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(2013?黄埔区二模)某小组同学学习了凸透镜成像规律后,继续探究物体通过凸透镜所成实像的高度与哪些因素有关,他们把发光物体A分别放在焦距f为15厘米、10厘米和5厘米的凸透镜前,按正确的方法安装和调节好实验装置,进行了多次实验,每次都在光屏上得到发光体清晰的像,测量并记下相应的物距u和像的高度h.记录数据如表一、表二和表三所示.
表一:发光体A
实验
序号
焦距
f (cm)
物距
u(cm)
像高
h(cm)
1 15 20 18.0
2 15 30 6.0
3 15 45 3.0
4 15 60 2.0
表二:发光体A
实验
序号
焦距
f (cm)
物距
u(cm)
像高
h(cm)
5 10 20 6.0
6 10 30 3.0
7 10 40 2.0
8 10 60 1.2
表三:发光体A
实验
序号
焦距
f (cm)
物距
u(cm)
像高
h(cm)
9 5 10 6.0
10 5 15 3.0
11 5 20 2.0
12 5 25 1.0
①根据表中数据可知发光物体A的高度为
6
6
厘米.
②分析比较表一、表二或表三中数据及相关条件,可得出的初步结论是:
同一发光体同一凸透镜成实像时,像高随物距增大而减小
同一发光体同一凸透镜成实像时,像高随物距增大而减小

③分析比较实验序号
1与5与11、2与6、4与8
1与5与11、2与6、4与8
的数据及相关条件,可得出物体通过凸透镜所成实像的高度与凸透镜焦距的关系.
④进一步综合分析比较实验序号2与5与9、3与6与10或4与7与11的数据及相关条件,可得出的初步结论是:当
物距与焦距比值相同
物距与焦距比值相同
时,同一发光体通过凸透镜所成实像的高度是相同的.
⑤为了使该小组同学的探究目的更全面,你认为他们还应需添加的器材为
(选填“甲”或“乙”),重复上述实验.
器材:甲(焦距f为20厘米的凸透镜)
乙(高度h为2厘米的发光体B)
请在表四的第二、三列填入拟进行实验的数据,以实现与表一数据进行比较,达到研究目的.
表四
实验
序号
焦距
f (cm)
物距
u(cm)
像高
h(cm)
13
14
15
16
分析:(1)根据表中数据找出物体在二倍焦距处时,成的是倒立等大的实像,此时像的大小即为物体的高度;
(2)分析比较表一、表二或表三中数据及相关条件,找出像高和物距之间的关系;
(3)利用控制变量法,要研究凸透镜所成实像的高度与凸透镜焦距的关系,必须控制物距相同;
(4)综合分析比较实验序号2与5与9、3与6与10或4与7与11的数据及相关条件,找出像的高度相同时,物距和像距的关系;
(5)为了使该小组同学的探究目的更全面,应更换不同的发光体多做几次实验;根据发光体A和发光体B的高度填写表格.
解答:解:①根据表中第2次实验数据可知,焦距为15cm,物体放在30cm(二倍焦距)处,成的是倒立等大的实像,此时像高为6cm,发光物体A的高度也为6cm;
②分析比较表一、表二或表三中数据及相关条件,同一发光体同一凸透镜成实像时,像高随物距增大而减小;
③要研究凸透镜所成实像的高度与凸透镜焦距的关系,需控制物距相同,由表中数据可知,实验次数1、5、11;或2、6;或4、8符合要求;
④综合分析比较实验序号2与5与9、3与6与10或4与7与11的数据及相关条件,可以得出,同一发光体通过凸透镜所成实像的高度相同时,物距与焦距比值是相同的;
⑤为了使该小组同学的探究目的更全面,应更换不同的发光体多做几次实验;控制凸透镜的焦距不变,只改变发光体,实验数据如下:
表四:发光体B
实验
序号
焦距
f (cm)
物距
u(cm)
像高
h(cm)
13 20 6
14 30 2
15 45 1
16 60 0.67
故答案为:①6;②同一发光体同一凸透镜称实像时,像高随物距增大而减小;③1与5与11、2与6、4与8;④物距与焦距比值相同;⑤乙;表格见上表.
点评:本题主要考查同一物体,同一凸透镜,像距和物距的比值越大,像越高;同一物体,不同凸透镜,像距和物距的比值相同时,像高相同.这个结论的总结对学生来讲是非常困难的.
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