实验 探究凸透镜成像的规律
为使实验现象更明显,实验要在环境下进行。
实验前,应使发光物体、凸透镜、光屏三者的中心在,目的是。
光屏上找不到像,可能原因有:①发光物体放在了焦距处或以内。②发光物体、凸透镜、光屏三者的。③发光物体离焦点太近,导致像距太大,。
若用LED灯作发光物体,优点是:。

1.成实像时($u＞f$),物体靠近凸透镜,像凸透镜,像变。
2.成虚像时($u＜f$),物体靠近凸透镜,像凸透镜,像变。
交换发光物体和光屏位置,光屏上成清晰的像,因为。
1.用手遮住凸透镜的一部分,。
2.若在物体和凸透镜之间加一个透镜:①加近视镜(凹透镜)时,像距变,像变;②加远视镜(凸透镜)时,像距变,像变。

1. 远离 大
2. 靠近 小
1. 像变暗,光屏上可以看到完整的像
2. ①大 大 ②小 小

【分析】
本题考查凸透镜成像规律实验的基础知识点，解题思路如下：
1. 实验环境：暗环境下像的对比度更高，实验现象更明显，因此需在暗环境进行。
2. 实验前调整：为让像成在光屏中央，需使三者中心在同一高度。
3. 光屏找不到像的原因：物体在一倍焦距处不成像、一倍焦距以内成虚像无法承接；三者中心不在同一高度导致像偏出光屏；像距过大时光屏无法承接。
4. LED灯优点：相比蜡烛，成像更稳定、亮度高，便于观察。
5. 成像规律：实像遵循“物近像远像变大”，虚像遵循“物近像近像变小”。
6. 光路可逆：光的折射中光路可逆，交换物体和光屏仍能成像。
7. 遮住凸透镜：凸透镜各部分都能折射光线，遮住一部分后像仍完整，仅亮度变暗。
8. 透镜作用：凹透镜（近视镜）发散光线使像距变大、像变大；凸透镜（远视镜）会聚光线使像距变小、像变小。
【解析】
根据凸透镜成像实验的知识点逐一解答：
1. 为使实验现象更明显，实验要在较暗环境下进行。
2. 实验前，应使发光物体、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。
3. 光屏找不到像的原因：①发光物体放在了一倍焦距处（不成像）或一倍焦距以内（成虚像，光屏无法承接）；②三者的中心不在同一高度；③像距太大，光屏无法承接。
4. LED灯的优点是：成像稳定，亮度高，便于观察。
5. 成实像时（u＞f），物体靠近凸透镜，像远离凸透镜，像变大。
6. 成虚像时（u＜f），物体靠近凸透镜，像靠近凸透镜，像变小。
7. 交换发光物体和光屏位置，光屏上能成清晰的像，因为光路是可逆的。
8. 用手遮住凸透镜的一部分，像变暗，光屏上可以看到完整的像。
9. 加近视镜（凹透镜）时，像距变大，像变大；加远视镜（凸透镜）时，像距变小，像变小。
【答案】
较暗；同一高度；使像成在光屏的中央；一倍；一倍焦距；中心不在同一高度；光屏无法承接；成像稳定，亮度高，便于观察；远离；大；靠近；小；能；光路是可逆的；像变暗，光屏上可以看到完整的像；大；大；小；小
【知识点】
凸透镜成像规律；实验操作要点；透镜对光线的作用
【点评】
本题是凸透镜成像实验的基础综合题，涵盖实验环境、操作要求、成像规律、透镜性质等核心知识点，是光学实验的常考内容，需熟练掌握实验细节和规律。
【难度系数】
0.6

一题通关
小明用蜡烛、凸透镜（焦距 10 cm）、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。

（甲）
基础设施问
(1)实验在（选填“较亮”或“较暗”）的环境下进行，现象更明显。
(2)蜡烛、透镜和光屏位置如图（甲）所示，光屏上会出现烛焰清晰（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像（未画出），此现象和生活中（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理相同；保持凸透镜位置不变，增大物距后，将光屏移动到适当位置，光屏上会重新出现烛焰清晰的像，该像与移动前的像相比会（选填“变大”“变小”或“不变”）。
(3)保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至图（乙）所示位置，在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰（选填“正立”或“倒立”）的像。

（乙）
(4)将图（甲）中的透镜换成焦距 $f=5\ \mathrm{cm}$ 的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向（选填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；若不移动蜡烛，在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的（选填“近视”或“远视”）镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
拓展设问
(5)实验过程中随着蜡烛燃烧、变短，烛焰在光屏上的像将会向（选填“上”或“下”）移动，为使像回到光屏中央，在保持蜡烛和光屏不动的条件下，应将凸透镜向（选填“上”或“下”）移动。
(6)实验过程中，小明发现当烛焰成实像时，物距减小，像距与像都（选填“变大”“变小”或“不变”）。
(7)实验过程中，飞来一只小昆虫落在凸透镜上，光屏上（选填“会”或“不会”）出现小昆虫的像。
(8)通过实验观察可知，图（丙）中左边蜡烛的烛焰通过凸透镜不可能形成的像是。

（丙）

(1) 较暗
(2) 缩小 照相机 变小
(3) 正立
(4) 右 近视
(5) 上 下
(6) 变大
(7) 不会
(8) B

【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开，需结合凸透镜成像规律、实验操作要点、视力矫正等知识逐一分析：
1. 实验环境选择：较暗环境下，烛焰的像与周围环境对比度高，现象更明显；
2. 成像规律应用：根据物距与焦距的关系判断成像性质，结合“物远像近像变小”分析像的变化；
3. 虚像判断：物距小于焦距时，凸透镜成正立放大虚像，需通过透镜同侧观察；
4. 焦距变化影响：焦距变小，透镜会聚能力增强，像距减小，需调整物距或光线发散使像回光屏；
5. 像的移动：蜡烛变短，烛焰向下，根据过光心光线传播方向不变，像向上移动，调整透镜可使像回中央；
6. 实像变化：成实像时，物距减小，像距和像均变大；
7. 透镜遮挡影响：昆虫在透镜上仅遮挡部分光线，光屏成完整烛焰像，不会出现昆虫的像；
8. 成像类型：凸透镜无正立缩小的像，据此判断不可能的像。
【解析】
(1) 实验需在较暗环境进行，因为较暗时烛焰的像更清晰，周围光线干扰小，故填“较暗”；
(2) 已知焦距f=10cm，2f=20cm，图甲中物距u＞2f，根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，与照相机原理相同；增大物距时，根据“物远像近像变小”，像会变小，故依次填“缩小”“照相机”“变小”；
(3) 图乙中物距u＜f，凸透镜成正立、放大的虚像，需在透镜右侧观察，故填“正立”；
(4) 换用f=5cm的透镜，焦距变小，会聚能力增强，像距变小；要使像回光屏，可将蜡烛向透镜方向（右）移动（减小物距，增大像距）；若不移动蜡烛，需放置凹透镜（近视镜片）发散光线，故依次填“右”“近视”；
(5) 蜡烛变短，烛焰向下，根据过光心光线传播方向不变，像向上移动；保持蜡烛和光屏不动，需将凸透镜向下移动使像回中央，故依次填“上”“下”；
(6) 凸透镜成实像时，物距减小，像距和像均变大，故填“变大”；
(7) 小昆虫落在透镜上仅遮挡部分光线，光屏仍成完整烛焰像，不会出现昆虫的像，故填“不会”；
(8) 凸透镜成像无正立缩小的情况，故图丙中不可能的像是B，填“B”。
【答案】
(1) 较暗；(2) 缩小；照相机；变小；(3) 正立；(4) 右；近视；(5) 上；下；(6) 变大；(7) 不会；(8) B
【知识点】
凸透镜成像规律；实验探究凸透镜成像；近视眼的矫正
【点评】
本题是凸透镜成像规律的综合应用题，涵盖实验操作、成像规律应用、视力矫正等核心知识点，考查学生对光学重点内容的掌握及应用能力，是初中物理光学的典型题型。
【难度系数】
0.6