Question

3．小欢在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用长为2cm的发光二极管S代替蜡烛，将其与凸透镜、光屏依次安装在光具座上进行实验．固定凸透镜，将发光体S放在离凸透镜10cm处，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，记下像的特征，测出像距u和像的长度．然后，将物距u依次增加2cm，重复上面的实验．实验数据如表，根据表中的信息，绘制出像距v和物距u的关系图象．根据小明的实验数据和分析论证，回答下列问题：

次数	物距u/cm	像距口/cm	像的长度/cm	像的倒正
1	10.0	40.0	8.0	倒立
2	12.0	24．O	4.0	倒立
3	14.0	18.7	2.7	倒立
4	16.0	16.0	2.0	倒立
5	18.0	14.4	1.6	倒立
6	20，0	13.3	1.3	倒立

（1）该凸透镜的焦距为8cm．
（2）当物距为l5cm时，物体在光屏上的像是倒立（选填“倒立”或“正立”），此时光屏上的像的长度大于2cm（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）可以得出像距v与物距u的关系是：物距增大时像距随之减小，且随着物距的增大像距减小得越来越慢，理由是：像距随物距的变化不均匀．
（4）通过实验数据还可以得出什么结论？写出一点即可．物距大于2倍焦距时，凸透镜成缩小的像．

Answer 1

分析 （1）（1）根据当物距等于2倍焦距时，成倒立等大实像的特点进行分析．
（2）2f＞U＞f，成倒立、放大的实像．
（3）根据像距v和物距u的关系图象和表格数据，得出物距增大时像距随之减小．
（4）根据图象并结合凸透镜成像的规律来分析得结论．

解答 解：（1）由表格中第四次数据知，当物距等于16cm时，像距等于16cm，此时成倒立等大的实像，所以16cm=2f，f=5cm，则凸透镜的焦距为8cm．
（2）凸透镜的焦距f=8cm，由凸透镜成像规律可知，U=15cm时，f＜U＜2f，成正立、放大的实像，像变大，此时光屏上的像的长度大于2cm．
（3）从图象中可以看出，物距增大时像距随之减小，且随着物距的增大像距减小得越来越慢．
（4）分析表格中数据，物距都大于2倍焦距，所以可得物距大于2倍焦距时，凸透镜成缩小的像．
故答案为：（1）8；（2）倒立；大于；
（3）物距增大时像距随之减小，且随着物距的增大像距减小得越来越慢；像距随物距的变化不均匀；
（4）当物距大于2倍焦距时，凸透镜成缩小的像．．

点评 本题考查学生能否根据实验中记录的数据得出正确的结论，考查了学生对数据的处理和分析归纳能力，是一道很好的实验探究题．