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一、凸透镜成像的规律实验
1. 实验思路:结合实验可以猜想凸透镜成像的虚实、大小、正倒可能与
2. 实验过程:调节发光物体、凸透镜和光屏,使它们的
1. 实验思路:结合实验可以猜想凸透镜成像的虚实、大小、正倒可能与
物体离凸透镜的距离(物距)
有关。2. 实验过程:调节发光物体、凸透镜和光屏,使它们的
中心高度相同
,这样做的目的是使像成在光屏中央
。得到像后,记录像距、物距、像的大小、虚实、正倒情况。答案
1. 物体离凸透镜的距离(物距)
2. 中心高度相同 使像成在光屏中央
2. 中心高度相同 使像成在光屏中央
解析
【分析】
对于凸透镜成像规律实验，我们观察到当物体到凸透镜的距离改变时，所成像的虚实、大小、正倒会发生变化，因此可猜想这些成像特点与物体离凸透镜的距离有关；实验中为了让像能清晰呈现在光屏中央，需要调节实验器材的位置，确保像的位置便于观察记录。
【解析】
1. 凸透镜成像的虚实、大小、正倒随物体到凸透镜的距离变化而变化，因此可猜想这些成像特点与物体离凸透镜的距离（物距）有关。
2. 实验时，调节发光物体、凸透镜和光屏的中心高度相同，目的是使像成在光屏中央，避免像偏在光屏一侧，便于观察和记录像的相关信息。
【答案】
1. 物体离凸透镜的距离(物距)
2. 中心高度相同 使像成在光屏中央
【知识点】
凸透镜成像实验；实验器材的调节
【点评】
本题考查凸透镜成像规律实验的基础内容，属于课本核心实验要点，侧重对实验思路和操作细节的掌握，难度较低。
【难度系数】
0.7
对于凸透镜成像规律实验，我们观察到当物体到凸透镜的距离改变时，所成像的虚实、大小、正倒会发生变化，因此可猜想这些成像特点与物体离凸透镜的距离有关；实验中为了让像能清晰呈现在光屏中央，需要调节实验器材的位置，确保像的位置便于观察记录。
【解析】
1. 凸透镜成像的虚实、大小、正倒随物体到凸透镜的距离变化而变化，因此可猜想这些成像特点与物体离凸透镜的距离（物距）有关。
2. 实验时，调节发光物体、凸透镜和光屏的中心高度相同，目的是使像成在光屏中央，避免像偏在光屏一侧，便于观察和记录像的相关信息。
【答案】
1. 物体离凸透镜的距离(物距)
2. 中心高度相同 使像成在光屏中央
【知识点】
凸透镜成像实验；实验器材的调节
【点评】
本题考查凸透镜成像规律实验的基础内容，属于课本核心实验要点，侧重对实验思路和操作细节的掌握，难度较低。
【难度系数】
0.7
例1 某实验小组用一凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验,实验步骤如下:
(1)将凸透镜正对太阳,在另一侧移动光屏,在距凸透镜10 cm处,光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,由此可知该凸透镜的焦距为 cm。
(2)如图所示,将光具座上点燃的蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节在,移动光屏始终找不到像,这是因为凸透镜与蜡烛的距离（填“大于”“等于”“小于”或“小于或等于”）10 cm所致,应将蜡烛向（填“左”或“右”）移动一段距离后,才能在光屏上得到烛焰清晰的像。
(3)把蜡烛移动到B处,移动光屏可得到（填“放大”或“缩小”）的像。再将蜡烛移动到A处,移动光屏可得到（填“放大”或“缩小”）的像,此时光屏与凸透镜的距离（填“大于”或“小于”）10 cm。
答案:(1)10 (2)同一高度 小于或等于 左 (3)放大 缩小 大于
解析:(1)根据题意可知,最小、最亮的光斑是焦点,所以焦距为10 cm。(2)为使像能成在光屏的中央,需将光具座上点燃的蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节在同一高度处;在光屏上找不到像,可能是因为成虚像或不能成像,则物距小于或等于焦距;要在光屏上成像,应将蜡烛移动到焦距之外,所以应将蜡烛向左移动。(3)把蜡烛移动到B处,此时物距为$50\ \mathrm{cm}-36\ \mathrm{cm}=14\ \mathrm{cm}$,处于焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像;若将蜡烛移动到A处,则物距为$50\ \mathrm{cm}-23\ \mathrm{cm}=27\ \mathrm{cm}$,大于2倍焦距,所以成倒立、缩小的实像,此时像距处于焦距和2倍焦距之间,所以光屏与凸透镜的距离大于10 cm。
关键提示 确定凸透镜成像特点的步骤为:
(1)成实像时,物近像远像变大。
(2)成虚像时,物远像远像变大,即物体越靠近焦点,成的虚像越大。
(3)实像总是倒立的,虚像总是正立的。
(1)将凸透镜正对太阳,在另一侧移动光屏,在距凸透镜10 cm处,光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,由此可知该凸透镜的焦距为 cm。
(2)如图所示,将光具座上点燃的蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节在,移动光屏始终找不到像,这是因为凸透镜与蜡烛的距离（填“大于”“等于”“小于”或“小于或等于”）10 cm所致,应将蜡烛向（填“左”或“右”）移动一段距离后,才能在光屏上得到烛焰清晰的像。
(3)把蜡烛移动到B处,移动光屏可得到（填“放大”或“缩小”）的像。再将蜡烛移动到A处,移动光屏可得到（填“放大”或“缩小”）的像,此时光屏与凸透镜的距离（填“大于”或“小于”）10 cm。
答案:(1)10 (2)同一高度 小于或等于 左 (3)放大 缩小 大于
解析:(1)根据题意可知,最小、最亮的光斑是焦点,所以焦距为10 cm。(2)为使像能成在光屏的中央,需将光具座上点燃的蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节在同一高度处;在光屏上找不到像,可能是因为成虚像或不能成像,则物距小于或等于焦距;要在光屏上成像,应将蜡烛移动到焦距之外,所以应将蜡烛向左移动。(3)把蜡烛移动到B处,此时物距为$50\ \mathrm{cm}-36\ \mathrm{cm}=14\ \mathrm{cm}$,处于焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像;若将蜡烛移动到A处,则物距为$50\ \mathrm{cm}-23\ \mathrm{cm}=27\ \mathrm{cm}$,大于2倍焦距,所以成倒立、缩小的实像,此时像距处于焦距和2倍焦距之间,所以光屏与凸透镜的距离大于10 cm。
关键提示 确定凸透镜成像特点的步骤为:
(1)成实像时,物近像远像变大。
(2)成虚像时,物远像远像变大,即物体越靠近焦点,成的虚像越大。
(3)实像总是倒立的,虚像总是正立的。
答案
(1) $\boldsymbol{10}$
(2) $\boldsymbol{同一高度}$；$\boldsymbol{小于或等于}$；$\boldsymbol{左}$
(3) $\boldsymbol{放大}$；$\boldsymbol{缩小}$；$\boldsymbol{大于}$
(2) $\boldsymbol{同一高度}$；$\boldsymbol{小于或等于}$；$\boldsymbol{左}$
(3) $\boldsymbol{放大}$；$\boldsymbol{缩小}$；$\boldsymbol{大于}$
解析
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开，解题思路如下：
1. 第一问利用平行光聚焦法测量焦距：凸透镜正对太阳时，最小最亮的光斑是焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距；
2. 第二问考查实验操作要求与成像条件：实验前需调节烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度，保证像成在光屏中央；光屏找不到像的原因是物距≤焦距（成虚像或不成像，虚像无法在光屏呈现），要成实像需物距大于焦距，因此需增大物距，蜡烛向左移动；
3. 第三问根据物距与焦距的关系判断成像性质：分别计算蜡烛在B、A处的物距，结合焦距10cm，对应凸透镜成像规律判断像的特点及像距范围。
【解析】
(1) 平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚成最小、最亮的光斑，该光斑为凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距，因此焦距$f=10\ \mathrm{cm}$；
(2) 为使像成在光屏中央，需调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度；光屏始终找不到像，说明此时凸透镜成虚像或不成像，对应物距小于或等于焦距（$u≤10\ \mathrm{cm}$）；要在光屏上成实像，需增大物距至大于焦距，因此应将蜡烛向左移动；
(3) 蜡烛在B处时，物距$u=50\ \mathrm{cm}-36\ \mathrm{cm}=14\ \mathrm{cm}$，满足$f＜u＜2f$，成倒立、放大的实像；蜡烛在A处时，物距$u=50\ \mathrm{cm}-23\ \mathrm{cm}=27\ \mathrm{cm}$，满足$u＞2f$，成倒立、缩小的实像，此时像距$v$满足$f＜v＜2f$，即光屏与凸透镜的距离大于10cm。
【答案】
(1) $10$；(2) 同一高度；小于或等于；左；(3) 放大；缩小；大于
【知识点】
凸透镜成像规律，凸透镜焦距测量，实验装置调节
【点评】
本题是探究凸透镜成像规律的基础实验题，综合考查焦距测量、实验操作规范及成像规律的应用，属于对核心知识点的基础考查，需学生牢记成像条件与实验注意事项。
【难度系数】
0.7
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开，解题思路如下：
1. 第一问利用平行光聚焦法测量焦距：凸透镜正对太阳时，最小最亮的光斑是焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距；
2. 第二问考查实验操作要求与成像条件：实验前需调节烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度，保证像成在光屏中央；光屏找不到像的原因是物距≤焦距（成虚像或不成像，虚像无法在光屏呈现），要成实像需物距大于焦距，因此需增大物距，蜡烛向左移动；
3. 第三问根据物距与焦距的关系判断成像性质：分别计算蜡烛在B、A处的物距，结合焦距10cm，对应凸透镜成像规律判断像的特点及像距范围。
【解析】
(1) 平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚成最小、最亮的光斑，该光斑为凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距，因此焦距$f=10\ \mathrm{cm}$；
(2) 为使像成在光屏中央，需调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度；光屏始终找不到像，说明此时凸透镜成虚像或不成像，对应物距小于或等于焦距（$u≤10\ \mathrm{cm}$）；要在光屏上成实像，需增大物距至大于焦距，因此应将蜡烛向左移动；
(3) 蜡烛在B处时，物距$u=50\ \mathrm{cm}-36\ \mathrm{cm}=14\ \mathrm{cm}$，满足$f＜u＜2f$，成倒立、放大的实像；蜡烛在A处时，物距$u=50\ \mathrm{cm}-23\ \mathrm{cm}=27\ \mathrm{cm}$，满足$u＞2f$，成倒立、缩小的实像，此时像距$v$满足$f＜v＜2f$，即光屏与凸透镜的距离大于10cm。
【答案】
(1) $10$；(2) 同一高度；小于或等于；左；(3) 放大；缩小；大于
【知识点】
凸透镜成像规律，凸透镜焦距测量，实验装置调节
【点评】
本题是探究凸透镜成像规律的基础实验题，综合考查焦距测量、实验操作规范及成像规律的应用，属于对核心知识点的基础考查，需学生牢记成像条件与实验注意事项。
【难度系数】
0.7
