Question

7．小华同学利用焦距f为15厘米的凸透镜、一个高度为3厘米的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验．实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h分别记录在表中．在验证得到凸透镜成缩小实像、放大实像的初步规律后，又做了进一步研究．

实验 序号	物距u （厘米）	像距v（厘米）	像高h （厘米）
1	60.00	20.00	1.00
2	45.00	22.50	1.50
3	33.75	27.00	2.40
4	27.50	33.00	3.60
5	25.00	37.50	4.50
6	22.50	45.00	6.00

①分析比较实验序号1～6数据中物距u、像距v的变化情况及成像变化的情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，物距u减小，像距v变大，像变大；
②分析比较实验序号1～6数据中像距v与物距u的比值及像高与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值．
③小华同学在进一步分析比较表中的数据及成像情况后，提出了一个猜想：“当物体处于凸透镜的两倍焦距处，可能会成等大的实像”．
（a）在分析比较表中的数据及成像情况后，你是否同意小华的猜想．并简述理由同意，根据实验数据可知：大于2倍焦距成缩小的像，小于2倍焦距而大于焦距时成放大的像，那么就有可能在2倍焦距处成等大的像．
（b）为了验证该猜想．小华准备再添加些器材继续进行实验．在下列所提供的器材中，你认为最需要添加的实验器材是B（选填序号）
A．若干个高度不同的发光体     B．若干个焦距不同的凸透镜
C．若干个大小不同的光屏       D．若干个长度不同的光具座．

Answer 1

分析 ①根据实验1～6的数据，物距不断减小，像距不断增大，像的高度不断增大可得出结论；
②计算像距与物距的比值和像高与物高的比值可得出结论；
③根据大于2倍焦距成缩小的像，小于2倍焦距（大于焦距）成放大的像，可进行猜想；
为验证结论的普遍性，选用若干个焦距不同的凸透镜进行实验．

解答 解：①分析实验1～6的数据，物距不断减小，像距不断增大，像的高度不断增大，由此我们可以得出：凸透镜成实像时，物距u减小，像距v变大，像变大；
②表格中第一组数据，像距v与物距u的比值=$\frac{20.00cm}{60.00cm}$=$\frac{1}{3}$，像高与物高的比值=$\frac{1}{3.00}$=$\frac{1}{3}$，
第二组数据，像距v与物距u的比值=$\frac{22.50cm}{45.00cm}$=$\frac{1}{2}$，像高与物高的比值=$\frac{1.5cm}{3cm}$=$\frac{1}{2}$，
同理，计算第三、四…组数据可得：凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值．
③（a）同意，根据实验数据可知：大于2倍焦距成缩小的像，小于2倍焦距而大于焦距时成放大的像，那么就有可能在2倍焦距处成等大的像；
（b）为了验证实验结论的有效性，需要若干个焦距不同的凸透镜来进行实验，而高度不同的发光体、大小不同的光屏、长度不同的光具座都不能验证实验结论的有效性．故选B．
故答案为：①凸透镜成实像时，物距u减小，像距v变大，像变大；
②像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值；
③（a）同意，根据实验数据可知：大于2倍焦距成缩小的像，小于2倍焦距而大于焦距时成放大的像，那么就有可能在2倍焦距处成等大的像；（b）B．

点评 此题是探究凸透镜成像的规律，考查了凸透镜成像的规律的归纳与总结．一定要熟练掌握规律的内容，做到灵活运用，本题所需要归纳的内容都是从基本规律中推导和延伸出来的，有一定的难度，因此要求我们审题时一定要仔细、认真．