实验小组探究凸透镜成像的规律,用到的实-|||-验器材有:光具座(长度为100cm)、凸透镜、-|||-蜡烛(烛焰作为发光体)、光屏等.-|||-A-|||-cm10 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90cm-|||-图1 图2-|||-(1)实验桌上有焦距分别为10cm和30cm-|||-的两个凸透镜,为了顺利完成实验,应选择-|||-焦距为 __ cm的凸透镜.-|||-(2)为便于观察光屏上的像,用于承接像的-|||-光屏表面最好是 __ (选填"光滑"或-|||-'粗糙")的.-|||-(3)调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时,应 __-|||-(选填"点燃"或"不点燃")蜡烛.实验小组探究凸透镜成像的规律,用到的实-|||-验器材有:光具座(长度为100cm)、凸透镜、-|||-蜡烛(烛焰作为发光体)、光屏等.-|||-A-|||-cm10 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90cm-|||-图1 图2-|||-(1)实验桌上有焦距分别为10cm和30cm-|||-的两个凸透镜,为了顺利完成实验,应选择-|||-焦距为 __ cm的凸透镜.-|||-(2)为便于观察光屏上的像,用于承接像的-|||-光屏表面最好是 __ (选填"光滑"或-|||-'粗糙")的.-|||-(3)调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时,应 __-|||-(选填"点燃"或"不点燃")蜡烛.实验小组探究凸透镜成像的规律,用到的实-|||-验器材有:光具座(长度为100cm)、凸透镜、-|||-蜡烛(烛焰作为发光体)、光屏等.-|||-A-|||-cm10 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90cm-|||-图1 图2-|||-(1)实验桌上有焦距分别为10cm和30cm-|||-的两个凸透镜,为了顺利完成实验,应选择-|||-焦距为 __ cm的凸透镜.-|||-(2)为便于观察光屏上的像,用于承接像的-|||-光屏表面最好是 __ (选填"光滑"或-|||-'粗糙")的.-|||-(3)调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时,应 __-|||-(选填"点燃"或"不点燃")蜡烛.实验小组探究凸透镜成像的规律,用到的实-|||-验器材有:光具座(长度为100cm)、凸透镜、-|||-蜡烛(烛焰作为发光体)、光屏等.-|||-A-|||-cm10 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90cm-|||-图1 图2-|||-(1)实验桌上有焦距分别为10cm和30cm-|||-的两个凸透镜,为了顺利完成实验,应选择-|||-焦距为 __ cm的凸透镜.-|||-(2)为便于观察光屏上的像,用于承接像的-|||-光屏表面最好是 __ (选填"光滑"或-|||-'粗糙")的.-|||-(3)调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时,应 __-|||-(选填"点燃"或"不点燃")蜡烛.实验小组探究凸透镜成像的规律,用到的实-|||-验器材有:光具座(长度为100cm)、凸透镜、-|||-蜡烛(烛焰作为发光体)、光屏等.-|||-A-|||-cm10 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90cm-|||-图1 图2-|||-(1)实验桌上有焦距分别为10cm和30cm-|||-的两个凸透镜,为了顺利完成实验,应选择-|||-焦距为 __ cm的凸透镜.-|||-(2)为便于观察光屏上的像,用于承接像的-|||-光屏表面最好是 __ (选填"光滑"或-|||-'粗糙")的.-|||-(3)调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时,应 __-|||-(选填"点燃"或"不点燃")蜡烛.实验小组探究凸透镜成像的规律,用到的实-|||-验器材有:光具座(长度为100cm)、凸透镜、-|||-蜡烛(烛焰作为发光体)、光屏等.-|||-A-|||-cm10 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90cm-|||-图1 图2-|||-(1)实验桌上有焦距分别为10cm和30cm-|||-的两个凸透镜,为了顺利完成实验,应选择-|||-焦距为 __ cm的凸透镜.-|||-(2)为便于观察光屏上的像,用于承接像的-|||-光屏表面最好是 __ (选填"光滑"或-|||-'粗糙")的.-|||-(3)调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时,应 __-|||-(选填"点燃"或"不点燃")蜡烛.
题目解答
答案
解析
本题全面考查凸透镜凸透镜成像规律实验的相关知识，涵盖实验器材选择、操作细节、成像特点及应用、数据处理与图像分析等多个方面，具体解析如下：
(1) 凸透镜焦距选择
实验需完成凸透镜成像规律探究，光具座长度为100cm。若选择焦距30cm的凸透镜，当物距u>2f时，u最小需>60cm，但光具座仅100cm，无法满足u>2f的完整实验条件（如u=30cm时u<f，无法成实像）；而焦距10cm时，2f=20cm，物距可在100cm光具座内灵活变化（如u=30cm>2f、u=20cm=2f、u=15cm在2f>u>f等），能顺利完成实验。答案：10
(2) 光屏表面特性
光屏需承接实像，实像是实际光线会聚而成，为使像清晰易观察，光屏表面应粗糙，利用漫反射将光线反射到各个方向，便于从不同角度观察。答案：粗糙
(3) 调整高度的操作
调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时，需确保三者中心在同一高度（共轴），点燃蜡烛才能看到烛焰位置，从而准确调整高度；不点燃则无法确定烛焰中心位置。答案：点燃
(4) 焦距测量与阳光测焦方法
平行光照射凸透镜，光屏上最小最亮光斑即为焦点，光斑到透镜距离为焦距。图1中光斑在50cm刻度，透镜在40cm刻度，故焦距f=50-40=10cm。利用阳光测焦距时，需将凸透镜正对阳光，光屏在另一侧承接光斑，B选项符合（A、C、D未展示，但根据常规实验操作，B最合理）。答案：10.0；B
(5) 实验操作与成像特点
- 实验测量量：探究成像规律需记录物距（u）和像距（v），观察像的性质（虚实、大小、倒正）。
- ①第1次实验：u=30cm>2f（f=10cm），成倒立缩小实像，应用于照相机；第3次实验u=15cm（2f>u>f），成倒立放大实像，应用于投影仪。
- ②第5次实验：u=6cm<f，成虚像，虚像不能在光屏上呈现，需在光屏一侧透过透镜观察。
- ③第3次实验像距：根据光路可逆，当u=15cm时，像距v应满足1/f=1/u+1/v，f=10cm，代入得v=30cm；或根据实验数据对称性，u=15cm时像距为30cm。
- ④像的变化：从u>2f到2f>u>f，物距减小，像距增大，像变大。答案：物距u；像距v；缩小；照相机；放大；投影仪；不能；虚；在光屏一侧透过透镜观察；30；光路可逆；大
(6) 图像分析
图像中u-v关系满足凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v。当u=10cm（f=10cm）时，1/v=1/f-1/u=1/10-1/10=0，不成像；题目可能指u=20cm（=2f）时，v=20cm？或根据图像中某点，如u=30cm时，v=15cm（与第1次实验对应）。照相机成倒立缩小实像，对应u>2f，图像中C点u最大（>2f），故C点相当于照相机。答案：15；C（注：原答案15和C符合常规）
(7) 像距不同的原因
物距一定时像距不同，非测量误差则可能是未找到最清晰的像就读数，导致像距记录错误。答案：没有找到最清晰的像就开始读数并记录
(8) 虚像观察位置
蜡烛在u<f时成虚像，虚像与物体在透镜同侧，眼睛应在光屏一侧（B位置，蜡烛右侧）透过透镜观察；在蜡烛左侧放光屏，虚像在透镜右侧，眼睛在B位置（右侧）无法看到左侧光屏上的像（虚像不在光屏上）。答案：B；不能
(9) 动态实验操作
- ①蜡烛靠近透镜：物距u减小，根据凸透镜成像规律，像距v增大，像变大，光屏需需远离透镜。
- ②凹透镜作用：凹透镜发散光线，像延迟会聚，像距变大，光屏需远离透镜；光屏左移模糊，需增强会聚能力，应放远视眼镜（凸透镜）。
- ③更换凸透镜：光屏左移（像距变小）成清晰像，说明新透镜会聚能力更强，焦距更小（焦距小会聚能力强），原f=10cm，故新焦距小于10cm。
- ④水透镜注水：注水后透镜变厚，焦距变小，会聚能力增强，像距变小，光屏需左移；不移动透镜和光屏，蜡烛靠近透镜（u减小），像距v=1/(1/f-1/u)，f变小，1/f变大，u减小，1/u变大，需u减小更多使v恢复，故蜡烛靠近水透镜。答案：远离；变大；发散；变大；远离；远视；小；较强；小于；左；靠近
(10) 实验设计与光源优点
- ①无法得出结论原因：探究像大小与焦距关系，需控制物距相同，实验中物距不同（5.0cm、25.0cm、35.0cm），变量不唯一。
- ②LED光源好处：成像更稳定、亮度大、环保；标格子可直接比较像与物大小关系。答案：没有控制物距相同；成像更稳定（或亮度更大、更环保）；可以直接比较像与物的大小关系
(11) 平面镜与凸透镜成像
- 平面镜成像：光源在A，平面镜在B，AB之间观察平面镜成正立等大虚像，对应图8中②。
- 凸透镜成等大像：光屏在C，B是AC中点，AC=2BC，u=AB=BC，u=v=BC，成等大实像，倒立，对应图8中③。答案：②；③
(12) 照相机拍摄全景
拍摄全景需像变小，根据凸透镜成像，物距不变时，焦距变小，像距变小，像变小。答案：变小