Question

小华和小婷在“探究凸透镜成像规律的实验”中发现像高与焦距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，他们将5cm长的发光体放在一个竖直支架上作为光源，取两个焦距不同的凸透镜进行实验．
（1）实验开始前，首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心大致在

 

．
（2）下表是小华同学实验时记录的几组数据：

实验次数	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

根据表中数据，完成下列问题：
①焦距f₁为

 

cm，表格中①处数据应为

 

cm．
②他们通过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．他们的结论是

 

，则表格中②处数据应为

 

cm．
③他们还发现像高与焦距有关，他们的结论是

 

．
④如图甲、乙所示分别是小华和小婷制作的模型照相机，通过模型照相机观察远处同一物体的时候，为了能在光屏上看到更大的像，应该选择图

 

中所示的模型照相机．

Answer 1

分析：（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）①根据凸透镜成像规律中的物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，可求得其焦距；比较2、4次实验数据可知表格中①处数据．
②根据表格中的数据可知，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．
③根据表中像高、物距与焦距的关系得出结论．
④根据③中的结论选择合适的照相机．

解答：解：（1）为了能使像呈在光屏的中心，必须调节烛焰、凸透镜、光屏的位置，使它们的中心位置大致在同一高度．
（2）①由表中第3此实验的数据，物距等于像距，物像等大，可知，此时u=2f=20cm．则f=10cm．即该凸透镜的焦距为10cm．
比较2、4实验数据可知，第2次实验的相距等于第4次实验的物距，因此第4次实验的相距等于第2次实验的物距，即表格中①处数据为30．
②根据表中的数据可知，像高与物高的比值等于像距与物距的比值，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；即

h

l

=

v

u

．
因此可得

30

15

=

②

5

，故表格中②处数据为10．
③根据表中数据可知，物距一定，焦距越大，像高越高．
④因为物距一定时，焦距越大，像高越高，因此要使光屏上看到更大的像，应选焦距大的照相机，故选甲图模型照相机．
故答案为：（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．

点评：此题是探究凸透镜成像规律，其中首先根据表中信息找出该透镜的焦距，其次是根据实验数据分析像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系，同时锻炼学生处理信息的能力．