Question

19．小华在“探究凸透镜成像规律”的实验中发现像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，他将5cm长的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验．
（1）实验开始前，首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心在同一高度．
（2）下表是小华同学实验时记录的几组数据：

实验次数	物距u/cm	像距v/cm	物高l/cm	像高h/cm
1	35	14	5	2
2	30	15	5	2.5
3	20	20	5	5
4	15	30	5	10
5	12	60	5	25

根据表中数据，完成下列问题：
①该凸透镜的焦距为10cm．
②小华通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系．他的结沦是像高与物高的比值和像距与物距的比值相等．

Answer 1

分析 （1）为了使像成在光屏中心，应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上；
（2）①根据凸透镜成像规律中的物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，可求得其焦距．
②根据5次试验中像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系，可得出结论．

解答 解：（1）为了使像成在光屏中心，实验开始前，应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上；
（2）①由表中第3次实验的数据，物距等于像距，物像等大，可知，此时u=2f=20cm．则f=10cm．即该凸透镜的焦距为10cm；
②第1次实验中像高与物高的比值：$\frac{2}{5}$，像距与物距的比值：$\frac{14}{35}$=$\frac{2}{5}$，
第2次实验中像高与物高的比值：$\frac{2.5}{5}$=$\frac{1}{2}$，像距与物距的比值：$\frac{15}{30}$=$\frac{1}{2}$，
第3次实验中像高与物高的比值为$\frac{5}{5}$=1；像距与物距的比值是：$\frac{20}{20}$=1，
第4次实验中像高与物高的比值：$\frac{10}{5}$=2，像距与物距的比值是：$\frac{30}{15}$=2，
第5次实验中像高与物高的比值：$\frac{25}{5}$=5：像距与物距的比值是：$\frac{60}{12}$=5，则由此可得出结论：像高与物高的比值和像距与物距的比值相等．
故答案为：（1）同一高度；（2）①10；②像高与物高的比值和像距与物距的比值相等．

点评 此题是探究凸透镜成像规律，其中首先根据表中信息找出该透镜的焦距，其次是根据实验数据分析像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系，这些都是在锻炼学生处理信息的能力，比起一问一答的题型，有一定的实际意义．