Question

5．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，各組使用相同焦距的凸透鏡進行實驗，小華所在的小組實驗操作規(guī)范，測量準確，該小組實驗記錄如表

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	12.00	24.00	倒立，放大，實像
2	16.00	16.00	倒立，等大，實像
3	20.00	13.33	倒立，縮小，實像
4	30.00	10.91	倒立，縮小，實像

（1）請你根據(jù)上表信息，求出凸透鏡的焦距f=8.00 cm．在實驗中，我們需要讓燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度．
（2）分析數(shù)據(jù)可知，在一定范圍內(nèi)物體到凸透鏡的距離越近，光屏上像的大小就越大，同時發(fā)現(xiàn)像到凸透鏡的距離就越遠．
（3）小華所在的小組把燭焰放在該凸透鏡的焦點上，凸透鏡固定不動，在調(diào)節(jié)光屏與凸透鏡的距離的過程中，在光屏上觀察到的是無像．（選填：“倒立”、“正立”或“無”）
（4）若燭焰、凸透鏡、光屏分別放在某位置時恰好在光屏上成清晰的像，當凸透鏡位置不變，燭焰向遠離凸透鏡方向移動一小段距離時，為了在光屏上再成清晰的像，光屏應向遠離（選填：“遠離”或“靠近”）凸透鏡方向移動適當?shù)木嚯x．
（5）對于焦距相同的凸透鏡，一個物距應該對應唯一的像距，但從各組匯報數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，物距均為12.00cm時，有三個小組所測像距分別為23.00cm，25.00cm，26.00cm．若他們的數(shù)據(jù)差別不是因為長度測量誤差導致的，你認為出現(xiàn)這種情況的操作原因是沒有在像最清晰時讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）知道當物距等于2倍焦距時，成倒立、等大的實像，此時像距也為2倍焦距．所以在表格中找到成倒立等大實像的情況，便可以根據(jù)物距或像距計算出焦距了．同時在實驗中，我們需要讓蠟燭，凸透鏡，光屏的中心在同一高度；
（2）凸透鏡成實像時，像距與物距的關系：物近像遠像變大，物遠像近像變��；
（3）從凸透鏡焦點發(fā)出的光經(jīng)過凸透鏡后成為平行光；
（4）凸透鏡成實像時，物距變大，像距變小，像變��；
（5）確定像的位置．在實驗中要移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰的像為止．．

解答 解：（1）由第二次實驗可知，當物距等于16.00cm時，像距也等于16.00cm，并且此時成倒立、等大的實像，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，此時物距、像距都等于2倍焦距．所以f=8.00cm；
同時在實驗中，我們需要讓蠟燭，凸透鏡，光屏的中心在同一高度，燭焰的像才能成在光屏的中央；
（2）分析數(shù)據(jù)可知，在成實像的情況下，物體到凸透鏡的距離越近，即物距越小，發(fā)現(xiàn)像到凸透鏡的距離即像距越大，光屏上像的也變大；
（3）小華所在的小組把蠟燭放在該凸透鏡的焦點上，所以此時經(jīng)過凸透鏡的光線將平行于主光軸，所以無論光屏怎樣移動，都會在光屏上出現(xiàn)大小不變的光斑，不會有像出現(xiàn)；
（4）凸透鏡位置不變，燭焰向遠離凸透鏡方向移動，物距變小，此時像距變大，光屏應遠離凸透鏡；
（5）像的位置應該是像最清晰的位置．各小組的像距不同的原因，可能是有的小組光屏上的像不是最清晰的時候測量的．
故答案為：（1）8.00；同一高度；（2）大；遠；（3）無；（4）遠離；（5）沒有在像最清晰時讀數(shù)．

點評 此題主要考查了有關凸透鏡成像的運用，首先要熟練掌握成像規(guī)律的內(nèi)容，同時考查了凸透鏡對光的作用，把物體放到焦點觀察像，這也是課本中沒有涉及到的問題．