Question

小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律．
（1）如图所示，将凸透镜正对着太阳光，把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个

最小、最亮

 的光斑，测得凸透镜的焦距是

10

 cm．
（2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像原因可能是

蜡烛在焦距以内

．
（3）实验一段时间蜡烛变短，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向

上

移动．
（4）小明在“探究凸透镜成像规律的实验”中发现像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，他将5cm长的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验．
下表是小明同学实验时记录的几组数据：

实验次数	物距u/cm	像距v/cm	物高l/cm	像高h/cm
1	35	14	5	2
2	30	15	5	2.5
3	20	20	5	5
4	15	30	5	10
5	12	60	5	25

根据表中数据，完成下列问题：
①从表中的数据可以看出，当像距小于物距时，像高与物高的比值

小于

1（选填“大于”或“小  于”）；当像距大于物距时，像高与物高的比值

大于

1（选填“大于”或“小于”）．
②小华通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系．他的结沦是

像高与物高的比值和像距与物距的比值相等

．

Answer 1

分析：（1）焦点和焦距的概念：平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点．由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可．
（2）当物距小于焦距时，凸透镜成放大、正立的虚像．虚像不能成在光屏上．
（3）根据凸透镜成倒立的实像可知，若成的像靠近光屏的上方，可以相对于凸透镜向上移动蜡烛，即向上移动蜡烛或向下移动凸透镜，使成的像向下移动．或者直接向上移动光屏．这样都可以使像成在光屏的中央．
（4）①根据当像距小于物距时，像高与物高的比值可得出结论；同理，根据当像距大于物距时，像高与物高的比值可得出结论．
②根据4次试验中像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系，可得出结论

解答：解：（1）太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点．所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑．这个光斑便为焦点；故凸透镜的焦距是40cm-30cm=10cm．
（2）蜡烛、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，仍不能得到清晰的像，这说明蜡烛在焦距以内．
（3）实验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，所以成的像将靠近光屏的上方，故应向上移动光屏．
（4）①因1、2次实验中像距小于物距，则

2

5

＜1，

2.5

5

＜1，所以当像距小于物距时，像高与物高的比值小于1；
同理当像距大于物距时，

30

15

=2＞1，

60

12

=5＞1，所以，当像距大于物距时，像高与物高的比值都大于1．
②第1次实验中像高与物高的比值：

2

5

，像距与物距的比值：

14

35

=

2

5

，
2次实验中像高与物高的比值：

2.5

5

=

1

2

，像距与物距的比值：

15

30

=

1

2

，
3次实验中像高与物高的比值为1；像距与物距的比值也是1，
4次实验中像高与物高的比值：

10

5

=2，像距与物距的比值也是2，
5次实验中像高与物高的比值为5：像距与物距的比值也是5，则由此可得出结论：像高与物高的比值和像距与物距的比值相等．
故答案为：像高与物高的比值和像距与物距的比值相等．
故答案为：（1）最小、最亮；10；（2）蜡烛在焦距以内；（3）上；（4）①小于；大于；②像高与物高的比值和像距与物距的比值相等．

点评：此题主要考查了粗略测量凸透镜焦距的方法，关键是掌握焦点和焦距的概念，同时考查了实验过程中经常出现问题，在平时遇到问题要善于分析，总结规律．