞虫的像；
(10) 挡板仅挡住部分光线，像仍完整，只是亮度降低，故能看到像；
(11) 对称切除透镜后合在一起，相当于两个独立凸透镜，各成一个像，故光源能成2个像。
【答案】
(1)物体 (2)光源 (4)倒立、放大；倒立、缩小 (5)正立、放大 (6)8.0；16.0；1；2 (7)换用不同焦距的凸透镜重复实验 (8)左右 (9)不能 (10)能 (11)2
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜成像实验
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的探究实验，涵盖实验操作、规律总结、细节分析等内容，是初中光学核心基础实验题，注重对实验过程和规律的理解应用。
【难度系数】
0.6
