Question

1．在探究凸透镜成像规律的实验中，小宇同学将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具上如图所示，应先调整光屏的，使它和凸透镜、烛焰的中心大致，以保证烛焰的像能成在光屏的．
（1）若保持图中蜡烛和透镜的位置不变，将光屏移至光具座的“80厘米”刻度处，则光屏上得到烛焰倒立、放大的实像（选填“放大”或“缩小”）．
（2）小宇在实验过程中发现当凸透镜成实像时，像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步研究，他将5cm高的发光体作为光源进行实验．下表是小宇同学实验时记录的几组数据：

实验次数	物距u （厘米）	像距v （厘米）	物高l （厘米）	像高h （厘米）	像的性质
					正立、倒立	虚像、实像
1	35	14	5	2	倒立	实像
2	30	15	5	2.5
3	20	20	5	5
4	15	30	5	10
5	12	60	5	25

根据表中数据，完成下列问题：
①该凸透镜的焦距为0.1米．
②分析比较实验序号1与2中的物距与像距的大小关系以及成像情况，可以得出的初步结论是：物体通过同一凸透镜成像，当物距大于像距时，在凸透镜的另一侧成倒立缩小的实像．
③分析比较实验序号1～5中的像距和像高随物距的变化关系，可以得出的初步结论是：物体通过（同一）凸透镜成实像时，当物距减小时，像距增大，像变大．
④进一步分析表中像高与物高以及像距与物距数据的比例关系，可得出结论：像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值．
⑤若要继续探究凸透镜的所成实像的高度与凸透镜焦距的关系，小宇应该保证物高和物距相同，选择不同焦距的凸透镜来做该实验．

Answer 1

分析 （1）凸透镜成像的规律是：u＞2f，成倒立缩小的实像；f＜u＜2f，成倒立放大的实像；u=f，不成像；u＜f，成正立放大的实像；
（2）①u=2f，成倒立等大的实像；
②根据凸透镜成像规律中的物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，可求得其焦距；
③凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像；
④凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大
⑤根据像距v与物距u的比值和像高与物高的比值分析；⑤焦距不同的凸透镜，物高和物距相同，成像情况不同，像距随着焦距的增大而增大．

解答 解：（1）保持图中蜡烛和透镜的位置不变，将光屏移至光具座的“80厘米”刻度处，像距大于物距，成倒立、放大的实像；
（2）①第3次实验中，物距等于像距，成倒立、等大的实像，u=v=2f=20cm，故f=10cm=0.1m；
②实验1、2，凸透镜都成倒立、缩小的实像，物距都大于像距，所以，当物距大于像距时．在凸透镜的另一侧成倒立缩小的实像；
③实验1～5中数据说明：物体通过（同一）凸透镜成实像时，当物距减小时，像距增大，像变大；
④表格中第二组数据，像距v与物距u的比值=$\frac{15cm}{30cm}$=$\frac{1}{2}$，像高与物高的比值=$\frac{2.5cm}{5cm}$=$\frac{1}{2}$，同理，计算第三、四…组数据可得：凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值．
⑤要继续探究凸透镜的所成实像的高度与凸透镜焦距的关系，他们应该保证物高和物距相同，凸透镜焦距不同来做该实验．
故答案为：（1）放大；（2）①0.1；②物距大于像距；③物体通过（同一）凸透镜成实像时，当物距减小时，像距增大，像变大；④像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值；⑤物高和物距．

点评 凸透镜相当于由很多个三棱镜组成的，光经过透镜折射后会聚成像，挡住一部分光不会影响所成的像，只是亮度变暗；此实验现象可以让学生做实验时动手操作一下，观察有什么现象发生，感性认识印象会更深，效果会更好．