Question

11．某校九年級學(xué)生在復(fù)習(xí)探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，請你仔細(xì)分析后幫他們把該實(shí)驗(yàn)完成．
（1）在光具座上，從左到右依次放置的是蠟燭、透鏡、光屏并使他們的中心在同一高度．在實(shí)驗(yàn)的過程中，葛老師發(fā)現(xiàn)物體放在距凸透鏡30cm時(shí)，光屏上得到倒立放大的實(shí)像，則凸透鏡的焦距可能是B
A、30cm B、20cm C、10cm D、以上都不對
（2）高睿齊同學(xué)用焦距f=10cm的凸透鏡做成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到了一組數(shù)據(jù)，u=30cm，v=15cm，經(jīng)觀察，他猜想物距、像距、焦距三者之間的關(guān)系可能為 $\frac{1}{μ}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$為了驗(yàn)證猜想的正確性，他又測得了以下幾組數(shù)據(jù)，如下表所示：

	F=10cm
	μ/cm	v/cm
1	60	12
2	20	20
3	15	30

①通過觀察此表中的數(shù)據(jù)，請你判斷小明的結(jié)論是否正確？正確．
②通過進(jìn)一步的觀察物與像之間的距離，當(dāng)u=2f時(shí)，物與像之間的距離最�。�
③另外一組同學(xué)選用了焦距為15cm的凸透鏡，若光屏距透鏡為45cm時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)物距為22.5cm．

Answer 1

分析 （1）要使?fàn)T焰的像成在光屏的中央，應(yīng)調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度；
當(dāng)物距處于f和2f之間時(shí)，凸透鏡成倒立放大的實(shí)像，根據(jù)其分析焦距的范圍；
（2）①將表格中數(shù)據(jù)分別代入關(guān)系式，判斷結(jié)論是否正確；
②計(jì)算物像之距，得出物像之距最小時(shí)的物距范圍；
③根據(jù)上面的公式求出物距，根據(jù)物距與焦距的關(guān)系得出成像的特點(diǎn)或根據(jù)像距與焦距的關(guān)系判斷成像的特點(diǎn)．

解答 解：
（1）為使?fàn)T焰的像成在光屏的中央，應(yīng)調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度；
物體放在距凸透鏡30cm時(shí)，光屏上得到倒立放大的實(shí)像，則f＜30cm＜2f，可得15cm＜f＜30cm，B正確；
（2）①第一組數(shù)據(jù)：$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{60}$+$\frac{1}{12}$=$\frac{1}{10}$=$\frac{1}{f}$；
第二組數(shù)據(jù)：$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{20}$+$\frac{1}{20}$=$\frac{1}{10}$=$\frac{1}{f}$；
第三組數(shù)據(jù)：$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{15}$+$\frac{1}{30}$=$\frac{1}{10}$=$\frac{1}{f}$；
由上分析知，髙睿齊的猜想是正確的；
②由數(shù)據(jù)知，當(dāng)u=20cm=2f時(shí)，物像之距最小；
③根據(jù)$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$=$\frac{1}{f}$可得，$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{45cm}$=$\frac{1}{15cm}$，
解得u=22.5cm
物距處于f和2f之間，所以凸透鏡成的是倒立放大的實(shí)像．
故答案為：（1）在同一高度；B；（2）①正確；②2f；倒立、放大的實(shí)；③22.5．

點(diǎn)評 此題是探究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，考查了對成像規(guī)律的掌握和運(yùn)用，同時(shí)考查了對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，在已知猜想的情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)對猜想進(jìn)行驗(yàn)證，并利用得出的結(jié)論解決有關(guān)問題．