Question

3．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，各組使用相同的焦距的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）小華所在的小組實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，測量準(zhǔn)確，該小組實(shí)驗(yàn)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	12.00	24.00	倒立，放大，實(shí)像
2	16.00	16.00	倒立，等大，實(shí)像
3	20.00	13.33	倒立，縮小，實(shí)像
4	30.00	10.91	倒立，縮小，實(shí)像

請你根據(jù)上表信息，求出凸透鏡的焦距f=8.00cm．
（2）小華所在的小組把蠟燭放在該凸透鏡的焦點(diǎn)上，凸透鏡固定不動(dòng)，將光屏向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng)的過程中，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是大小不變的光斑．
（3）若燭焰，凸透鏡，光屏分別放在某位置時(shí)恰好在光屏上成清晰的像，當(dāng)凸透鏡位置不變，燭焰向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)一小段距離時(shí)，為了在光屏上再成清晰的像，光屏應(yīng)向靠近（遠(yuǎn)離/靠近）凸透鏡方向移動(dòng)適當(dāng)?shù)木嚯x，這時(shí)所成的像與原來相比變�。�（變大、變小或不變）
（4）對于焦距相同的凸透鏡，一個(gè)物距應(yīng)該對應(yīng)唯一的像距，但從各組匯報(bào)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，物距均為12.00cm時(shí)，有三個(gè)小組所測像距分別為23.00cm，24.00cm，26.00cm．若他們的數(shù)據(jù)差別不是因?yàn)殚L度測量誤差導(dǎo)致的，你認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的操作原因是光屏上沒成清晰的像就進(jìn)行測量．

Answer 1

分析 要解決此題，需要掌握：
（1）凸透鏡成像的規(guī)律，知道當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)像距也為2倍焦距．所以在表格中找到成倒立等大實(shí)像的情況，便可以根據(jù)物距或像距計(jì)算出焦距了．
（2）凸透鏡對光的作用．知道從焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸．
（3）凸透鏡成像的規(guī)律，特別是像距與物距的關(guān)系：物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小．
（4）確定像的位置．在實(shí)驗(yàn)中要移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰的像為止．

解答 解：（1）由第二次實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)物距等于16.00cm時(shí)，像距也等于16.00cm，并且此時(shí)成倒立、等大的實(shí)像．根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，此時(shí)物距、像距都等于2倍焦距．所以f=8.00cm．
（2）小華所在的小組把蠟燭放在該凸透鏡的焦點(diǎn)上，所以此時(shí)經(jīng)過凸透鏡的光線將平行于主光軸，所以無論光屏怎樣移動(dòng)，都會(huì)在光屏上出現(xiàn)與凸透鏡等大的光斑．
（3）燭焰向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)一小段距離時(shí)，物距變大，所以像距應(yīng)減小，像變小，因此光屏應(yīng)靠近凸透鏡．
（4）像的位置應(yīng)該是像最清晰的位置．各小組的像距不同的原因，可能是有的小組光屏上的像不是最清晰的時(shí)候測量的．
故答案為：（1）8.00；（2）大小不變的光斑；（3）靠近；變�。唬�4）光屏上沒成清晰的像就進(jìn)行測量．

點(diǎn)評 此題主要考查了有關(guān)凸透鏡成像的運(yùn)用，首先要熟練掌握成像規(guī)律的內(nèi)容，同時(shí)考查了凸透鏡對光的作用，把物體放到焦點(diǎn)觀察像，這也是課本中沒有涉及到的問題．同時(shí)考查了像距的測量要求，一定要使光屏上的像最清晰的時(shí)候進(jìn)行測量．