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    4．探究“凸透镜成像的大小与哪些因素有关”
    【提出问题】小明通过前面物理知识的学习，知道放大镜就是凸透镜．在活动课中，他用放大镜观察自己的手指（图甲），看到手指放大的像；然后再用它观察远处的房屋（图乙），看到房屋缩小的像．（选填“放大”、“等大”或“缩小”）

    他想：凸透镜成像的大小可能与哪些因素有关？
    【进行猜想】凸透镜成像的大小可能与物体距离凸透镜距离有关．
    物体到凸透
    镜的距离/cm    		光屏上像到凸
    透镜的距离/cm    		光屏上像
    的大小
    14013.5缩小
    23015缩小
    32020等大
    41530放大
    510光屏上没有像
    68光屏上没有像
    【设计并进行实验】
    （1）小明在图丙所示的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如上表所示．
    （2）实验中，当小明用白纸遮掉凸透镜的上半部分时，光屏上成像的情况是C
    A．只出现烛焰的上半部分的像       B．只出现烛焰的下半部分的像
    C．仍然是完整的像，只是变暗些     D．成像情况像不受任何影响
    （3）若小明改用焦距为12cm的另一凸透镜重做第4次实验，保持烛焰和凸透镜的位置不变，要在光屏上成清晰的像，他应将光屏向远离（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动．
    【结论与应用】分析数据可知：
    （1）该凸透镜的焦距为10cm．
    （2）成实像时像到凸透镜的距离越短，光屏上像的大小就越小．
    （3）结合上述实验，小明想起有一次他用手机拍照时不小心，手指不小心接触到手机外壳上某处，结果拍出来的照片有明显的手指影子，这说明手机外壳处于手机摄像头外大于一倍焦距处．

    分析 （1）要解决此题，首先要知道凸透镜成像的规律．
    设凸透镜的焦距为f，物距为u，则凸透镜成像的规律为：
    当u＞2f时，成倒立、缩小的实像．对应应用如照相机．
    当u=2f时，成倒立、等大的实像．
    当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，对应应用如幻灯机．
    当u=f时，无像．经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点．
    当u＜f时，成正立、放大的虚像．如放大镜．
    可见：u=2f位置是放大和缩小的分界点；u=f是虚像和实像的分界点．
    当物体成实像时，随着物距u减小，像距增大，同时像也在增大．
    （2）物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像．当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像．

    解答 解：
    【提出问题】在活动课中，他用放大镜观察自己的手指（图甲），看到手指放大的像，即手指处于1倍焦距以内；然后再用它观察远处的房屋（图乙），此时房屋处于2倍焦距以外，所以看到房屋缩小的像；
    【设计并进行实验】
    （2）蜡烛上的某一点发出无数条光线经过凸透镜后成像在光屏上，当遮住凸透镜的上半部分时，蜡烛发出的光线的上半部分给挡住了，但下半部分仍然是凸透镜，仍有光线通过凸透镜，只不过是通过的光线减少，图象的亮度变暗，但仍然是完整的像．故选C．
    （3）根据第3次实验，u=20cm，v=20cm，成倒立、等大实像，可知所用透镜的焦距f=10cm，
    若小明改用焦距为12cm的另一凸透镜重做第4次实验（物距仍然为15cm），透镜的焦距变大，则物体离焦点更近一些，相当于减小了物距；
    当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距增大，同时像也在增大，故要在光屏上成清晰的像，他应将光屏向远离透镜方向移动；
    【结论与应用】
    （1）根据第3次实验，u=20cm，v=20cm，成倒立、等大实像，可知所用透镜的焦距f=10cm；
    （2）根据表格中数据可以看出，成实像时，像到凸透镜的距离越短（像距越小），光屏上像的大小就越小；
    （3）凸透镜成倒立实像时，需满足u＞f；小明想起有一次他用手机拍照时不小心，手指不小心接触到手机外壳上某处，结果拍出来的照片有明显的手指影子，即说明成的是手指的实像，所以此时的手一定处于手机摄像头外大于一倍焦距处；
    故答案为：
    【提出问题】缩小；
    【设计并进行实验】（2）C；（3）远离；
    【结论与应用】
    （1）10；（2）小；（3）大于一倍焦距；

    点评 此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用．此题看似复杂，其实只要用心，仔细审题，并不难．

    练习册系列答案
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     第1次 第2次 第3次 第4次
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     m（克） 30 40 5060
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