5. 新考法 结论开放 （2025·南通如皋期中）兴趣小组用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验.

(1)如图甲所示,小明利用太阳光测量凸透镜焦距,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方地面平铺白纸,发现凸透镜靠近白纸时,纸上的光斑越来越大. 为了测量凸透镜焦距,接下来他应该将凸透镜白纸,直到白纸上的光斑最小最亮.
(2)调整器材高度时,应(填“点燃”或“不点燃”)蜡烛;实验中,蜡烛燃烧变短了,要使烛焰的像仍能成在光屏的中央,应将蜡烛向(填“上”或“下”)调节.
(3)实验过程中,当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图乙所示时,光屏上恰好出现清晰的像,透镜的焦距可能为(填“10”或“20”) cm.若将蜡烛向左移动5 cm,要在光屏上再次成清晰的像,应该将光屏适当向(填“右”或“左”)移动. 若保持图乙中的凸透镜位置不变,向右移动蜡烛至35 cm刻度线处,来回移动光屏都不能得到清晰的像,若想观察这个像,人眼应在图丙中(填“A”或“B”)处看.
(4)小王同学在实验过程中,发现光屏上已经承接到清晰放大的像,这时他保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动凸透镜,(填“能”或“不能”)在光屏上再次得到另一个清晰放大的像. 当他换用一个焦距相同,但直径更小的凸透镜重新进行这一成像实验,此时光屏上的像(填“变亮”“变暗”或“不变”).
(5)小萍把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果光屏上原来清晰的像变模糊了,若不改变蜡烛和凸透镜的位置,应将光屏向(填“远离”或“靠近”)凸透镜的方向移动,才能使光屏上蜡烛的像再次变清晰. 此实验说明近视眼镜能矫正视力的原因是能把成在视网膜(填“前”或“后”)方的像移到视网膜上.
(6)实验后发现,在物距相同的情况下,多个小组测出的像距不同,原因可能是.(写出一种即可)

5.(1)远离 (2)点燃 上 (3)10 左 B (4)不能 变暗 (5)远离 前 (6)光屏上像不是最清晰就测量像距(合理即可) [解析](1)当发现凸透镜靠近白纸时,纸上的光斑越来越大,说明此时凸透镜与白纸间的距离小于焦距,接下来应使凸透镜与白纸之间的距离变大,直至白纸上的光斑变得最小最亮.(2)为使得像成在光屏上,实验中应调整蜡烛的焰心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度,所以应点燃蜡烛.实验中,蜡烛燃烧变短了,要使烛焰的像仍能成在光屏的中央,根据过光心的光线传播方向不变,应将蜡烛向上调节.(3)图乙中,物距小于像距,成倒立、放大的实像,$f＜u=40\ \mathrm{cm}-25\ \mathrm{cm}=15\ \mathrm{cm}＜2f$,$v=70\ \mathrm{cm}-40\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}＞2f$,解得$7.5\ \mathrm{cm}＜f＜15\ \mathrm{cm}$.所以透镜的焦距可能为10 cm.若将蜡烛向左移动5 cm,物距变大,根据“物远像近像变小”可知,要在光屏上再次成清晰的像,应将光屏适当向左移动.若保持图乙中的凸透镜位置不变,向右移动蜡烛至35 cm刻度线处,此时物距$u=40\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=5\ \mathrm{cm}＜f$,成正立、放大的虚像,物与像同侧,所以若想观察这个像,人眼应在图丙中B处透过透镜看.(4)实验过程中,发现光屏上已经承接到清晰放大的像,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动凸透镜,根据光路可逆,当像距和物距对调时,可以在光屏上再得一个清晰的倒立、缩小的实像,不能在光屏上再次得到另一个清晰放大的像.换用一个焦距相同,但直径更小的凸透镜重新进行这一成像实验,由于通过透镜的光线减少,此时光屏上的像变暗.(5)近视眼镜是凹透镜,对光线具有发散作用.把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,这是由于近视眼镜延迟会聚成像造成的,若不改变蜡烛和凸透镜的位置,应将光屏向远离凸透镜的方向移动,才能使光屏上蜡烛的像再次变清晰.此实验说明近视眼镜能矫正视力的原因是能把成在视网膜前方的像移到视网膜上.(6)实验后发现,在物距相同的情况下,多个小组测出的像距不同,原因可能是光屏上像不是最清晰就测量像距,也可能是使用的凸透镜焦距不相同造成的.

6. 学习小组用光具座、电子蜡烛、光屏及几个不同的凸透镜，观察凸透镜成像的现象. 发现同一个物体，在光屏上所成像的大小不同，于是进一步研究像的大小与哪些因素有关.

通过小组讨论，他们提出以下猜想：
猜想1：与物距的大小有关；
猜想2：与凸透镜的焦距有关；
猜想3：与凸透镜的直径有关.
为了验证猜想，他们进行了实验，并将实验结果记录在下表中，实验中所用电子蜡烛烛焰的高度为2 cm.

(1)如图甲所示，此时光屏上呈现出烛焰清晰的像，这个像是、的实像. 分析第1、2次实验数据可知：同一凸透镜，物距越大，光屏上的像越.
(2)小明用如图乙所示的方法测量了B透镜的焦距，$f=$cm，进一步分析第2、3次实验数据可知：直径相同且时，焦距越大，像越.
(3)分析第次实验数据可知：像的大小与凸透镜的直径无关；分析第次和第5次实验数据可知：D透镜的焦距（填“大于”“小于”或“等于”）A透镜的焦距.
(4)在进行第4次实验时，同学们发现像的亮度最亮，请针对这一现象提出一个可供探究的猜想：

6.(1)倒立 缩小 小 (2)8.0 物距相同 大 (3)1、4 1 大于 (4)凸透镜成像的亮度与透镜的直径有什么关系? [解析](1)如题图甲所示,物距大于像距,成倒立、缩小的实像.由第1、2次实验数据可知,同一凸透镜,物距越大,像距越小,像越小.(2)B透镜的焦距$f=58.0\ \mathrm{cm}-50.0\ \mathrm{cm}=8.0\ \mathrm{cm}$.由第2、3次实验数据可知:直径相同且物距相同时,焦距越大,像距越大,像越大.(3)探究像的大小与凸透镜的直径的关系,应控制凸透镜焦距和物距相同,凸透镜的直径不同,由表中数据可知,1、4两次实验满足要求;由第1次和第5次实验数据可知,物距相同,D透镜所成的像大于A透镜所成的像,说明D透镜的焦距大于A透镜的焦距.(4)由第1次和第4次实验数据可知,凸透镜的焦距、物距、像距和像高均相同,透镜直径不同,透镜直径越大,像的亮度越亮,故可提出猜想:凸透镜成像的亮度与透镜的直径有什么关系?