小明在“探究凸透镜成像规律实验中.用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体.如图甲所示．又用这种同样大小方格的白纸板做光屏．将发光物体.凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好．(1)当发光物体在a点时.如图乙所示.在光屏上成的像如图丙所示．生活中应用这一原理制成的光学仪器有照相机．(2)用这种发光物体和光屏做实验.最主要的一条优点是:便于比较� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体，如图甲所示．又用这种同样大小方格的白纸板做光屏．将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好．

（1）当发光物体在a点时，如图乙所示，在光屏上成的像如图丙所示．生活中应用这一原理制成的光学仪器有照相机．
（2）用这种发光物体和光屏做实验，最主要的一条优点是：便于比较像与物的大小
（3）如图乙所示，当发光物体在a点时，物与像之间的距离为S₁，当发光物体在b点时，物与像之间的距离为S₂，则S₁＜S₂．（选填“＞”、“=”或“＜”）
（4）小明在实验的过程中发现：当发光物体与光屏之间的距离L确定时，将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中，有时能在光屏上成两次清晰的像，有时只能成一次清晰的像，有时不能在光屏上成像．为了研究生这些现象的条件，小明又进行了实验，并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中．
①分析比较实验序号1、2、3（或5、6、7）的第一次成像数据中像距v物距u的变化关系及相关条件，可得出的结论：同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而减小；
②分析比较实验序号1（或2、或5、或6）的第一和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件，可得出的结论，同一凸透镜，当物屏距离L一定，移动凸透镜能在光屏上成两次像时；
③继续分析比较表格是物屏距离L与凸透镜焦距f的数据及观察到的现象，可得出的结论：在物屏距离L大于凸透镜的4倍焦距条件下，移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像．

凸透镜焦距f	实验序号	物屏距离L （厘米）	第一次成像			第二次成像
凸透镜焦距f	实验序号	物屏距离L （厘米）	物距u （厘米）	像距v （厘米）	像的大小	物距v'（厘米）	像距v' （厘米）	像的大小
10厘米	1	49	14	33	放大	35	14	缩小
	2	49	15	30	放大	30	15	缩小
	3	40	20	20	等大	30	15	缩小
	4	35	不能在光屏上成像
15厘米	5	80	20	60	放大	60	20	缩小
	6	64	24	40	放大	40	24	缩小
	7	60	20	30	等大	不能在光屏上第二次成像
	8	55	不能在光屏上成像

分析（1）根据甲和丙图进行比较，判断凸透镜成像的情况；
（2）发光二极管与烛焰比亮度更大，更容易观察其像；同时其形状规则，利用方格纸，更容易比较像与物的大小关系；
（3）要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．知道物体成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之间；且物距增大时，像距无限靠近一倍焦距．
（4）①凸透镜成实像时，物距增大，像距减小．
②从表格中找相同的物距，焦距增大时，像距增大的几组数据．
③凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像．

解答解：（1）甲图“T”比较大，丙图“T”比较小，所以光屏上成倒立、缩小的实像；照相机是利用这一规律制成的；
（2）这种发光体的亮度大，成的像更清晰，同时其形状规则，利用方格纸更容易比较像与物的大小．
（3）由图知：物体成的是倒立缩小的实像，那么物距大于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之间．
此时，当物距不断增大时，像距会无限的靠近一倍焦距，但永远达不到一倍焦距处，因此物体向左移动的幅度要大于像向左移动的幅度；所以，当发光物体放置在b点时，物像之间的距离会相应的增大；
（4）①分析比较实验序号1、2、3（或5、6、7）的第一次成像数据中像距v物距u可知，物距越小，像距越大；因此可得出的结论：同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而减小；
②分析比较实验序号1（或2、或5、或6）的第一和第二次成像数据中物距与像距可知，物屏距离不变，物距与像距交换，此时都能在光屏上成像，并且第一次成像的物距是第二次成像的像距．
③由图表中可推算出只有序号1、2、5、6实验中，才可在屏上成两次像，可得出的结论：在物屏距离L大于凸透镜的4倍焦距条件下，移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像；因此结论错误是没有说明应在“物屏距离L大于凸透镜的4倍焦距”的条件．
故答案为：（1）照相机；（2）便于比较像与物的大小；（3）＜；（4）①同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而减小；②物屏距离L；第一次成像的物距是第二次成像的像距；③物屏距离L大于凸透镜的4倍焦距．

点评本题中所提供的实验装置较为新颖，很值得推广和借鉴．这是一个有一定创新性的装置，利用这一装置更容易比较像与物体的大小、倒正的关系．本题考查的知识都非常简单，是有关凸透镜成像的基本原理，是我们应该重点掌握的．