Question

小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材，探究凸透鏡成像的規(guī)律．
（1）如圖所示，將凸透鏡正對(duì)著太陽光，把光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)

最小、最亮

 的光斑，測(cè)得凸透鏡的焦距是

10

 cm．
（2）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調(diào)到同一高度，無論怎樣移動(dòng)光屏，都不能得到清晰的像原因可能是

蠟燭在焦距以內(nèi)

．
（3）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，要使?fàn)T焰像仍然成在光屏的中心，應(yīng)將光屏向

上

移動(dòng)．
（4）小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中發(fā)現(xiàn)像高與像距、物距之間有一定的關(guān)系，為了進(jìn)一步探究，他將5cm長的發(fā)光體放在一個(gè)豎直支架上作為光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
下表是小明同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的幾組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物距u/cm	像距v/cm	物高l/cm	像高h(yuǎn)/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

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列問題：
①從表中的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)像距小于物距時(shí)，像高與物高的比值

小于

1（選填“大于”或“小  于”）；當(dāng)像距大于物距時(shí)，像高與物高的比值

大于

1（選填“大于”或“小于”）．
②小華通過進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)又得出了像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系．他的結(jié)淪是

像高與物高的比值和像距與物距的比值相等

．

Answer 1

分析：（1）焦點(diǎn)和焦距的概念：平行于主光軸的光線會(huì)聚于一點(diǎn)，此點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)．由焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測(cè)量薄透鏡的焦距時(shí)，可以測(cè)出從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離即可．
（2）當(dāng)物距小于焦距時(shí)，凸透鏡成放大、正立的虛像．虛像不能成在光屏上．
（3）根據(jù)凸透鏡成倒立的實(shí)像可知，若成的像靠近光屏的上方，可以相對(duì)于凸透鏡向上移動(dòng)蠟燭，即向上移動(dòng)蠟燭或向下移動(dòng)凸透鏡，使成的像向下移動(dòng)．或者直接向上移動(dòng)光屏．這樣都可以使像成在光屏的中央．
（4）①根據(jù)當(dāng)像距小于物距時(shí)，像高與物高的比值可得出結(jié)論；同理，根據(jù)當(dāng)像距大于物距時(shí)，像高與物高的比值可得出結(jié)論．
②根據(jù)4次試驗(yàn)中像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系，可得出結(jié)論

解答：解：（1）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對(duì)著太陽光，太陽光經(jīng)凸透鏡后將會(huì)聚在焦點(diǎn)．所以把光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑．這個(gè)光斑便為焦點(diǎn)；故凸透鏡的焦距是40cm-30cm=10cm．
（2）蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調(diào)到同一高度，仍不能得到清晰的像，這說明蠟燭在焦距以內(nèi)．
（3）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實(shí)像，所以成的像將靠近光屏的上方，故應(yīng)向上移動(dòng)光屏．
（4）①因1、2次實(shí)驗(yàn)中像距小于物距，則

2

5

＜1，

2.5

5

＜1，所以當(dāng)像距小于物距時(shí)，像高與物高的比值小于1；
同理當(dāng)像距大于物距時(shí)，

30

15

=2＞1，

60

12

=5＞1，所以，當(dāng)像距大于物距時(shí)，像高與物高的比值都大于1．
②第1次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值：

2

5

，像距與物距的比值：

14

35

=

2

5

，
2次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值：

2.5

5

=

1

2

，像距與物距的比值：

15

30

=

1

2

，
3次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值為1；像距與物距的比值也是1，
4次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值：

10

5

=2，像距與物距的比值也是2，
5次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值為5：像距與物距的比值也是5，則由此可得出結(jié)論：像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．
故答案為：像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．
故答案為：（1）最小、最亮；10；（2）蠟燭在焦距以內(nèi)；（3）上；（4）①小于；大于；②像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了粗略測(cè)量凸透鏡焦距的方法，關(guān)鍵是掌握焦點(diǎn)和焦距的概念，同時(shí)考查了實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)問題，在平時(shí)遇到問題要善于分析，總結(jié)規(guī)律．