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1. 提升题 图1所示为探究凸透镜成像规律的实验装置。
(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该（选填“较亮”或“较暗”）一些。开始实验前,应将蜡烛、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,使它们的中心与烛焰中心大致在,其目的是。
(2)如图1甲所示,使一束平行光经过凸透镜,调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。该凸透镜的焦距为cm。
(3)如图1乙所示,将该凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20 cm刻度线处,移动光屏到65 cm刻度线处,光屏承接到了清晰的像。
①此时物距$u=$cm,像距$v=$cm。
②烛焰在光屏上的清晰的像的特点:（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的（选填“实”或“虚”）像。
(4)将该凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上65 cm刻度线处,将光屏放在光具座上20 cm刻度线处,即凸透镜位置不动,蜡烛与光屏位置互换。
①光屏（选填“可以”或“不可以”）承接到清晰的像。
②此时物距$u=$cm,像距$v=$cm。
③烛焰在光屏上的清晰的像的特点:（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的（选填“实”或“虚”）像。
(5)将该凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30 cm刻度线处,移动光屏到70 cm刻度线处,光屏承接到了清晰的像。
①此时物距$u=$cm,像距$v=$cm。
②烛焰在光屏上的清晰的像的特点:（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的（选填“实”或“虚”）像。
(6)将该凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上44 cm刻度线处。
①无论怎样移动光屏,光屏都承接不到像。
②此时观察到清晰的像的特点:（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的（选填“实”或“虚”）像。
(7)换用（选填“相同”或“不同”）焦距的凸透镜多次进行实验,这样做的目的是（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。
(8)凸透镜成像的规律如下表所示。
请将该表格补充完整。
①;②;
③;④;
⑤;⑥。
(9)认真分析上述实验中第(3)(4)小题的物距与像距,二者大小存在怎样的关系?你能得出什么结论?
(10)实验过程中,随着蜡烛不断燃烧,光屏上的像会向（选填“上”或“下”）偏。若要使像仍成在光屏中央,只调节凸透镜,应将凸透镜向（选填“上”或“下”）调节;若只调节光屏,应将光屏向（选填“上”或“下”）调节。上述调节凸透镜或光屏的操作,都会导致烛焰、凸透镜和光屏三者的中心（选填“等高”或“不等高”）。为了不影响实验后续的进行且保证成像效果,最合理的调节方法是。
(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该（选填“较亮”或“较暗”）一些。开始实验前,应将蜡烛、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,使它们的中心与烛焰中心大致在,其目的是。
(2)如图1甲所示,使一束平行光经过凸透镜,调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。该凸透镜的焦距为cm。
(3)如图1乙所示,将该凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20 cm刻度线处,移动光屏到65 cm刻度线处,光屏承接到了清晰的像。
①此时物距$u=$cm,像距$v=$cm。
②烛焰在光屏上的清晰的像的特点:（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的（选填“实”或“虚”）像。
(4)将该凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上65 cm刻度线处,将光屏放在光具座上20 cm刻度线处,即凸透镜位置不动,蜡烛与光屏位置互换。
①光屏（选填“可以”或“不可以”）承接到清晰的像。
②此时物距$u=$cm,像距$v=$cm。
③烛焰在光屏上的清晰的像的特点:（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的（选填“实”或“虚”）像。
(5)将该凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30 cm刻度线处,移动光屏到70 cm刻度线处,光屏承接到了清晰的像。
①此时物距$u=$cm,像距$v=$cm。
②烛焰在光屏上的清晰的像的特点:（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的（选填“实”或“虚”）像。
(6)将该凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上44 cm刻度线处。
①无论怎样移动光屏,光屏都承接不到像。
②此时观察到清晰的像的特点:（选填“倒立”或“正立”）、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的（选填“实”或“虚”）像。
(7)换用（选填“相同”或“不同”）焦距的凸透镜多次进行实验,这样做的目的是（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。
(8)凸透镜成像的规律如下表所示。
请将该表格补充完整。
①;②;
③;④;
⑤;⑥。
(9)认真分析上述实验中第(3)(4)小题的物距与像距,二者大小存在怎样的关系?你能得出什么结论?
(10)实验过程中,随着蜡烛不断燃烧,光屏上的像会向（选填“上”或“下”）偏。若要使像仍成在光屏中央,只调节凸透镜,应将凸透镜向（选填“上”或“下”）调节;若只调节光屏,应将光屏向（选填“上”或“下”）调节。上述调节凸透镜或光屏的操作,都会导致烛焰、凸透镜和光屏三者的中心（选填“等高”或“不等高”）。为了不影响实验后续的进行且保证成像效果,最合理的调节方法是。
答案
(1) 较暗；同一高度；使像呈现在光屏中央
(2) 10
(3) ① 30；15 ② 倒立；缩小；实
(4) ① 可以 ② 15；30 ③ 倒立；放大；实
(5) ① 20；20 ② 倒立；等大；实
(6) ② 正立；放大；虚
(7) 不同；寻找普遍规律
(8) ① 放大镜 ② $v＞2f$ ③ 投影仪 ④ $f＜v＜2f$ ⑤ 倒立、缩小的实像 ⑥ 照相机
(9) 分析实验中第(3)(4)小题的物距与像距数据可以发现:第一次实验的物距与第二次实验的像距大小相等,第一次实验的像距与第二次实验的物距大小相等。由此可得出结论:在凸透镜成像现象中,光路是可逆的。
(10) 上；下；上；不等高；将蜡烛的位置调高
(2) 10
(3) ① 30；15 ② 倒立；缩小；实
(4) ① 可以 ② 15；30 ③ 倒立；放大；实
(5) ① 20；20 ② 倒立；等大；实
(6) ② 正立；放大；虚
(7) 不同；寻找普遍规律
(8) ① 放大镜 ② $v＞2f$ ③ 投影仪 ④ $f＜v＜2f$ ⑤ 倒立、缩小的实像 ⑥ 照相机
(9) 分析实验中第(3)(4)小题的物距与像距数据可以发现:第一次实验的物距与第二次实验的像距大小相等,第一次实验的像距与第二次实验的物距大小相等。由此可得出结论:在凸透镜成像现象中,光路是可逆的。
(10) 上；下；上；不等高；将蜡烛的位置调高
解析
【分析】
本题是探究凸透镜成像规律的综合实验题，解题思路如下：
1. 实验基础操作：实验环境选较暗是为减少周围光线干扰，使烛焰的像更清晰；调节烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度，目的是让像成在光屏中央，便于观察。
2. 焦距测量：利用平行光聚焦法，平行光经凸透镜会聚成最小最亮光斑，光斑到透镜的距离即为焦距。
3. 物距、像距计算：物距是蜡烛到凸透镜的距离（透镜刻度减蜡烛刻度），像距是光屏到凸透镜的距离（光屏刻度减透镜刻度）。
4. 成像规律应用：根据物距与焦距的关系，判断成像的正倒、大小、虚实；结合光路可逆规律，蜡烛与光屏互换位置后仍能成清晰的像。
5. 实验多次实验的目的：换用不同焦距的透镜多次实验，是为了寻找普遍规律，避免偶然性。
6. 成像规律表格补充：对应不同物距范围，明确成像特点、像距范围及实际应用。
7. 蜡烛燃烧的像移动：蜡烛变短，烛焰下移，根据过光心的光线传播方向不变，像向上移动，需调节透镜或光屏使像回到中央，保证三者中心等高。
【解析】
(1) 实验环境选较暗，可减少周围光线对烛焰像的干扰，使像更清晰；点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏中心与烛焰中心大致在同一高度，目的是使像成在光屏中央，便于观察。
(2) 平行光经凸透镜会聚成最小最亮的光斑，该光斑到凸透镜的距离为焦距，故焦距为10cm。
(3) ① 凸透镜在50cm刻度处，蜡烛在20cm刻度处，物距$u=50cm-20cm=30cm$；光屏在65cm刻度处，像距$v=65cm-50cm=15cm$。② $u=30cm＞2f$，根据成像规律，成倒立、缩小的实像。
(4) ① 蜡烛在65cm刻度处，物距$u=65cm-50cm=15cm$，像距$v=50cm-20cm=30cm$，根据光路可逆，光屏可以承接到清晰的像。② 物距$u=15cm$，像距$v=30cm$。③ $f＜u=15cm＜2f$，成倒立、放大的实像。
(5) ① 蜡烛在30cm刻度处，物距$u=50cm-30cm=20cm$，像距$v=70cm-50cm=20cm$。② $u=2f$，成倒立、等大的实像。
(6) ① 蜡烛在44cm刻度处，物距$u=50cm-44cm=6cm＜f$，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故光屏接不到像。② 成像特点为正立、放大的虚像。
(7) 换用不同焦距的凸透镜多次实验，目的是寻找普遍规律，避免偶然性。
(8) 凸透镜成像规律对应：$u＜f$时应用为放大镜；$f＜u＜2f$时，像距$v＞2f$，应用为投影仪；$u＞2f$时，像距$f＜v＜2f$，成像特点为倒立、缩小的实像，应用为照相机。
(9) 第(3)题物距30cm、像距15cm，第(4)题物距15cm、像距30cm，二者互换后仍能成像，说明凸透镜成像时光路是可逆的。
(10) 蜡烛燃烧变短，烛焰下移，像向上移动；调节凸透镜向下可使像下移，调节光屏向上可使像上移，此时三者中心不等高；最合理的调节是调高蜡烛，使三者中心重新等高。
【答案】
(1) 较暗；同一高度；使像呈现在光屏中央
(2) 10
(3) ① 30；15 ② 倒立；缩小；实
(4) ① 可以 ② 15；30 ③ 倒立；放大；实
(5) ① 20；20 ② 倒立；等大；实
(6) ② 正立；放大；虚
(7) 不同；寻找普遍规律
(8) ① 放大镜；② $v＞2f$；③ 投影仪；④ $f＜v＜2f$；⑤ 倒立、缩小的实像；⑥ 照相机
(9) 分析实验中第(3)(4)小题的物距与像距数据可以发现:第一次实验的物距与第二次实验的像距大小相等,第一次实验的像距与第二次实验的物距大小相等。由此可得出结论:在凸透镜成像现象中,光路是可逆的。
(10) 上；下；上；不等高；将蜡烛的位置调高
【知识点】
凸透镜成像规律；实验操作；光路可逆
【点评】
本题是凸透镜成像规律的综合实验题，覆盖实验基础操作、焦距测量、成像规律应用、光路可逆等核心知识点，考查学生对实验细节的理解和规律的灵活运用能力，属于提升类题目，需学生掌握实验原理及规律的实际应用。
【难度系数】
0.6
本题是探究凸透镜成像规律的综合实验题，解题思路如下：
1. 实验基础操作：实验环境选较暗是为减少周围光线干扰，使烛焰的像更清晰；调节烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度，目的是让像成在光屏中央，便于观察。
2. 焦距测量：利用平行光聚焦法，平行光经凸透镜会聚成最小最亮光斑，光斑到透镜的距离即为焦距。
3. 物距、像距计算：物距是蜡烛到凸透镜的距离（透镜刻度减蜡烛刻度），像距是光屏到凸透镜的距离（光屏刻度减透镜刻度）。
4. 成像规律应用：根据物距与焦距的关系，判断成像的正倒、大小、虚实；结合光路可逆规律，蜡烛与光屏互换位置后仍能成清晰的像。
5. 实验多次实验的目的：换用不同焦距的透镜多次实验，是为了寻找普遍规律，避免偶然性。
6. 成像规律表格补充：对应不同物距范围，明确成像特点、像距范围及实际应用。
7. 蜡烛燃烧的像移动：蜡烛变短，烛焰下移，根据过光心的光线传播方向不变，像向上移动，需调节透镜或光屏使像回到中央，保证三者中心等高。
【解析】
(1) 实验环境选较暗，可减少周围光线对烛焰像的干扰，使像更清晰；点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏中心与烛焰中心大致在同一高度，目的是使像成在光屏中央，便于观察。
(2) 平行光经凸透镜会聚成最小最亮的光斑，该光斑到凸透镜的距离为焦距，故焦距为10cm。
(3) ① 凸透镜在50cm刻度处，蜡烛在20cm刻度处，物距$u=50cm-20cm=30cm$；光屏在65cm刻度处，像距$v=65cm-50cm=15cm$。② $u=30cm＞2f$，根据成像规律，成倒立、缩小的实像。
(4) ① 蜡烛在65cm刻度处，物距$u=65cm-50cm=15cm$，像距$v=50cm-20cm=30cm$，根据光路可逆，光屏可以承接到清晰的像。② 物距$u=15cm$，像距$v=30cm$。③ $f＜u=15cm＜2f$，成倒立、放大的实像。
(5) ① 蜡烛在30cm刻度处，物距$u=50cm-30cm=20cm$，像距$v=70cm-50cm=20cm$。② $u=2f$，成倒立、等大的实像。
(6) ① 蜡烛在44cm刻度处，物距$u=50cm-44cm=6cm＜f$，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故光屏接不到像。② 成像特点为正立、放大的虚像。
(7) 换用不同焦距的凸透镜多次实验，目的是寻找普遍规律，避免偶然性。
(8) 凸透镜成像规律对应：$u＜f$时应用为放大镜；$f＜u＜2f$时，像距$v＞2f$，应用为投影仪；$u＞2f$时，像距$f＜v＜2f$，成像特点为倒立、缩小的实像，应用为照相机。
(9) 第(3)题物距30cm、像距15cm，第(4)题物距15cm、像距30cm，二者互换后仍能成像，说明凸透镜成像时光路是可逆的。
(10) 蜡烛燃烧变短，烛焰下移，像向上移动；调节凸透镜向下可使像下移，调节光屏向上可使像上移，此时三者中心不等高；最合理的调节是调高蜡烛，使三者中心重新等高。
【答案】
(1) 较暗；同一高度；使像呈现在光屏中央
(2) 10
(3) ① 30；15 ② 倒立；缩小；实
(4) ① 可以 ② 15；30 ③ 倒立；放大；实
(5) ① 20；20 ② 倒立；等大；实
(6) ② 正立；放大；虚
(7) 不同；寻找普遍规律
(8) ① 放大镜；② $v＞2f$；③ 投影仪；④ $f＜v＜2f$；⑤ 倒立、缩小的实像；⑥ 照相机
(9) 分析实验中第(3)(4)小题的物距与像距数据可以发现:第一次实验的物距与第二次实验的像距大小相等,第一次实验的像距与第二次实验的物距大小相等。由此可得出结论:在凸透镜成像现象中,光路是可逆的。
(10) 上；下；上；不等高；将蜡烛的位置调高
【知识点】
凸透镜成像规律；实验操作；光路可逆
【点评】
本题是凸透镜成像规律的综合实验题，覆盖实验基础操作、焦距测量、成像规律应用、光路可逆等核心知识点，考查学生对实验细节的理解和规律的灵活运用能力，属于提升类题目，需学生掌握实验原理及规律的实际应用。
【难度系数】
0.6
