Question

【題目】由于現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，手機從厚變薄，從只能打電話發(fā)短信到高清晰拍照，再到智能手機、5G時代的到來，上網(wǎng)速度非常快，功能強大，導(dǎo)致了“低頭族”的出現(xiàn)，不合理利用手機，尤其影響了在校學(xué)生的身心健康。以下是小華在使用手機時整理的相關(guān)信息，請同學(xué)們利用所學(xué)物理知識幫助小華解決疑問。

(1)小華在利用手機給同學(xué)拍照時發(fā)現(xiàn)，手機與同學(xué)間距不變時，無論怎樣改變自己眼睛與手機屏幕距離，圖像大小及清晰度始終不變，而將手機靠近同學(xué)的過程中，圖像越來越大，越來越清晰，最后模糊不清。小華通過搜集相關(guān)信息確定攝像頭是一個“凸透鏡”，那么根據(jù)上述描述，猜想：凸透鏡成像的大小可能與__________________________有關(guān)。

(2)帶著提出的問題，小華在物理實驗室利用相關(guān)器材進(jìn)行了實驗，將光具座放到水平桌面并調(diào)節(jié)水平后，發(fā)現(xiàn)屏上成像如下圖所示，原因是_______________________________。

(3)將燭焰調(diào)到光屏中間位置后，進(jìn)行實驗，得到以下實驗數(shù)據(jù)

實驗序號	燭焰到透鏡距離(cm)	光屏上像的情況	像的大小
1	40	倒立、縮小實像	很小
2	30	倒立、縮小實像	較小
3	15	倒立、放大實像	較大
4	20	倒立、等大實像	等大
5	10	不成像	不成像
6	13.4	倒立、放大實像	很大
…	…	…	…

通過以上分析，可以得到的初步結(jié)論是：在凸透鏡成實像時，物體到凸透鏡的距離越近，所成的像______，在分析實驗記錄得到上述結(jié)論時，發(fā)現(xiàn)實驗過程中存在一處不足，不利于得出實驗結(jié)論，不足之處是____________________。/span>

(4)小華將實驗分享給小軍，共同交流評估后，小軍提出用手機拍照時，用兩根手指在屏幕上同時做擴大和縮小動作時，屏幕上的像大小也跟著發(fā)生變化，于是，小軍猜想凸透鏡成像大小可能與_____________有關(guān)。

(5)小軍在小華的實驗基礎(chǔ)上，利用兩塊不同的凸透鏡得到如下實驗數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)一：

焦距（_______）cm	實驗序號	物距u(cm)	像距v(cm)	像的性質(zhì)
	1	40	13.4	倒立、縮小實像
	2	30	15	倒立、縮小實像
	3	20	20	倒立、等大實像
	4	15	10	倒立、放大實像
	5	13.4	40	倒立、放大實像
	6	10		不成像
	…	…	…	…

數(shù)據(jù)二：

焦距5cm	實驗序號	物距u(cm)	像距v(cm)	像的性質(zhì)
	1	50	5.6	倒立、縮小實像
	2	30	6	倒立、縮小實像
	3	10	10	倒立、等大實像
	4	8	13.3	倒立、放大實像
	5	6	30	倒立、放大實像
	6	5		不成像
	…	…	…

采集數(shù)據(jù)一時，所用凸透鏡的焦距為_____________cm。

小軍綜合分析兩個表格中的某兩組實驗數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)可以驗證自己的猜想。請從表格中找出這兩組數(shù)據(jù)______。

Answer 1

【答案】物體到凸透鏡的距離 燭焰、透鏡、光屏中心不在同一水平直線上 越大 燭焰到透鏡距離沒有按照從大到小(從小到大)的順序排列 凸透鏡的焦距 10cm 兩個表格中物距為30cm的兩組數(shù)據(jù)

【解析】

第一空．將手機靠近同學(xué)的過程中，圖像越來越大，可以看出凸透鏡成像的大小可能與物體到凸透鏡的距離有關(guān)。

第二空．通過觀察此時的像沒有在光屏中央，是因為燭焰、透鏡、光屏中心不在同一水平直線上。

第三空．通過以上分析，可以得到的初步結(jié)論是：在凸透鏡成實像時，物體到凸透鏡的距離越近，所成的像越大；

第四空．在分析實驗記錄得到上述結(jié)論時，發(fā)現(xiàn)實驗過程中存在一處不足，不利于得出實驗結(jié)論，不足之處是燭焰到透鏡距離沒有按照從大到小(從小到大)的順序排列。

第五空．小華將實驗分享給小軍，共同交流評估后，小軍提出用手機拍照時，用兩根手指在屏幕上同時做擴大和縮小動作時，其實是在調(diào)手機的焦距，當(dāng)手機的焦距發(fā)生變化時，屏幕上的像大小也跟著發(fā)生變化，于是，小軍猜想凸透鏡成像大小可能與凸透鏡的焦距有關(guān)。

第六空．當(dāng)像的性質(zhì)是倒立、等大的實像時，物距等于像距等二倍焦距，物距u是20cm，所以可得所用凸透鏡的焦距為10cm。

第七空．為了驗證猜想，應(yīng)選用物距相同而焦距不同的兩組數(shù)據(jù)，通過比較可知這兩組數(shù)據(jù)為兩個表格中物距為30cm的兩組數(shù)據(jù)。