Question

小張同學(xué)在學(xué)習(xí)了“凸透鏡成像規(guī)律”以后，又繼續(xù)“研究像高與哪些因素有關(guān)”．于是他在實(shí)驗(yàn)室選用焦距為5厘米、10厘米、15厘米的凸透鏡，高度為4厘米、6厘米、8厘米的發(fā)光物體及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行正確實(shí)驗(yàn)，將收集到有關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表一、表二中．

表一  f=10厘米     物高8厘米
實(shí)驗(yàn)序號	物距u（厘米）	像距v（厘米）	像高（厘米）
1	50	12.5	2
2	30	15	4
3	18	22.5	10
4	16	26.7	13.3
5	15	30	16

表二   f=10厘米     物高6厘米
實(shí)驗(yàn)序號	物距u（厘米）	像距v（厘米）	像高（厘米）
6	30	15.0	3.0
7	25	16.7	4.0
8	18	22.5	7.5
9	15	30.0	12.0
10	6

①分析比較表一或表二中的物距u與像高的變化關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是：物體在同一凸透鏡中成實(shí)像時，    ．
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號    中的物距、物高和像高的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：物體在同一凸透鏡中成實(shí)像時，物距相同，物體越高，像就越高．
小張在表二中尚有部分?jǐn)?shù)據(jù)沒有填寫，若有可能請你幫他填寫完整；若不能，請寫出不能填寫的理由．   
為了結(jié)論更具有普遍性，小張認(rèn)為還需進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請在表三中填入擬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，以完成他的研究目的．

表三   f=    厘米     物高    厘米
實(shí)驗(yàn)序號	物距u（厘米）	像距v（厘米）	像高（厘米）
11		/	/
12		/	/
13		/	/

Answer 1

【答案】分析：（1）分析比較表一或表二中的物距u與像高的變化關(guān)系，可以得出結(jié)論；
（2）要研究像高和物高的關(guān)系，必須控制物距相同，從表中找出物距相同，而物高不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
物體放在一倍焦距以內(nèi)時，成的是正立放大的虛像，無法測量像距和像高；
為了結(jié)論更具有普遍性，他應(yīng)保持像高不變，更換焦距不同的凸透鏡再做一次實(shí)驗(yàn)．
解答：解：（1）使用同一凸透鏡時，焦距不變，分析表一中數(shù)據(jù)可以看出，隨著物距的增大，像高越來越大；
（2）要研究像高和物高的關(guān)系，必須控制物距相同，從表中找出物距相同，而物高不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，符合條件的實(shí)驗(yàn)是：2與6（或3與8或5與9）；
表二中第10次實(shí)驗(yàn)中，物體放在6cm處，在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，此時成的是虛像，在光屏上找不到像，所以無法測量像距和像高；
為了結(jié)論更具有普遍性，他應(yīng)保持像高不變，更換焦距不同的凸透鏡再做一次實(shí)驗(yàn)，控制物距、物高和表一中數(shù)據(jù)相同．
答案見下表：

表三   f=15厘米     物高 8厘米
實(shí)驗(yàn)序號	物距u（厘米）	像距v（厘米）	像高（厘米）
11	50	/	/
12	30	/	/
13	18	/	/

故答案為：①像高隨著物距的減小而增大；②2與6（或3與8或5與9）；物距小于一倍焦距，成虛像不成實(shí)像；答案見下表．
點(diǎn)評：此題主要考查的是學(xué)生對“凸透鏡成像規(guī)律”的研究，考查從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中總結(jié)物理規(guī)律的能力，以及設(shè)計實(shí)驗(yàn)的能力，有一定難度，注意控制變量法的應(yīng)用．