Question

3．A：小強用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等器材探究凸透鏡成實像的規(guī)律．
（1）探究前，小強讓一束平行于透鏡主軸的光射向凸透鏡．在光屏上形成一個最小、最亮的光斑，由圖1可知，凸透鏡對光有會聚作用，該凸透鏡的焦距是10cm．
（2）探究時，小強依次改變蠟燭的位置，移動光屏找到清晰的像，記錄了下表所示的數(shù)據(jù)．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
物距/cm	50	40	35	30	25	20	15
像距/cm	12.5	13.3	14	15	16.7	20	30

由上表可知，第3次實驗中，凸透鏡所成的像為倒立、縮小的實像，第7次成的像比第6次成的像大（選填“大”或“小”）．實驗進行一段時間后蠟燭變短了，要使蠟燭的像仍在光屏中心，應(yīng)將光屏向下移動．
（3）探究后，小強總結(jié)了凸透鏡成實像的規(guī)律．圖2中，燭焰在光屏上成了一個清晰的像，小強正確判斷出了這是倒立、放大的實像；如果保持蠟燭和光屏的位置不變，只移動中間的凸透鏡可使光屏上再次出現(xiàn)一個清晰的像，則應(yīng)向右移動凸透鏡．
B：為了探究光的反射定律，小明準(zhǔn)備了一塊平面鏡、一塊畫有ON的平整白色硬紙板、直尺、量角器及鉛筆，計劃組裝成如圖3所示的裝置進行實驗．
（1）這個實驗還需要的一個重要器材是激光筆；
（2）在實驗中白色硬紙板能顯示反射光線和入射光線，也能方便地測量反射角和入射角；
（3）如果紙板與平面鏡不垂直，入射光沿紙板照射后將會出現(xiàn)的現(xiàn)象是在紙板上看不到反射光線．
（4）實驗過程中你是如何驗證入射光線、反射光線、法線在同一平面上？將紙板向后折，在紙板上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線是在同一平面內(nèi)的．．

Answer 1

分析 A：（1）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點．焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距．
（2）根據(jù)物距和焦距、像距和焦距判斷凸透鏡成像情況：u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f．凸透鏡成實像時，物近像遠像變大．
探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（3）凸透鏡成實像時，根據(jù)物距和像距的關(guān)系，能判斷凸透鏡的成像情況：
物距大于像距，成倒立、縮小的實像；
物距等于像距，成倒立、等大的實像；
物距小于像距，成倒立、放大的實像．
B：（1）根據(jù)實驗?zāi)康拇_定這個實驗還需要的一個重要器材．
（2）白色物體可以反射所有的光，實驗中用白色硬紙板可以顯示光路，也能方便地測量反射角和入射角的大小；
（3）根據(jù)反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)進行分析；
（4）根據(jù)是否能看到光線可以探究反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)．

解答 解：
A：（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，這點是凸透鏡的焦點，說明凸透鏡對光有會聚作用；
由圖1可知：焦點到光心的距離是40cm-30cm=10cm，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）由上表可知，第3次實驗中，u＞2f，故凸透鏡所成的像為倒立、縮小的實像，
由凸透鏡成像規(guī)律可知，第7次成的像是倒立放大的實像，第6次成的像是倒立等大的實像，所以第7次成的像比第6次成的像大；
實驗一段時間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實像，所以成的像將靠近光屏的上方，所以應(yīng)向下移動透鏡，或向上移動光屏．
（3）如圖，物距小于像距，成倒立、放大的實像；當(dāng)蠟燭和光屏的位置不變時，只移動中間的凸透鏡，要使光屏上再次出現(xiàn)一個明亮清晰的像，可以向右移動凸透鏡，物距等于像距，成倒立、等大的實像；物距大于像距，成倒立、縮小的實像．
B：（1）因為實驗是為了驗證光的反射定律，所以必須有光源，例如激光筆；
（2）由于白色物體可以反射所有的色光，所以在實驗中白色硬紙板能顯示光路，即反射光線和入射光線，也能方便地測量反射角和入射角；
（3）由于反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，若紙板與平面鏡不垂直，入射光沿紙板照射后將不能在硬紙板上看到反射光線．
（4）如圖所示的操作，將紙板向后折，在紙板上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線是在同一平面內(nèi)的．
故答案為：
A：（1）會聚；10；（2）縮��；大；下；（3）放大；右．
B：（1）激光筆；（2）反射光線和入射光線；反射角和入射角；（3）在紙板上看不到反射光線；（4）將紙板向后折，在紙板上不能看到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線是在同一平面內(nèi)的．

點評 （1）根據(jù)物距和焦距、像距和焦距的關(guān)系判斷凸透鏡成像的情況，根據(jù)物距和像距的關(guān)系也能判斷凸透鏡的成像情況．
（2）此題是探究光的反射定律．要熟記光的反射定律的內(nèi)容，并且要搞清每一個相對內(nèi)容的得出，特別是反射光線、入射光線、法線的關(guān)系，要掌握實驗的目的和操作方法及結(jié)論．