Question

6．在探究凸透镜成像规律的实验中将发光体s（箭头形状的发光二极管，发光体的高度为2cm）凸透镜和光屏依次放在光具座上进行实验，固定凸透镜，将发光体放在离透镜4cm处，前后移动光屏，如果找不到像，记录光屏上光斑的特征，如果在光屏上出现清晰的像，记下像的特征，测出光屏到透镜的距离和像的长度，然后将物距依次增加2cm重复以上实验，实验数据如下表，根据表中的信息，回答以下问题：

实验次数	物距u/cm	像距v/cm	像的长度/cm	像的特征
1	4.0	-	大于透镜的直径	光斑
2	6.0	-	大于透镜的直径	光斑
3	8.0	-	投影等于透镜的直径	光斑
4	10.0	40.0	8.0	倒立箭头
5	12.0	24.0	4.0	倒立箭头
6	14.0	18.7	2.7	倒立箭头
7	16.0	16.0	2.0	倒立箭头
8	18.0	14.4	1.6	倒立箭头
9	20.0	13.3	1.2	倒立箭头

（1）凸透镜的焦距为8.0cm．
（2）物距u在大于8cm小于16cm范围内时，光屏上总成倒立放大的实像．
（3）当物距从8cm再增大时，则像的大小变小，像距变小．（均选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变小后变大”、“先变大后边小”）
（4）当物距等于7cm时，物体在光屏上一定不会成像（填“一定会”、“一定不会”“可能会”）．
（5）分析以上实验数据，当物像间距（u+v）最小时，成在光屏上的像的长度等于发光体的长度．（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）由表中数据，根据u=2f时，v=2f可得凸透镜的焦距；
（2）已知凸透镜焦距，由2f＞u＞f，成倒立、放大的实像分析解答；
（3）根据物距变大，像距变小，像变小分析解答；
（4）根据u＜f，成正立、放大的虚像；实像能成在光屏上，虚像不能在光屏上呈现分析解答；
（5）根据物像间距（u+v）最小时，找出像的长度，与发光体的长度比较一下即可得出结论．

解答 解：
（1）凸透镜成像时，u=2f时，v=2f，由表中第7次实验数据知，u=v=2f=16.0cm，所以f=8.0cm；
（2）当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，所以当物距8.0cm＜u＜16.0cm时，光屏上总成倒立放大的实像；
（3）当物距从8cm再增大时，物距u＞f，此时时物距变大，像距变小，像也变小；
（4）当物距等于7cm时，u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上；
（5）分析表中成倒立实像的实验数据，当物像间距（u+v）最小时，即物距为16cm和像距为16cm时，此时（u+v）最小，此时成倒立、等大的实像，则成在光屏上的像的长度为2cm，正好等于发光体的长度．
故答案为：（1）8.0；（2）大于8cm小于16cm；（3）变小；变小；（4）一定不会；（5）等于．

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，关键是正确判断凸透镜的焦距．