题目内容

4．某小组同学在做“验证凸透镜成像规律”的实验中：
（1）在实验前，首先观察并记下凸透镜的焦距．
（2）小组同学将选取两个不同的凸透镜（f1=10厘米，f2=12厘米）进行实验，他们首先在光具座上，将器材安装好，调整发光物、透镜和光屏的中心大致在同一高度．不断改变透镜与发光物间的距离，并移动光屏找清晰的像，所获得数据记录在表一、表三中．但是他们在第二次实验时，却始终无法在光屏上找到像，而当撤去光屏，发现从光屏这一侧透过凸透镜却能看到像，于是他们将成像情况记录在表二中．
表一　　f1=10厘米　表二　　　　f1=10厘米表三　　　　f2=12厘米
实验
序号		物距u
（厘米）		像距v
（厘米）		成像
情况		实验
序号		物距u
（厘米）		像距v
（厘米）		成像
情况		实验
序号		物距u
（厘米）		像距v
（厘米）		成像
情况
115.030.0放大48.0/很大715.060.0放大
220.020.0等大56.0/较大824.024.0等大
324.017.0缩小64.0/稍大960.015.0缩小
（3）分析比较实验序号1、7（或3、8）的数据，可得出的初步结论是：不同凸透镜成实像时，物距相同，像距随焦距的增大而增大．
（4）分析比较表一或表三中的物距u与像距v变化情况及成像情况，可得出的初步结论是：当凸透镜成实像时，像距及所成的像随物距的增大而减小．
（5）分析比较表二中物距u的变化与成像情况，可得出的初步结沦是：当物距小于焦距时，成放大的虚像，且虚像的大小随物距的减小而减小．
（6）实验结束整理器材前发现，光屏上有教室窗子的像，这时窗子离凸透镜的距离与凸透镜
焦距之问的关系是：物距大于二倍焦距，窗子在光屏上成一个倒立的实像（选填：“倒立”或“正立”）．这与我们生活中的照相机原理相同（选填：“照相机”或“幻灯机”
或“放大镜”）．

分析 （1）实验前要观察并记录凸透镜的焦距，便于比较物距和焦距的关系，总结成像规律；
（2）在光具座将器材安装好，要知道在实验中，为使烛焰的像能成在光屏的中心，需要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度．
（3）要得出“不同凸透镜成实像时，物距相同，像距随焦距的增大而增大”必须保证数据中的物距相同，透镜的焦距不同，比较像距和焦距的关系；
（4）比较表一或表三中的物距u与像距v变化关系及成像情况，找出相同因素和不同因素，结合像和像距的大小得出相应的结论；
（5）分析比较表二中物距u和焦距f变化关系及成像情况，找出虚像大小与物距大小的关系；
（6）物体到凸透镜的距离大于2倍焦距的时候，在凸透镜另一侧的光屏上成一个缩小的像，是照相机的原理．

解答 解：（1）实验前应该首先观察并记下凸透镜的焦距，可以方便描述物距与像距．
（2）在光具座将器材安装好；为使烛焰的像能成在光屏的中心，需要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度；
（3）分析比较1与7（或3与8）数据发现：凸透镜的焦距不同，成实像时，尽管物距相同，但是焦距大的，像距也大．
（4）分析比较表一或表三中的物距u与像距v变化关系及成像情况，发现：成的都是实像时，物距越大，像距反而越小，因此得出的结论是：当凸透镜成实像时，像距及所成的像随物距的增大而减小．
（5）分析比较表二中物距u和焦距f变化关系及成像情况，物距小于焦距，成的都是虚像，像是放大的，物距越小，像越小，因此得出的结论是：当物距小于焦距时，成放大的虚像，且虚像的大小随物距的减小而减小．
（6）光屏上有教室窗子的像，在凸透镜另一侧的光屏上成一倒立、缩小的像，则说明u＞2f，是照相机的工作原理．
故答案为：（1）焦距；（2）光具座；同一高度；（3）1与7（或3与8）；（4）当凸透镜成实像时，像距及所成的像随物距的增大而减小；（5）当物距小于焦距时，成放大的虚像，且虚像的大小随物距的减小而减小；（6）大于；倒立；照相机．

点评 此题是探究凸透镜成像的规律，考查了学生通过数据分析、归纳、总结结论的能力，这种考查对于学生来讲是有一定难度的，要求认真分析，通过数据找出新的规律，需要有敏锐的观察能力和系统的归纳总结能力．

练习册系列答案
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