Question

12．小帆学习了凸透镜的成像规律后，知道可以靠改变物距来改变物体通过某一个凸透镜所成的实像的大小，可是他看见爸爸用相机拍照时，却能够通过“变焦镜头”使景物的像变大或变小．于是他做出猜想：“照相机的成像特点中，物距一定时，同一物体通过焦距越大的凸透镜所成实像的高度越大”．为了验证这个猜想，他到实验室借到了光具座（轨道上有刻度尺和固定光具的金属滑块）、焦距分别为5cm、10cm和15cm的甲、乙、丙三个凸透镜、F形LED灯（作为物体）、光屏、刻度尺等，如图所示．请帮助他设计实验，验证猜想．

（1）如果实验中装有凸透镜的滑块一直固定在50cm刻线处不变，实验中应将装有“F”形LED灯的金属滑块放置在A处；（选填“A”或“B”）
（2）写出实验步骤；
（3）画出实验数据记录表格．

Answer 1

分析 （1）照相机成像的条件是物距大于二倍焦距；
（2）（3）物距一定，通过改变凸透镜的焦距来探究像的大小情况，并将物距、像距、焦距、像的大小情况记录．

解答 解：（1）该同学的猜想：“照相机的成像特点中，物距一定时，同一物体通过焦距越大的凸透镜所成实像的高度越大”，所以实验中应保持物距一定；
已知3个凸透镜的焦距分别为5cm、10cm和15cm，照相机成像的条件是物距大于二倍焦距，所以为了完成该实验，则物距u＞30cm，故应把装有“F”形LED灯的金属滑块放置在A处；
（2）实验步骤：
①将F形LED灯、凸透镜甲和光屏从左到右依次固定在光具座的滑块上，将三者的中心调到同一高度；
②将F形LED灯移至20cm刻线处，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f与h的数据记录在表格中；
③将透镜分别换成乙和丙，仿照步骤②再做两次实验，每次实验中先将F形LED灯、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，不改变透镜和F形LED灯的位置，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f与h的数据记录在表格中．
（3）实验数据记录表格：

实验次数	1	2	3
焦距f/cm
像高h/cm

故答案为：（1）A；（2）（3）见解析．

点评 凸透镜成像时，物距一定，改变凸透镜的焦距，光屏如何移动，像如何变化，在照相机实际拍照时经常出现，也体现物理和生活的密切关系，一定要掌握．