Question

小華和小婷在“探究凸透鏡成像規律的實驗”中發現像高與焦距、物距之間有一定的關系，為了進一步探究，他們將5cm長的發光體放在一個豎直支架上作為光源，取兩個焦距不同的凸透鏡進行實驗．
（1）實驗開始前，首先在光具座上依次安裝發光體、凸透鏡和光屏并進行調節，使它們的中心大致在

 

．
（2）下表是小華同學實驗時記錄的幾組數據：

實驗次數	焦距f/cm	物距u/cm	像距v/cm	物高l/cm	像高h/cm
1	f1	35	14	5	2
2		30	15	5	2.5
3		20	20	5	5
4		15	①	5	②
5	15	35	26.25	5	3.75
6		30	30	5	5
7		20	60	5	15
8		18	90	5	25

根據表中數據，完成下列問題：
①焦距f₁為

 

cm，表格中①處數據應為

 

cm．
②他們通過分析實驗數據又得出了像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關系．他們的結論是

 

，則表格中②處數據應為

 

cm．
③他們還發現像高與焦距有關，他們的結論是

 

．
④如圖甲、乙所示分別是小華和小婷制作的模型照相機，通過模型照相機觀察遠處同一物體的時候，為了能在光屏上看到更大的像，應該選擇圖

 

中所示的模型照相機．

Answer 1

分析：（1）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．
（2）①根據凸透鏡成像規律中的物距等于2倍焦距時，成倒立等大的實像，可求得其焦距；比較2、4次實驗數據可知表格中①處數據．
②根據表格中的數據可知，像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關系，可得出結論．
③根據表中像高、物距與焦距的關系得出結論．
④根據③中的結論選擇合適的照相機．

解答：解：（1）為了能使像呈在光屏的中心，必須調節燭焰、凸透鏡、光屏的位置，使它們的中心位置大致在同一高度．
（2）①由表中第3此實驗的數據，物距等于像距，物像等大，可知，此時u=2f=20cm．則f=10cm．即該凸透鏡的焦距為10cm．
比較2、4實驗數據可知，第2次實驗的相距等于第4次實驗的物距，因此第4次實驗的相距等于第2次實驗的物距，即表格中①處數據為30．
②根據表中的數據可知，像高與物高的比值等于像距與物距的比值，則由此可得出結論：像高與物高的比值和像距與物距的比值相等；即

h

l

=

v

u

．
因此可得

30

15

=

②

5

，故表格中②處數據為10．
③根據表中數據可知，物距一定，焦距越大，像高越高．
④因為物距一定時，焦距越大，像高越高，因此要使光屏上看到更大的像，應選焦距大的照相機，故選甲圖模型照相機．
故答案為：（1）同一高度；（2）①10；30；②

h

l

=

v

u

；10；③物距一定，焦距越大，像高越高；④甲．

點評：此題是探究凸透鏡成像規律，其中首先根據表中信息找出該透鏡的焦距，其次是根據實驗數據分析像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關系，同時鍛煉學生處理信息的能力．