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    3．沈认真同学利用如图所示的装置做探究“凸透镜成像规律”的实验，请你帮他完成下列内容．
    表1：
    实验次数物距u/cm像距v/cm
    13015
    22020
    31530
    45/
    （1）图表1是他实验时记录的几组数据：
    ①由实验数据可知该凸透镜的焦距为10cm；
    ②第3次试验时所成像的特点可应用在投影仪上（选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）；
    ③第4次试验时移动光屏，发现光屏上只有光斑（图中未画出）．下列关于光斑的说法正确的是：C（填写选项字母）．
    A、光斑是烛焰所成的实像
    B、光斑是烛焰所成的虚像
    C、光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的
    （2）实验中，他猜想像距的大小可能与物距有关，也可能与透镜的焦距有关．于是他为了研究像距与焦距的关系，选用了三个焦距不同的凸透镜进行实验，实验数据记录如表2所示．
    表2：
    实验次数物距u/cm焦距f/cm像距v/cm
    115817
    2151030
    3151260
    ①分析表2中的数据可得出的结论是：凸透镜成实像时，物距相同，焦距越大，像距也越大．
    ②根据你所学的凸透镜成像规律的知识分析，第三次实验所成的像比第一次实验所成的像要大（选填“大”或“小”）．
    ③若他将物距调整为20cm，并想在光屏上得到一个缩小的像，他应在表2给出的三个透镜中选用焦距为8cm的凸透镜．

    分析 （1）①根据凸透镜成像规律，u=2f，成倒立等大的实像，v=2f=u；
    ②凸透镜成实像时，u＞2f，成倒立缩小的实像；f＜v＜2f；f＜u＜2f，成倒立放大的实像，v＞2f；可知u＞v，成倒立缩小实像，u＜v时成倒立放大实像；生活中的投影仪便是利用凸透镜能成倒立放大的实像的原理制成的；
    ③物体在凸透镜的一倍焦距以内时，成的是正立放大的虚像，光屏上不能承接，光屏上的光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的；
    （2）①实验探究的是像距的大小与物距及透镜的焦距是否有关，运用控制变量的方法，对比表中2中的三次数据进行归纳；
    ②发光体发出的无数条光线经凸透镜折射后会聚，从而在光屏上形成实像，其中经过光心的光线不改变传播方向，而平行于主光轴的光线经透镜折射后均经过焦点射出，焦点离透镜越远（即焦距越大），会聚就越延迟，像距越远，像也越大；
    ③凸透镜成实像时，u＞2f，成倒立缩小的实像．

    解答 解：（1）①当u=2f，凸透镜成倒立等大的实像，v=2f=u，由表1中第2次实验数据可知：u=v=2f=20cm，得f=10cm；
    ②表1中第3次数据可知u=15cm，而f=10cm，满足f＜u＜2f，凸透镜成倒立放大的实像，这原理应用生活中的投影仪中；
    ③表1中第4次试验数据可知u=5cm＜f，凸透镜成正立放大的虚像，虚像不会在光屏上呈现，所以光屏上的光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的；
    （2）①表2中三次实验数据对比可知，物距均相同（15cm），焦距不同，导致像距不同，从而归纳出在物距相同时，像距与焦距有关系；
    ②根据凸透镜成像原理和凸透镜对光的折射作用，经过光心的光线不改变传播方向，而平行于主光轴的光线经透镜折射后要焦点射出，即焦距越大，会聚点离透镜越远，即像距越远，像也越大；
    ③根据凸透镜成像原理，当u＞2f时，成倒立缩小的实像，由表中数据可知，三个透镜的焦距分别为8cm、10cm、12cm，对应的二倍焦距为16cm、20cm、24cm，只有第一次20cm＞16cm，满足u＞2f，所以只能选择第一次实验所用的凸透镜．
    故答案为：（1）①10；②投影仪；③C；（2）①凸透镜成实像时，物距相同，焦距越大，像距也越大；②大；③8．

    点评 本题是凸透镜成像规律的综合运用，要求我们既要掌握从实验记录数据中归纳出一般性的规律，又要能把这些规律与日常生活中应用结合起来，体现了从生活走向物理，从物理走向社会；是一道不错的有关凸透镜成像的综合性试题．

    练习册系列答案
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    15．【实验名称】探究凸透镜成像规律
    【设计实验与进行实验】
    （1）实验器材：刻度尺、蜡烛、凸透镜、光屏；
    （2）如图所示，从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏；
    （3）调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，为了能使像清晰地成在光屏中央位置；
    （4）正确调整后，不断改变蜡烛与凸透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获数据如表：
    实验序号物体到凸透镜的距离/cm光屏上的像到凸透镜的距离/cm
    14013.3
    23015
    32020
    41530
    510光屏上没有像
    68光屏上没有像
    【分析与论证】
    （1）当凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，即实际操作时，凸透镜位置不变，蜡烛与光屏向相同（相同/不同）方向移动．
    （2）如图所示，光屏上看到的是倒立、放大的实像，人们利用这个原理制成了投影仪（或幻灯机）；一段时间后蜡烛变短，光屏上的像将上移，此时需将光屏向上（向上/向下）移动．
    （3）观察火焰经凸透镜所成正立、放大的虚像，人眼应透过凸透镜向左观察（填“左”或“右”）．
    （4）在整理器材时，某同学偶然在凸透镜上看到了身后景物正立、缩小的像，它的成像原因是光的反射（填“直线传播”、“反射”或“折射”）．

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    12．小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律：

    （1）如图甲所示，小明用一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜，经过凸透镜后再光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由图可知，凸透镜对光线具有会聚作用，该凸透镜的焦距是11.0cm．
    （2）小明在图乙所示位置得到一个清晰的像，则该像是一个倒立、缩小的实像（填写“放大”或“缩小”），如果将蜡烛在乙图的基础上靠近透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，则 光屏应向远离（选填“靠近”或“原理”）透镜的方向移动．
    （3）在介绍凸透镜成像的原理时，老师告诉同学们，物体通过凸透镜所成的实像实际上是物体发出的多条光线经凸透镜折射以后的多条折射光线会聚而成的，李明根据老师的介绍，画出了如图丙所示的光路，但是有一条折射光线没有画出，请你帮他补充画出对应这书光线（图中AB表示凸透镜）．
    （4）凸透镜在生活中应用比较普遍，照相机就是如图乙所示的成像特点制成的．

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