Question

【题目】实验桌上有光具座焦距为10cm的凸透镜、F形LED灯（作为物体）、光屏、制度尺，如图所示。现利用上述器材做实验证明：凸透镜焦距一定时，物距u越小，物体所成实像中的高度h越大。

(1)实验步骤如下，请补充完整：

①将F形LED灯凸透镜和光深从左到右依次固定在光具座的滑块上，将三者的中心_________；

②将F形LED灯移至20cm刻度线处，打开LED灯，移动光屏并在光屏上观察到LED灯清晰的像，用刻度尺测量像的高度h，将物距u与h记录在表格中；

③_______________________________。

(2)在本次实验中，F形LED灯在光具座上移动的范图为_______________cm；

(3)画出实验数据记录表格。

（__________________）

Answer 1

【答案】位于同一高度 改变物距的大小，重复实验步骤② 见解析

【解析】

(1)[1][2]为了使像成在光屏上的正中央，应使三者的中心位于同一高度处，即透镜的主光轴上。为了寻找普遍规律，应进行多次实验，所以要改变物距的大小，重复实验步骤②。

(2)[3]凸透镜固定在50cm刻度处，LED灯经凸透镜需要成实像。由图可知，最大像距是，已知透镜焦距为，根据凸透镜成像规律可得

代入数据可得

解得。LED灯与透镜最小距离是12.5cm，即在光具座37.5cm刻度处。物距减小，像距将大于50cm，光具座太短，光屏上无法呈现清晰的像；当LED灯在光具座零刻度处，即物距为时，由上同理可得，像距，即在光具座62.5cm刻度处，此光具座可以满足实验。所以LED灯在光具座上移动的范图为。

(3)[4]实验中需要记录的实验数据是物距的大小和实像的高度，记录表格如图所示：

实验次数	1	2	3
物距u/cm
实像的高度h/cm