Question

如圖a所示為“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先利用太陽(yáng)光測(cè)出了凸透鏡的焦距f．請(qǐng)你認(rèn)真思考下面的四種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，并回答問(wèn)題．
甲：分別把點(diǎn)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(diǎn)，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(duì)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(diǎn)燃的蠟燭從較遠(yuǎn)處逐漸移近凸透鏡，通過(guò)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(diǎn)，包括觀察所成的像隨蠟燭位置變化而變化的趨勢(shì)，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(yuǎn)離，其它步驟相同．

（1）以上四種方案中，合理的方案有

丙、丁

（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(dāng)u=15cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)

倒立放大的實(shí)

像；把物體從距凸透鏡10cm處移動(dòng)到30cm處的過(guò)程中，像的大小變化情況是

變小

，像距的變化情況是

變小

（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）某小組用兩支點(diǎn)燃的蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(guò)凸透鏡的中線垂直，則光屏上C、D兩處所成像的大小

相等

（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

C

（選填“C”或“D”）處仍能得到一個(gè)清晰的像．

Answer 1

分析：（1）為了有條理的解決問(wèn)題，需要明確實(shí)驗(yàn)的目的，合理的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該有一定的規(guī)律，由遠(yuǎn)變近或由近變遠(yuǎn)，如果毫無(wú)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(shí)，u=v=2f，在圖象上找到u=v對(duì)應(yīng)點(diǎn)，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(shí)，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
③凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像減�。�
（3）①兩支蠟燭的連線AB與過(guò)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(guò)光心不改變方向，判斷蠟燭B像的位置．

解答：解：（1）為了有條理的解決問(wèn)題，需要明確實(shí)驗(yàn)的目的，合理的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該有一定的規(guī)律，由遠(yuǎn)變近或由近變遠(yuǎn)．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(dāng)u=15cm時(shí)，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像．
③蠟燭從距凸透鏡10cm處移到30cm處的過(guò)程中，物距大于焦距凸透鏡成實(shí)像，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距變小，像變小．
（3）兩支蠟燭的連線AB與過(guò)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(guò)光心不改變方向，蠟燭A經(jīng)凸透鏡在D點(diǎn)成像，蠟燭B經(jīng)凸透鏡在C點(diǎn)成像，當(dāng)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、丁；（2）倒立放大的實(shí)；變��；變小；（3）相等；C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的能力以及通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析得出正確結(jié)論．