Question

小张同学在学习了“凸透镜成像规律”以后，又继续“研究像高与哪些因素有关”．于是他在实验室选用焦距为5厘米、10厘米、15厘米的凸透镜，高度为4厘米、6厘米、8厘米的发光物体及相应的实验器材进行正确实验，将收集到有关数据记录在表一、表二中．

表一  f=10厘米     物高8厘米
实验序号	物距u（厘米）	像距v（厘米）	像高（厘米）
1	50	12.5	2
2	30	15	4
3	18	22.5	10
4	16	26.7	13.3
5	15	30	16

表二   f=10厘米     物高6厘米
实验序号	物距u（厘米）	像距v（厘米）	像高（厘米）
6	30	15.0	3.0
7	25	16.7	4.0
8	18	22.5	7.5
9	15	30.0	12.0
10	6

①分析比较表一或表二中的物距u与像高的变化关系，可得出的初步结论是：物体在同一凸透镜中成实像时，    ．
②分析比较实验序号    中的物距、物高和像高的数据及相关条件，可得出的初步结论是：物体在同一凸透镜中成实像时，物距相同，物体越高，像就越高．
小张在表二中尚有部分数据没有填写，若有可能请你帮他填写完整；若不能，请写出不能填写的理由．   
为了结论更具有普遍性，小张认为还需进一步进行实验，请在表三中填入拟进行实验的数据，以完成他的研究目的．

表三   f=    厘米     物高    厘米
实验序号	物距u（厘米）	像距v（厘米）	像高（厘米）
11		/	/
12		/	/
13		/	/

Answer 1

【答案】分析：（1）分析比较表一或表二中的物距u与像高的变化关系，可以得出结论；
（2）要研究像高和物高的关系，必须控制物距相同，从表中找出物距相同，而物高不同的实验数据；
物体放在一倍焦距以内时，成的是正立放大的虚像，无法测量像距和像高；
为了结论更具有普遍性，他应保持像高不变，更换焦距不同的凸透镜再做一次实验．
解答：解：（1）使用同一凸透镜时，焦距不变，分析表一中数据可以看出，随着物距的增大，像高越来越大；
（2）要研究像高和物高的关系，必须控制物距相同，从表中找出物距相同，而物高不同的实验数据，符合条件的实验是：2与6（或3与8或5与9）；
表二中第10次实验中，物体放在6cm处，在凸透镜的一倍焦距以内，此时成的是虚像，在光屏上找不到像，所以无法测量像距和像高；
为了结论更具有普遍性，他应保持像高不变，更换焦距不同的凸透镜再做一次实验，控制物距、物高和表一中数据相同．
答案见下表：

表三   f=15厘米     物高 8厘米
实验序号	物距u（厘米）	像距v（厘米）	像高（厘米）
11	50	/	/
12	30	/	/
13	18	/	/

故答案为：①像高随着物距的减小而增大；②2与6（或3与8或5与9）；物距小于一倍焦距，成虚像不成实像；答案见下表．
点评：此题主要考查的是学生对“凸透镜成像规律”的研究，考查从实验数据中总结物理规律的能力，以及设计实验的能力，有一定难度，注意控制变量法的应用．