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，將凸透鏡正對著太陽光，把光屏置于另一側，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個________ 的光斑，測得凸透鏡的焦距是________ cm．
（2）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調到同一高度，無論怎樣移動光屏，都不能得到清晰的像原因可能是________．
（3）實驗一段時間蠟燭變短，要使燭焰像仍然成在光屏的中心，應將光屏向________移動．
（4）小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗”中發(fā)現(xiàn)像高與像距、物距之間有一定的關系，為了進一步探究，他將5cm長的發(fā)光體放在一個豎直支架上作為光源進行實驗．
下表是小明同學實驗時記錄的幾組數(shù)據(jù)：

實驗次數(shù)	物距u/cm	像距v/cm	物高l/cm	像高h/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，當像距小于物距時，像高與物高的比值________1（選填“大于”或“小　于”）；當像距大于物距時，像高與物高的比值________1（選填“大于”或“小于”）．
②小華通過進一步分析實驗數(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系．他的結淪是________．

Answer 1

解：（1）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經(jīng)凸透鏡后將會聚在焦點．所以把光屏置于另一側，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個最小、最亮的光斑．這個光斑便為焦點；故凸透鏡的焦距是40cm-30cm=10cm．
（2）蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調到同一高度，仍不能得到清晰的像，這說明蠟燭在焦距以內．
（3）實驗一段時間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實像，所以成的像將靠近光屏的上方，故應向上移動光屏．
（4）①因1、2次實驗中像距小于物距，則＜1，＜1，所以當像距小于物距時，像高與物高的比值小于1；
同理當像距大于物距時，=2＞1，=5＞1，所以，當像距大于物距時，像高與物高的比值都大于1．
②第1次實驗中像高與物高的比值：，像距與物距的比值：=，
2次實驗中像高與物高的比值：=，像距與物距的比值：=，
3次實驗中像高與物高的比值為1；像距與物距的比值也是1，
4次實驗中像高與物高的比值：=2，像距與物距的比值也是2，
5次實驗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；（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．
分析：（1）焦點和焦距的概念：平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可．
（2）當物距小于焦距時，凸透鏡成放大、正立的虛像．虛像不能成在光屏上．
（3）根據(jù)凸透鏡成倒立的實像可知，若成的像靠近光屏的上方，可以相對于凸透鏡向上移動蠟燭，即向上移動蠟燭或向下移動凸透鏡，使成的像向下移動．或者直接向上移動光屏．這樣都可以使像成在光屏的中央．
（4）①根據(jù)當像距小于物距時，像高與物高的比值可得出結論；同理，根據(jù)當像距大于物距時，像高與物高的比值可得出結論．
②根據(jù)4次試驗中像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關系，可得出結論
點評：此題主要考查了粗略測量凸透鏡焦距的方法，關鍵是掌握焦點和焦距的概念，同時考查了實驗過程中經(jīng)常出現(xiàn)問題，在平時遇到問題要善于分析，總結規(guī)律．