实验:探究凸透镜成像的规律
命题要点:
1. 实验装置
2. 实验环境的要求：为了方便观察现象，本实验应选择在较暗的环境下进行
3. 凸透镜对光的作用：会聚
4. 调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度(让像能成在光屏的中央)
5. 凸透镜焦距的测量
(1)测量方法：一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光斑时，光屏到透镜的距离即为凸透镜的焦距
(2)确定最小光斑：光屏向前或向后移动时光斑都会变大
6. 光屏上找不到像、像不完整，没成在光屏中央的原因：
(1)烛焰、透镜和光屏三者中心没有在同一高度；
(2)物距等于或小于焦距；
(3)像的位置超出了光具座的范围
7. 蜡烛、透镜、光屏动态移动规律
(1)保持透镜不变，移动蜡烛(光屏)，为使光屏上能再次呈现清晰的像，该怎么移动光屏(蜡烛)：光屏(蜡烛)与蜡烛(光屏)的移动方向一致；
(2)保持透镜不变，要成指定像(或使像变大、变小)，应怎样移动蜡烛、光屏：根据成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小的规律移动；
(3)保持透镜不变，移动蜡烛、光屏成像大小的判断：根据成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小的规律判断
8. 凸透镜成像规律及应用：判断成像特点(形状)及应用、物距、像距、焦距等
9. 凸透镜动态成像规律及应用：判断元件移动方向、成像位置和大小的变化等
10. 表格数据分析：判断焦距、成像特点及应用、错误数据分析、总结动态规律等
11. u－v曲线图分析
12. 用纸板遮住部分透镜：光屏上会成完整的较暗的像，且光屏上不会出现纸板的像或影子
13. 蜡烛燃烧变短的相关分析：
(1)像的位置变化：像会逐渐向上移；
(2)调节方法：光屏上移或蜡烛上移或凸透镜下移
14. 折射现象中，光路可逆的应用：对调蜡烛和光屏的位置，光屏上仍能成像
15. 凸透镜前加镜片的相关判断(透镜和蜡烛位置不变)
(1)加远视镜(凸透镜)：光线提前会聚、像距变小、像变小；光屏应向靠近透镜的方向移动；
(2)加近视镜(凹透镜)：光线延迟会聚、像距变大、像变大；光屏应向远离透镜的方向移动
16. 换焦距不同的凸透镜后像的变化及使像成在光屏上的调节方法(透镜和蜡烛位置不变)
(1)换用焦距更小的凸透镜，折光能力变强，光线提前会聚，像变小，光屏向靠近凸透镜的方向移动；
(2)换用焦距更大的凸透镜，折光能力变弱，光线延迟会聚，像变大，光屏向远离凸透镜的方向移动
17. 烛焰作为发光体的不足分析：
(1)烛焰形状不稳定，不易比较像与物的大小关系；
(2)蜡烛会越烧越短，像偏离光屏的中央；
(3)烛焰亮度不足，成像较暗
实验结论：
①当u＞2f时，f＜v＜2f，成倒立、缩小的实像，应用是照相机、摄像头；
②当u＝2f时，v＝2f，成倒立、等大的实像，应用是测焦距；
③当f＜u＜2f时，v＞2f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪、幻灯机；
④当u＜f时，成正立、放大的虚像，应用是放大镜．
针对训练:
某实验小组用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，蜡烛位于光具座上A点，如图甲所示．
(1)组装器材时，应在C处放置________(选填“凸透镜”或“光屏”)．为了便于观察，本实验应在光线较________(选填“亮”或“暗”)的环境中进行．
(2)器材位置正确放置后，点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，目的是
__________________________．
(3)器材调整完毕后，小组的小明用以下方法测量凸透镜的焦距：让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜，调整光屏，由于凸透镜对光具有________作用，当光屏上形成一个最小、最亮的光斑时的情景如图乙所示，该透镜的焦距为________cm.
(4)小明调整各元件在光具座上的位置，当各元件位置如图丙所示时，光屏上恰好出现清晰的像．
①此时物距是________cm，像距是________cm，可在光屏上得到一个清晰的________(选填“正立”或“倒立”)、________(选填“放大”或“缩小”)的实像，生活中________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的．
②若将蜡烛与光屏的位置互换，由于__________，光屏上也能呈现____________(填成像的正倒、大小特点)的像，此时成像特点符合________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的原理．
(5)小明将蜡烛移至30 cm处时，要想得到清晰的像，光屏应移至________cm处，此时成________(选填“正立”或“倒立”)、________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像；
(6)保持透镜位置不动，小明想在光屏上得到更大的清晰的像，他应将蜡烛向________移动，同时将光屏向________移动(两空均选填“左”或“右”)．
(7)小明保持凸透镜的位置不动，将蜡烛移至35 cm处时应将光屏向________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动，光屏上可以成________(选填“放大”或“缩小”)的像．
(8)实验中蜡烛燃烧时会变短，烛焰的像在光屏上的位置会向____方移动，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向________调节．(均选填“上”或“下”)．
(9)保持凸透镜不动，小明将蜡烛移动至45 cm处时，无论怎么移动光屏都无法成清晰的像，原因是物距小于凸透镜一倍焦距．此时烛焰发出的光经过凸透镜折射后成___________(填成像的正倒、大小特点)的________(选填“虚”或“实”)像．应从________(选填“光屏”或“蜡烛”)一侧透过透镜观察这个像．
(10)实验过程中小明思考，光屏上成清晰的像后，用不透光的纸板遮住凸透镜的上半部分，则在光屏上观察到的像是_________．
A. 烛焰的上半部分，亮度变暗
B. 烛焰的下半部分，亮度变暗
C. 完整的烛焰，亮度变暗
D. 完整的烛焰，亮度不变
(11)小明保持凸透镜位置在50 cm刻度线处，当蜡烛移动到38 cm刻度线处时，发现在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在光屏上成像，请你判断产生此现象的原因可能是像距太大，超出光具座的调节范围．
(12)实验完成后，实验小组的小明和小强分别进行了如下的探究：
①小明将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊，将光屏向________(选填“左”或“右”)移动，光屏上会再次出现清晰的像，取走镜片后，保持透镜和光屏位置不动，蜡烛应向________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动，光屏上才能呈现烛焰清晰的像；
②小强换用一个焦距为20 cm的凸透镜继续进行实验，其他条件均不变，要在光屏上成清晰的像，光屏应向________(选填“左”或“右”)移动，所成的清晰像的大小________(选填“变大”或“变小”)．
(13)所有实验完成后，老师组织小组同学们交流分享，你认为用烛焰作为发光体的两点不足之处是： 成像不稳定;随着蜡烛的燃烧，像不能成在光屏中央(或像的亮度不够等)
