Question

小華和小婷在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中發(fā)現(xiàn)像高與焦距、物距之間有一定的關(guān)系，為了進(jìn)一步探究，他們將5cm長的發(fā)光體放在一個豎直支架上作為光源，取兩個焦距不同的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)開始前，首先在光具座上依次安裝發(fā)光體、凸透鏡和光屏并進(jìn)行調(diào)節(jié)，使它們的中心大致在

 

．
（2）下表是小華同學(xué)實(shí)驗(yàn)時記錄的幾組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	焦距f/cm	物距u/cm	像距v/cm	物高l/cm	像高h(yuǎn)/cm
1	f1	35	14	5	2
2		30	15	5	2.5
3		20	20	5	5
4		15	①	5	②
5	15	35	26.25	5	3.75
6		30	30	5	5
7		20	60	5	15
8		18	90	5	25

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列問題：
①焦距f₁為

 

cm，表格中①處數(shù)據(jù)應(yīng)為

 

cm．
②他們通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)又得出了像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系．他們的結(jié)論是

 

，則表格中②處數(shù)據(jù)應(yīng)為

 

cm．
③他們還發(fā)現(xiàn)像高與焦距有關(guān)，他們的結(jié)論是

 

．
④如圖甲、乙所示分別是小華和小婷制作的模型照相機(jī)，通過模型照相機(jī)觀察遠(yuǎn)處同一物體的時候，為了能在光屏上看到更大的像，應(yīng)該選擇圖

 

中所示的模型照相機(jī)．

Answer 1

分析：（1）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）①根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中的物距等于2倍焦距時，成倒立等大的實(shí)像，可求得其焦距；比較2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知表格中①處數(shù)據(jù)．
②根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系，可得出結(jié)論．
③根據(jù)表中像高、物距與焦距的關(guān)系得出結(jié)論．
④根據(jù)③中的結(jié)論選擇合適的照相機(jī)．

解答：解：（1）為了能使像呈在光屏的中心，必須調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的位置，使它們的中心位置大致在同一高度．
（2）①由表中第3此實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，物距等于像距，物像等大，可知，此時u=2f=20cm．則f=10cm．即該凸透鏡的焦距為10cm．
比較2、4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第2次實(shí)驗(yàn)的相距等于第4次實(shí)驗(yàn)的物距，因此第4次實(shí)驗(yàn)的相距等于第2次實(shí)驗(yàn)的物距，即表格中①處數(shù)據(jù)為30．
②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，像高與物高的比值等于像距與物距的比值，則由此可得出結(jié)論：像高與物高的比值和像距與物距的比值相等；即

h

l

=

v

u

．
因此可得

30

15

=

②

5

，故表格中②處數(shù)據(jù)為10．
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，物距一定，焦距越大，像高越高．
④因?yàn)槲锞嘁欢〞r，焦距越大，像高越高，因此要使光屏上看到更大的像，應(yīng)選焦距大的照相機(jī)，故選甲圖模型照相機(jī)．
故答案為：（1）同一高度；（2）①10；30；②

h

l

=

v

u

；10；③物距一定，焦距越大，像高越高；④甲．

點(diǎn)評：此題是探究凸透鏡成像規(guī)律，其中首先根據(jù)表中信息找出該透鏡的焦距，其次是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系，同時鍛煉學(xué)生處理信息的能力．