Question

如圖a所示為“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗裝置圖，實驗時首先利用太陽光測出了凸透鏡的焦距f．請你認真思考下面的四種實驗設(shè)計方案，并回答問題．
甲：分別把點燃的蠟燭放在一倍焦距f 和二倍焦距2f 處，調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，觀察并記錄在屏上能否成像及成像特點，得出凸透鏡成像的規(guī)律．
乙：除甲中的做法外，把蠟燭放在大于2f 的某一位置和大于f、小于2f的某一位置，觀察并記錄對應(yīng)的成像情況，得出凸透鏡成像的規(guī)律．
丙：除甲中的做法外，把點燃的蠟燭從較遠處逐漸移近凸透鏡，通過不斷調(diào)整光屏與凸透鏡的距離，觀察并記錄在屏上能否成像及成像的特點，包括觀察所成的像隨蠟燭位置變化而變化的趨勢，得出凸透鏡成像的規(guī)律．
�。号c丙不同的是，將蠟燭從靠近凸透鏡的位置逐漸遠離，其它步驟相同．

（1）以上四種方案中，合理的方案有______（選填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）；
（2）某小組記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離u跟像到凸透鏡的距離v之間關(guān)系的圖象，如圖b所示．由圖象可知，當u=15cm時，在光屏上能得到一個______像；把物體從距凸透鏡10cm處移動到30cm處的過程中，像的大小變化情況是______，像距的變化情況是______（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）某小組用兩支點燃的蠟燭進行實驗，蠟燭、凸透鏡和光屏分別置于如圖c所示位置，兩支蠟燭的連線AB與過凸透鏡的中線垂直，則光屏上C、D兩處所成像的大小______（選填“相等”或“不相等”）；用一塊厚紙板擋住A處的燭焰，在光屏上______（選填“C”或“D”）處仍能得到一個清晰的像．

Answer 1

解：（1）為了有條理的解決問題，需要明確實驗的目的，合理的設(shè)計實驗方案，動手操作實驗時，應(yīng)該有一定的規(guī)律，由遠變近或由近變遠．所以丙、丁正確．
（2）①如圖，u=v=2f=20cm，所以凸透鏡的焦距：f=10cm．
②當u=15cm時，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．
③蠟燭從距凸透鏡10cm處移到30cm處的過程中，物距大于焦距凸透鏡成實像，凸透鏡成實像時，物距增大，像距變小，像變小．
（3）兩支蠟燭的連線AB與過凸透鏡的中線垂直，可知兩支蠟燭的物距相同，則由凸透鏡成像規(guī)律可知，光屏上C、D兩處所成像的大小相等；
根據(jù)光線過光心不改變方向，蠟燭A經(jīng)凸透鏡在D點成像，蠟燭B經(jīng)凸透鏡在C點成像，當一塊厚紙板擋住A處的燭焰，蠟燭A的光線不能射向凸透鏡，蠟燭B還能經(jīng)凸透鏡在C位置成像．
故答案為：（1）丙、��；（2）倒立放大的實；變�。蛔冃�；（3）相等；C．
分析：（1）為了有條理的解決問題，需要明確實驗的目的，合理的設(shè)計實驗方案，動手操作實驗時，應(yīng)該有一定的規(guī)律，由遠變近或由近變遠，如果毫無順序的操作很容易忽略一些物理規(guī)律之間的聯(lián)系．
（2）①凸透鏡成像時，u=v=2f，在圖象上找到u=v對應(yīng)點，根據(jù)物距和焦距的關(guān)系求出凸透鏡的焦距．
②凸透鏡成像時，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，應(yīng)用于幻燈機和投影儀．
③凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小，像減�。�
（3）①兩支蠟燭的連線AB與過凸透鏡的中線垂直，可知兩支蠟燭的物距相同，由凸透鏡成像規(guī)律可知像的關(guān)系．
②遮擋A射向凸透鏡的光線，蠟燭B還有光線射向凸透鏡，蠟燭B經(jīng)凸透鏡折射成像，根據(jù)光線過光心不改變方向，判斷蠟燭B像的位置．
點評：本題考查學生動手操作實驗的能力以及通過對實驗現(xiàn)象的分析得出正確結(jié)論．