例1 某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：

1.由圖1甲可知，該凸透鏡的焦距是

cm.

2.實(shí)驗(yàn)時(shí)凸透鏡與光屏的高度已調(diào)好，但燭焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，應(yīng)調(diào)節(jié)蠟燭使?fàn)T焰向

（上/下）移動(dòng).

3.如圖乙所示，若在光屏上（光屏未畫出）得到清晰放大的實(shí)像，則燭焰應(yīng)位于透鏡左側(cè)a、b、c、d四點(diǎn)中的 點(diǎn)，此成像規(guī)律應(yīng)用在 （填一種器材名稱）上.

解析 （1）本題涉及刻度尺的使用.由圖甲的刻度線可知，其分度值為1cm，讀數(shù)時(shí)，應(yīng)注意其估計(jì)值，所以該凸透鏡的焦距是15.0cm；（2）由燭焰在光屏上像的位置偏高可知，要想使像成在光屏中央，應(yīng)使像在光屏上向下移動(dòng)，由于在光屏上成的像是倒立的，物體移動(dòng)的方向應(yīng)與像移動(dòng)的方向相反，應(yīng)調(diào)節(jié)蠟燭使?fàn)T焰向上移動(dòng).（3）物體位于1倍焦距與2倍焦距之間時(shí)，能在光屏上得到清晰放大的實(shí)像，由圖乙可知，燭焰應(yīng)位于透鏡左側(cè)c點(diǎn)，投影儀、幻燈機(jī)、放映機(jī)等都是凸透鏡能成放大實(shí)像的應(yīng)用.

答案：15.0 上 c 投影儀（幻燈機(jī)、放映機(jī)）

例2 在探究凸透鏡成像的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中：

1.吳洋同學(xué)通過物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，知道放大鏡就是凸透鏡.在活動(dòng)課中，他用放大鏡觀察自己的手指，如圖2甲所示，看到手指 的像；再用放大鏡觀察遠(yuǎn)處的房屋，如圖乙所示，看到房屋 的像；（放大/等大/縮?。?/p>

2.他猜想：凸透鏡成像的大小可能與蠟燭到透鏡的距離有關(guān).于是，他在圖丙所示的光具座上，不斷改變蠟燭到透鏡的距離，并移動(dòng)光屏進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：分析數(shù)據(jù)可知，物體到凸透鏡的距離越長，光屏上像的大小就越 ；

3.吳洋所在班級(jí)照畢業(yè)像時(shí)，攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒有進(jìn)入取景框內(nèi)，攝影師使照相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)，同時(shí)還應(yīng)

（增加/縮短/不改變）照相機(jī)的暗箱長度，才會(huì)在取景框內(nèi)得到清晰滿意的畫面.

解析 1.放大鏡實(shí)質(zhì)上是一個(gè)凸透鏡，用它觀察放在焦點(diǎn)以內(nèi)的物體，才能起放大鏡的作用，所以看到的手指是一個(gè)放大的像；若用它觀察位于2倍焦距以外的物體，起照相機(jī)的作用，所以看到遠(yuǎn)處的房屋是一個(gè)縮小的像.

2.照相機(jī)成像的特點(diǎn)是“物遠(yuǎn)像近像變小”，所以物體離凸透鏡的距離越長，光屏上的像就越小.

3.照相時(shí)若發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒有進(jìn)入取景框內(nèi)，說明成的像太大，應(yīng)使像變小，根據(jù)“物遠(yuǎn)像近像變小”的規(guī)律，像應(yīng)靠近凸透鏡，即應(yīng)縮短照相機(jī)的暗箱長度，才會(huì)在取景框內(nèi)得到清晰滿意的畫面.

答案：放大 縮小 小 縮短

拓展

1.在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，小明用9個(gè)紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，又用同樣的白色方格板做成光屏，實(shí)驗(yàn)使用的凸透鏡焦距為10cm，實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示.

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先調(diào)節(jié)光源、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度上，其目的是 ；

（2）凸透鏡固定在光具座零刻度線上，小明將光源移至40cm時(shí)，在光屏上出現(xiàn)倒立、縮小的 （實(shí)/虛）像；如果小明將光源移至8cm刻度時(shí)，他通過凸透鏡看到光源的 （倒立/正立）、放大的虛像；

（3）同學(xué)們對(duì)小明使用的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行如下評(píng)價(jià)，其中錯(cuò)誤的是（ ）.

A.與燭焰相比，實(shí)驗(yàn)使用的光源不會(huì)晃動(dòng)，光屏上所成的像比較穩(wěn)定

B.光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小

C.零刻度線刻在光具座標(biāo)尺的中央，可直接測(cè)出物距和像距

D.若凸透鏡的焦距未知，則利用此實(shí)驗(yàn)裝置不能測(cè)量凸透鏡的焦距

（4）光源“F”放在15cm處，其大小如圖4所示，凸透鏡固定在光具座零刻度線上.如果用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上所成的像是圖中的（ ）.

（5）小亮用如圖5甲所示的蠟燭做實(shí)驗(yàn)，在用光屏快速確定像的位置時(shí)，應(yīng)將光屏 （前后/左右）移動(dòng)，使光屏上承接的像的邊緣從模糊到清晰，反復(fù)幾次后，即可確定像的位置.如果在實(shí)驗(yàn)中將蠟燭和透鏡的位置固定后，無論怎樣移動(dòng)光屏都得不到像，其原因可能是

（回答一種情況即可）.

（6）如果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)光屏上的像如圖乙所示，在不移動(dòng)光屏和透鏡的情況下，應(yīng)將蠟燭向左和向 （上/下）移動(dòng)可使像成在光屏中間.

（7）在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)觀察到光屏上燭焰的像與燭焰自身大小相等時(shí)，光屏到凸透鏡的距離v、蠟燭到凸透鏡的距離u、蠟燭到光屏的距離s、凸透鏡的焦距f之間的關(guān)系是v u，s 4f（>/

2.照相機(jī)在拍攝遠(yuǎn)處、近處的物體時(shí)，通過調(diào)節(jié)像距v（即調(diào)節(jié)暗箱的長度），使遠(yuǎn)處物體、近處物體通過鏡頭所成的像都清晰地成在膠片上，人的眼睛也相當(dāng)于照相機(jī)，那么，眼睛是怎樣使遠(yuǎn)處的物體和近處的物體都能看得清楚的？某STS小組的同學(xué)經(jīng)過思考，提出了下列猜想：“眼睛能將遠(yuǎn)處物體和近處物體的像都成在視網(wǎng)膜上，從而都能看得清楚，可能是晶狀體的焦距發(fā)生了變化，使像距不變.”究竟猜想是否正確，該實(shí)驗(yàn)小組討論后，利用f小=9cm，f中=10cm，

f大=11cm的3個(gè)凸透鏡進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①在光具座上從左到右依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏.實(shí)驗(yàn)過程中，改變物距，換用不同的凸透鏡，但保持像距不變，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)如下表所示；②分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

（1）比較實(shí)驗(yàn)2與實(shí)驗(yàn)1發(fā)現(xiàn)：當(dāng)觀察物變近時(shí)，要在原處得到清晰的像，可換用焦距較 （大/?。┑耐雇哥R；

（2）比較實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)1發(fā)現(xiàn)，當(dāng)觀察物變遠(yuǎn)時(shí)，要在原處得到清晰的像，可換用焦距較 （大/小）的凸透鏡.該小組同學(xué)經(jīng)過分析、思考，證實(shí)了自己的猜想

（正確/不正確），即眼睛看遠(yuǎn)處物體和近處物體都很清楚，是通過調(diào)節(jié)晶狀體的厚度以改變 而實(shí)現(xiàn)的；

（3）如果需要從高空飛機(jī)上向地面照相（航空攝影），使用的鏡頭的焦距是50mm，則照相底片與鏡頭之間的距離應(yīng)為 ；

A.略小于l00mm B.等于l00mm

C.等于50mm D.略大于50mm

（4）若用焦距不變的照相機(jī)對(duì)遠(yuǎn)處的同學(xué)進(jìn)行拍照，拍出的底片如圖6乙所示，現(xiàn)要使底片的像如圖甲所示，則在按快門之前需要進(jìn)行兩項(xiàng)重要操作，這兩項(xiàng)重要操作是：

① ；② ；

（5）用相機(jī)從側(cè)面拍攝一輛以36km/h運(yùn)動(dòng)著的汽車，如果底片上汽車的像移動(dòng)的尺寸不大于0.1mm，底片上的像才不至于模糊.已知汽車車身實(shí)際長為3m，在底片上汽車的像長為1.5cm，那么照相時(shí)曝光時(shí)間最多為 .

3.如圖7所示，為研究視力矯正問題，小明和小華同學(xué)用凸透鏡和光屏模擬眼睛，凸透鏡看做眼睛的 ，光屏看做

.

（1）小華將蠟燭、凸透鏡、光屏放在水平的桌面上，調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的位置和高度，使?fàn)T焰中心、透鏡中心、光屏中心位于同一高度.點(diǎn)燃蠟燭，將近視眼鏡放在燭焰和凸透鏡之間，移動(dòng)光屏的位置，直至光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像.取走眼鏡，屏上的像變模糊了，再向凸透鏡方向移動(dòng)光屏至某一位置時(shí)，屏上的像變清晰了.以上現(xiàn)象說明：① ；② .

（2）小明將遠(yuǎn)視眼鏡放在燭焰和凸透鏡之間，移動(dòng)光屏至光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像.取走眼鏡，屏上的像變模糊了，此時(shí)要使屏上的像變清晰，應(yīng)向 （凸透鏡/遠(yuǎn)離凸透鏡/豎直向下）方向移動(dòng)光屏，因?yàn)檫h(yuǎn)視眼鏡對(duì)光線具有 作用.

（3）在圖8所示的4幅小圖中，正確表示近視眼成像情況的是 圖，其矯正做法是圖 ；遠(yuǎn)視眼成像情況的是圖 ，其矯正做法是圖 .

點(diǎn)評(píng) 本套試題以探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)為紐帶，通過拓展延伸，將凸透鏡與凹透鏡的作用與區(qū)別、凸透鏡成像的特點(diǎn)及其應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)了起來.通過對(duì)透鏡所成的實(shí)像與虛像、正立與倒立、放大與縮小、變大與變小和眼睛的近視與遠(yuǎn)視的情景設(shè)計(jì)，較好地考查了學(xué)生對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的理解程度以及應(yīng)用凸透鏡成像規(guī)律解決照相機(jī)、投影儀、放大鏡、眼睛及其視力矯正等實(shí)際問題的能力.

錯(cuò)解 對(duì)拓展1（4）所成的像往往錯(cuò)選A或C.錯(cuò)選A的原因是由于把“遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住”錯(cuò)誤地理解為“F”的上半部分不能成像，只成下半部分的像.其實(shí)，此時(shí)凸透鏡還能成完整的像，只是由于進(jìn)入凸透鏡的光少了一些，成的像就淡了一些而已.錯(cuò)選C的原因是由于機(jī)械地理解為光屏上所成的像是上、下、左、右都顛倒，殊不知要在不透明的光屏（白色方格板做成）上看到像，必須站在光屏的左側(cè)觀看，如果在右側(cè)能看到上、下、左、右都顛倒的像的話，站在光屏左側(cè)能看到的應(yīng)該是上、下顛倒，左、右不顛倒的像.所以，本題的正確答案應(yīng)選D.

答案 1.（1）使像成在光屏的中央 （2）由于f=10cm，當(dāng)u=40cm時(shí)，滿足u>2f的條件，應(yīng)成倒立、縮小的實(shí)像，當(dāng)u=8cm時(shí)，滿足u

2.（1）小 （2）大 正確 焦距 （3）D （4）①減小照相機(jī)與同學(xué)之間的距離 ②將鏡頭向前伸（或增大像距） （5）2×10-3s

3.晶狀體 視網(wǎng)膜 （1）“近視眼鏡”對(duì)光線有發(fā)散作用，近視眼鏡是凹透鏡；說明近視的眼睛對(duì)光線的會(huì)聚作用較強(qiáng)；當(dāng)近視眼睛戴上眼鏡時(shí)，像成在視網(wǎng)膜上，不戴眼鏡時(shí)，像成在視網(wǎng)膜的前面 （2）遠(yuǎn)離凸透鏡 會(huì)聚 （3）C A B D