Question

14．為了“探究凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律”，某小組同學(xué)利用焦距f為10厘米的凸透鏡、一個(gè)高度為3厘米的發(fā)光體、光屏和光具座等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中，他們正確組裝和調(diào)試實(shí)驗(yàn)器材，按表一、表二中的物距u依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次都使光屏上發(fā)光體的像最清晰，并將相應(yīng)的像距v、成像情況記錄在表格中．
（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1或2或3數(shù)據(jù)中物距u、像距v與焦距f、2倍焦距之間的關(guān)系及成像情況，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)物距u大于2倍焦距時(shí)，物體成縮小的實(shí)像，像距v大于1倍焦距小于2倍焦距．
表一

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	物距u （厘米）	像距v （厘米）	像高h(yuǎn) （厘米）
1	30.0	15.0	1.5
2	26.0	16.3	1.9
3	22.0	18.3	2.5

表二

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	物距u （厘米）	像距v （厘米）	像高h(yuǎn) （厘米）
4	18.0	22.5	3.8
5	16.0	26.7	5.0
6	14.0	35.0	7.5

（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4或5或6數(shù)據(jù)中物距u、像距v與焦距f、2倍焦距之間的關(guān)系及成像情況，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)物距u大于凸透鏡的焦距且小于2倍焦距時(shí)，物體成放大的實(shí)像，像距v大于2倍焦距．
（3）小明同學(xué)在進(jìn)一步分析比較表一與表二中的數(shù)據(jù)及成像情況后，提出了一個(gè)猜想：“可能存在這樣的情況：當(dāng)物體處于凸透鏡的某一特定位置時(shí)，會(huì)成等大的實(shí)像”．
（a）為了驗(yàn)證該猜想，小明繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他首先在表一或表二基礎(chǔ)上再做當(dāng)物距u為20厘米時(shí)的成像情況．
（b）為了進(jìn)一步驗(yàn)證該猜想，小明在原有實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，再添加了器材，并設(shè)計(jì)了有關(guān)實(shí)驗(yàn)記錄表（表三），請(qǐng)完成表三中空格處的填寫(xiě)．
表三

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	物距U/cm	像距V/cm	焦距f/cm	像高h(yuǎn) （厘米）
7	/	/	/	3.0
8	/	/	/	3.0
9	/	/	/	3.0

Answer 1

分析 （1）由表中的數(shù)據(jù)與焦距的比較得出結(jié)論；
（2）根據(jù)物距、像距與焦距的關(guān)系找出符合條件的實(shí)驗(yàn)次數(shù)；
（3）當(dāng)物體在二倍焦距時(shí)，成倒立等大的實(shí)像來(lái)解答．
為驗(yàn)證結(jié)論的普遍性，選用若干個(gè)焦距不同的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1或2或3數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)物距u大于2倍焦距時(shí)，物體成縮小的實(shí)像，像距v大于1倍焦距小于2倍焦距．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4或5或6數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)物距u大于凸透鏡的焦距且小于2倍焦距時(shí)，物體成放大的實(shí)像，像距v大于2倍焦距．
（3）（a）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：大于2倍焦距成縮小的像，小于2倍焦距而大于焦距時(shí)成放大的像，那么就有可能在2倍焦距處成等大的像，故再做當(dāng)物距u=2f=20cm時(shí)的成像情況；
（b）為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的有效性，故需要若干個(gè)焦距不同的凸透鏡，將物體都放在2倍焦距處來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，
故表格如下圖所示：

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	物距U/cm	像距V/cm	焦距f/cm	像高h(yuǎn) （厘米）
7	/	/	/	3.0
8	/	/	/	3.0
9	/	/	/	3.0

故答案為：（1）當(dāng)物距u大于2倍焦距時(shí)，物體成縮小的實(shí)像，像距v大于1倍焦距小于2倍焦距；（2）4或5或6；（3）（a）20；（b）見(jiàn)上表．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律，此題通過(guò)例舉一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生通過(guò)數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)論，考查了分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．這種考查對(duì)于學(xué)生來(lái)講是比較困難的．針對(duì)這部分習(xí)題要把整個(gè)習(xí)題讀完，對(duì)照題目給定的一些結(jié)論進(jìn)行仿寫(xiě)，避免沒(méi)有頭緒．