Question

為了研究凸透鏡成像規(guī)律，某校物理興趣小組利用一些器材做了一組實(shí)驗(yàn)并且采集了下表兩組數(shù)據(jù)．請分析兩表中的數(shù)據(jù)回答下面的問題．
表一（f₁=m）

實(shí)驗(yàn)序號	u/m	v/m	u?v/m2	u/v	（1/u）/m-1	（1/v）/m-1
1	0.200	0.200	0.0400	1.00	5.00	5.00
2	0.300	0.150	0.0450	0.50	3.33	6.67
3	0.500	0.125	0.0625	0.25	2.00	8.00

表二（f₂=0.12m）

實(shí)驗(yàn)序號	u/m	v/m	u?v/m2	u/v	（1/u）/m-1	（1/v）/m-1
4	0.200	0.300	0.0600	1.50	5.00	3.33
5	0.300	0.200	0.0600	0.67	3.33	5.00
6	0.500	0.158	0.0790	0.32	2.00	6.33

（1）分析表一數(shù)據(jù)，得出凸透鏡的焦距f₁=

0.1

m；
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號1、2、3（或4、5、6）數(shù)據(jù)中物距u與像距v變化關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

同一凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距越小，像距越大

；
（3）分析比較實(shí)驗(yàn)序號

1、4（或2、5或3、6）

數(shù)據(jù)中物距u與像距v變化關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：不同的凸透鏡，當(dāng)它們成實(shí)像時(shí)，物距相同，像距隨焦距的增大而增大；
（4）請進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二中經(jīng)運(yùn)算后得到的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，對物距u、像距v和焦距f的具體函數(shù)關(guān)系進(jìn)行大膽猜測：你的猜測是：

1

f

=

1

v

+

1

u

；
（5）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，
當(dāng)凸透鏡、光屏和燭焰的位置如圖所示時(shí)，光屏上能成一清晰的像，若將燭焰向左稍許移動(dòng)一些，為了使光屏上仍能成一清晰的像，可采取的措施：
①將光屏向

左

（填“左”或“右”）移動(dòng)適當(dāng)?shù)木嚯x；
②光屏不動(dòng)，可在凸透鏡前放一個(gè)

近

視眼鏡；
③在B點(diǎn)換一個(gè)焦距比原來透鏡適當(dāng)

大

（填“大”或“小”）的凸透鏡．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中的物距等于像距可求得焦距．
（2）可以從同一透鏡中比較物距增大時(shí)，像距的變化得出結(jié)論；
（3）從表格中找相同的物距，焦距不同時(shí)，比較像距的幾組數(shù)據(jù)得出結(jié)論．
（4）隨便抽出一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，例如實(shí)驗(yàn)4，u=0.2m，v=0.3m，f=0.12m，比較物距與像距的倒數(shù)之和和焦距的倒數(shù)，可得出結(jié)論．
（5）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大．蠟燭向左移動(dòng)一些，凸透鏡位置不變時(shí)，光屏要向左移動(dòng)．如果光屏和凸透鏡的位置都不變，可以使折射光線提前會聚，近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用．

解答：解：（1）分析表一數(shù)據(jù)當(dāng)物距u=0.2m時(shí)，像距v=0.2m，凸透鏡成像規(guī)律可知，u=v=2f，即0.2m=2f，則f=0.1m；
故答案為：0.1，
（2）①實(shí)驗(yàn)序號1與2與3或4與5與6數(shù)據(jù)中，光屏上得到的都是實(shí)像，所以同一凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減�。�
故答案為：物距越小，像距越大．
（3）不同的凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距相同，實(shí)驗(yàn)1與4，或2與5，或3與6，物距都相同，但當(dāng)焦距增大時(shí)，像距增大．
故答案為：1、4（或2、5或3、6）
（4）進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二中經(jīng)運(yùn)算后得到的數(shù)據(jù)，例如實(shí)驗(yàn)4中，u=0.2m，v=0.3m，f=0.12m，則有以下關(guān)系：

1

0.2

+

1

0.3

=

1

0.12

，
即物距u、像距v和焦距f的具體函數(shù)關(guān)系為：

1

f

=

1

v

+

1

u

，
故答案為：

1

f

=

1

v

+

1

u

，
 （5）①由凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大可知．蠟燭向左移動(dòng)一些，凸透鏡位置不變時(shí)，光屏要向左移動(dòng)．
②如果光屏和凸透鏡的位置都不變，可以利用近視鏡（凹透鏡）對光線有發(fā)散作用使折射光線提前會聚．
③在B點(diǎn)換一個(gè)焦距比原來透鏡適當(dāng)大一點(diǎn)的凸透鏡也可以使折射光線提前會聚．
故答案為：①左；②近；③大．

點(diǎn)評：掌握凸透鏡成像中的物距、像距、像的性質(zhì)，能順利解題．正確理解凸透鏡的會聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用，（4）題是此題的難點(diǎn)．本題同時(shí)考查學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的能力，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出正確結(jié)論，能有效解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題．