Question

4．某小組同學(xué)在做“驗(yàn)證凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）在實(shí)驗(yàn)前，首先觀察并記下凸透鏡的焦距．
（2）小組同學(xué)將選取兩個(gè)不同的凸透鏡（f₁=10厘米，f₂=12厘米）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們首先在光具座上，將器材安裝好，調(diào)整發(fā)光物、透鏡和光屏的中心大致在同一高度．不斷改變透鏡與發(fā)光物間的距離，并移動(dòng)光屏找清晰的像，所獲得數(shù)據(jù)記錄在表一、表三中．但是他們?cè)诘诙�次�?shí)驗(yàn)時(shí)，卻始終無(wú)法在光屏上找到像，而當(dāng)撤去光屏，發(fā)現(xiàn)從光屏這一側(cè)透過(guò)凸透鏡卻能看到像，于是他們將成像情況記錄在表二中．

表一　　f1=10厘米				表二　　　　f1=10厘米				表三　　　　f2=12厘米
實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	物距u （厘米）	像距v （厘米）	成像 情況	實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	物距u （厘米）	像距v （厘米）	成像 情況	實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	物距u （厘米）	像距v （厘米）	成像 情況
1	15.0	30.0	放大	4	8.0	/	很大	7	15.0	60.0	放大
2	20.0	20.0	等大	5	6.0	/	較大	8	24.0	24.0	等大
3	24.0	17.0	縮小	6	4.0	/	稍大	9	60.0	15.0	縮小

（3）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、7（或3、8）的數(shù)據(jù)，可得出的初步結(jié)論是：不同凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距相同，像距隨焦距的增大而增大．
（4）分析比較表一或表三中的物距u與像距v變化情況及成像情況，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，像距及所成的像隨物距的增大而減�。�
（5）分析比較表二中物距u的變化與成像情況，可得出的初步結(jié)淪是：當(dāng)物距小于焦距時(shí)，成放大的虛像，且虛像的大小隨物距的減小而減�。�
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束整理器材前發(fā)現(xiàn)，光屏上有教室窗子的像，這時(shí)窗子離凸透鏡的距離與凸透鏡
焦距之問(wèn)的關(guān)系是：物距大于二倍焦距，窗子在光屏上成一個(gè)倒立的實(shí)像（選填：“倒立”或“正立”）．這與我們生活中的照相機(jī)原理相同（選填：“照相機(jī)”或“幻燈機(jī)”
或“放大鏡”）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)前要觀察并記錄凸透鏡的焦距，便于比較物距和焦距的關(guān)系，總結(jié)成像規(guī)律；
（2）在光具座將器材安裝好，要知道在實(shí)驗(yàn)中，為使?fàn)T焰的像能成在光屏的中心，需要調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心位置跟燭焰中心的位置大致在同一高度．
（3）要得出“不同凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距相同，像距隨焦距的增大而增大”必須保證數(shù)據(jù)中的物距相同，透鏡的焦距不同，比較像距和焦距的關(guān)系；
（4）比較表一或表三中的物距u與像距v變化關(guān)系及成像情況，找出相同因素和不同因素，結(jié)合像和像距的大小得出相應(yīng)的結(jié)論；
（5）分析比較表二中物距u和焦距f變化關(guān)系及成像情況，找出虛像大小與物距大小的關(guān)系；
（6）物體到凸透鏡的距離大于2倍焦距的時(shí)候，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上成一個(gè)縮小的像，是照相機(jī)的原理．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該首先觀察并記下凸透鏡的焦距，可以方便描述物距與像距．
（2）在光具座將器材安裝好；為使?fàn)T焰的像能成在光屏的中心，需要調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心位置跟燭焰中心的位置大致在同一高度；
（3）分析比較1與7（或3與8）數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：凸透鏡的焦距不同，成實(shí)像時(shí)，盡管物距相同，但是焦距大的，像距也大．
（4）分析比較表一或表三中的物距u與像距v變化關(guān)系及成像情況，發(fā)現(xiàn)：成的都是實(shí)像時(shí)，物距越大，像距反而越小，因此得出的結(jié)論是：當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，像距及所成的像隨物距的增大而減�。�
（5）分析比較表二中物距u和焦距f變化關(guān)系及成像情況，物距小于焦距，成的都是虛像，像是放大的，物距越小，像越小，因此得出的結(jié)論是：當(dāng)物距小于焦距時(shí)，成放大的虛像，且虛像的大小隨物距的減小而減�。�
（6）光屏上有教室窗子的像，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上成一倒立、縮小的像，則說(shuō)明u＞2f，是照相機(jī)的工作原理．
故答案為：（1）焦距；（2）光具座；同一高度；（3）1與7（或3與8）；（4）當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，像距及所成的像隨物距的增大而減�。唬�5）當(dāng)物距小于焦距時(shí)，成放大的虛像，且虛像的大小隨物距的減小而減小；（6）大于；倒立；照相機(jī)．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律，考查了學(xué)生通過(guò)數(shù)據(jù)分析、歸納、總結(jié)結(jié)論的能力，這種考查對(duì)于學(xué)生來(lái)講是有一定難度的，要求認(rèn)真分析，通過(guò)數(shù)據(jù)找出新的規(guī)律，需要有敏銳的觀察能力和系統(tǒng)的歸納總結(jié)能力．