Question

【題目】由于現代科技的高速發展，手機從厚變薄，從只能打電話發短信到高清晰拍照，再到智能手機、5G時代的到來，上網速度非常快，功能強大，導致了“低頭族”的出現，不合理利用手機，尤其影響了在校學生的身心健康。以下是小華在使用手機時整理的相關信息，請同學們利用所學物理知識幫助小華解決疑問。

(1)小華在利用手機給同學拍照時發現，手機與同學間距不變時，無論怎樣改變自己眼睛與手機屏幕距離，圖像大小及清晰度始終不變，而將手機靠近同學的過程中，圖像越來越大，越來越清晰，最后模糊不清。小華通過搜集相關信息確定攝像頭是一個“凸透鏡”，那么根據上述描述，猜想：凸透鏡成像的大小可能與__________________________有關。

(2)帶著提出的問題，小華在物理實驗室利用相關器材進行了實驗，將光具座放到水平桌面并調節水平后，發現屏上成像如下圖所示，原因是_______________________________。

(3)將燭焰調到光屏中間位置后，進行實驗，得到以下實驗數據

實驗序號	燭焰到透鏡距離(cm)	光屏上像的情況	像的大小
1	40	倒立、縮小實像	很小
2	30	倒立、縮小實像	較小
3	15	倒立、放大實像	較大
4	20	倒立、等大實像	等大
5	10	不成像	不成像
6	13.4	倒立、放大實像	很大
…	…	…	…

通過以上分析，可以得到的初步結論是：在凸透鏡成實像時，物體到凸透鏡的距離越近，所成的像______，在分析實驗記錄得到上述結論時，發現實驗過程中存在一處不足，不利于得出實驗結論，不足之處是____________________。/span>

(4)小華將實驗分享給小軍，共同交流評估后，小軍提出用手機拍照時，用兩根手指在屏幕上同時做擴大和縮小動作時，屏幕上的像大小也跟著發生變化，于是，小軍猜想凸透鏡成像大小可能與_____________有關。

(5)小軍在小華的實驗基礎上，利用兩塊不同的凸透鏡得到如下實驗數據

數據一：

焦距（_______）cm	實驗序號	物距u(cm)	像距v(cm)	像的性質
	1	40	13.4	倒立、縮小實像
	2	30	15	倒立、縮小實像
	3	20	20	倒立、等大實像
	4	15	10	倒立、放大實像
	5	13.4	40	倒立、放大實像
	6	10		不成像
	…	…	…	…

數據二：

焦距5cm	實驗序號	物距u(cm)	像距v(cm)	像的性質
	1	50	5.6	倒立、縮小實像
	2	30	6	倒立、縮小實像
	3	10	10	倒立、等大實像
	4	8	13.3	倒立、放大實像
	5	6	30	倒立、放大實像
	6	5		不成像
	…	…	…

采集數據一時，所用凸透鏡的焦距為_____________cm。

小軍綜合分析兩個表格中的某兩組實驗數據后，發現可以驗證自己的猜想。請從表格中找出這兩組數據______。

Answer 1

【答案】物體到凸透鏡的距離 燭焰、透鏡、光屏中心不在同一水平直線上 越大 燭焰到透鏡距離沒有按照從大到小(從小到大)的順序排列 凸透鏡的焦距 10cm 兩個表格中物距為30cm的兩組數據

【解析】

第一空．將手機靠近同學的過程中，圖像越來越大，可以看出凸透鏡成像的大小可能與物體到凸透鏡的距離有關。

第二空．通過觀察此時的像沒有在光屏中央，是因為燭焰、透鏡、光屏中心不在同一水平直線上。

第三空．通過以上分析，可以得到的初步結論是：在凸透鏡成實像時，物體到凸透鏡的距離越近，所成的像越大；

第四空．在分析實驗記錄得到上述結論時，發現實驗過程中存在一處不足，不利于得出實驗結論，不足之處是燭焰到透鏡距離沒有按照從大到小(從小到大)的順序排列。

第五空．小華將實驗分享給小軍，共同交流評估后，小軍提出用手機拍照時，用兩根手指在屏幕上同時做擴大和縮小動作時，其實是在調手機的焦距，當手機的焦距發生變化時，屏幕上的像大小也跟著發生變化，于是，小軍猜想凸透鏡成像大小可能與凸透鏡的焦距有關。

第六空．當像的性質是倒立、等大的實像時，物距等于像距等二倍焦距，物距u是20cm，所以可得所用凸透鏡的焦距為10cm。

第七空．為了驗證猜想，應選用物距相同而焦距不同的兩組數據，通過比較可知這兩組數據為兩個表格中物距為30cm的兩組數據。