Question

7．小華同學(xué)利用焦距f為15厘米的凸透鏡、一個(gè)高度為3厘米的發(fā)光體、光屏和光具座等做“驗(yàn)證凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中，所測(cè)得的物距u、像距v以及所成像的像高h(yuǎn)分別記錄在表中．在驗(yàn)證得到凸透鏡成縮小實(shí)像、放大實(shí)像的初步規(guī)律后，又做了進(jìn)一步研究．

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	物距u （厘米）	像距v（厘米）	像高h(yuǎn) （厘米）
1	60.00	20.00	1.00
2	45.00	22.50	1.50
3	33.75	27.00	2.40
4	27.50	33.00	3.60
5	25.00	37.50	4.50
6	22.50	45.00	6.00

①分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～6數(shù)據(jù)中物距u、像距v的變化情況及成像變化的情況，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距u減小，像距v變大，像變大；
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～6數(shù)據(jù)中像距v與物距u的比值及像高與物高的比值，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，像距v與物距u的比值等于像高與物高的比值．
③小華同學(xué)在進(jìn)一步分析比較表中的數(shù)據(jù)及成像情況后，提出了一個(gè)猜想：“當(dāng)物體處于凸透鏡的兩倍焦距處，可能會(huì)成等大的實(shí)像”．
（a）在分析比較表中的數(shù)據(jù)及成像情況后，你是否同意小華的猜想．并簡(jiǎn)述理由同意，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：大于2倍焦距成縮小的像，小于2倍焦距而大于焦距時(shí)成放大的像，那么就有可能在2倍焦距處成等大的像．
（b）為了驗(yàn)證該猜想．小華準(zhǔn)備再添加些器材繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在下列所提供的器材中，你認(rèn)為最需要添加的實(shí)驗(yàn)器材是B（選填序號(hào)）
A．若干個(gè)高度不同的發(fā)光體     B．若干個(gè)焦距不同的凸透鏡
C．若干個(gè)大小不同的光屏       D．若干個(gè)長(zhǎng)度不同的光具座．

Answer 1

分析 ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)1～6的數(shù)據(jù)，物距不斷減小，像距不斷增大，像的高度不斷增大可得出結(jié)論；
②計(jì)算像距與物距的比值和像高與物高的比值可得出結(jié)論；
③根據(jù)大于2倍焦距成縮小的像，小于2倍焦距（大于焦距）成放大的像，可進(jìn)行猜想；
為驗(yàn)證結(jié)論的普遍性，選用若干個(gè)焦距不同的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答 解：①分析實(shí)驗(yàn)1～6的數(shù)據(jù)，物距不斷減小，像距不斷增大，像的高度不斷增大，由此我們可以得出：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距u減小，像距v變大，像變大；
②表格中第一組數(shù)據(jù)，像距v與物距u的比值=$\frac{20.00cm}{60.00cm}$=$\frac{1}{3}$，像高與物高的比值=$\frac{1}{3.00}$=$\frac{1}{3}$，
第二組數(shù)據(jù)，像距v與物距u的比值=$\frac{22.50cm}{45.00cm}$=$\frac{1}{2}$，像高與物高的比值=$\frac{1.5cm}{3cm}$=$\frac{1}{2}$，
同理，計(jì)算第三、四…組數(shù)據(jù)可得：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，像距v與物距u的比值等于像高與物高的比值．
③（a）同意，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：大于2倍焦距成縮小的像，小于2倍焦距而大于焦距時(shí)成放大的像，那么就有可能在2倍焦距處成等大的像；
（b）為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的有效性，需要若干個(gè)焦距不同的凸透鏡來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而高度不同的發(fā)光體、大小不同的光屏、長(zhǎng)度不同的光具座都不能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的有效性．故選B．
故答案為：①凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距u減小，像距v變大，像變大；
②像距v與物距u的比值等于像高與物高的比值；
③（a）同意，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：大于2倍焦距成縮小的像，小于2倍焦距而大于焦距時(shí)成放大的像，那么就有可能在2倍焦距處成等大的像；（b）B．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律，考查了凸透鏡成像的規(guī)律的歸納與總結(jié)．一定要熟練掌握規(guī)律的內(nèi)容，做到靈活運(yùn)用，本題所需要?dú)w納的內(nèi)容都是從基本規(guī)律中推導(dǎo)和延伸出來(lái)的，有一定的難度，因此要求我們審題時(shí)一定要仔細(xì)、認(rèn)真．