Question

10．小陳在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中，發(fā)現(xiàn)像高與像距、物距之間有一定的關(guān)系，為了進(jìn)一步探究，他將5厘米長(zhǎng)的發(fā)光體放在一個(gè)豎直支架上作為光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，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)，這樣做的目的是使像呈在光屏的中心．
（2）下表是小陳同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的幾組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距u（厘米）	像距v（厘米）	物高l（厘米）	像高h(yuǎn)（厘米）
1	35	14	5	2
2	30	15	5	2.5
3	20	20	5	5
4	15	30	5	10
5	12	60	5	25

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列問(wèn)題：
①該凸透鏡的焦距為10厘米．
②從表中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)像距小于物距時(shí)，像高和物高的比值小于1（選填“大于”或“小于”）；
③小陳通過(guò)進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)又得出像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系，他的結(jié)論是像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．
（3）小陳用若干個(gè)發(fā)光二極管組成形狀如“E”的發(fā)光物體，如圖甲所示，將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏依次組裝到光具座上井調(diào)整好，在光屏上成的像如圖乙所示．如果只將“E”換成“R”，并在同一位置觀察，屏上成的像應(yīng)是圖丙中的④．（填數(shù)字序號(hào)）

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線(xiàn)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(shí)，成倒立等大的實(shí)像，可求得其焦距．
②根據(jù)當(dāng)像距小于物距時(shí)，像高與物高的比值可得出結(jié)論；
③根據(jù)4次試驗(yàn)中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）要正確理解倒立實(shí)像的含義，知道像與物的上下顛倒、左右顛倒．

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(shí)u=2f=20cm．則f=10cm．即該凸透鏡的焦距為10cm．
②因1、2次實(shí)驗(yàn)中像距小于物距，則像高和物高的比值：$\frac{2}{5}$＜1，$\frac{2.5}{5}$＜1，所以當(dāng)像距小于物距時(shí)，像高與物高的比值小于1；
③第1次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值：$\frac{2}{5}$，像距與物距的比值：$\frac{14}{35}$=$\frac{2}{5}$，
2次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值：$\frac{2.5}{5}$=$\frac{1}{2}$，像距與物距的比值：$\frac{15}{30}$=$\frac{1}{2}$，
3次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值為1；像距與物距的比值也是1，
4次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值：$\frac{10}{5}$=2，像距與物距的比值也是2，
5次實(shí)驗(yàn)中像高與物高的比值為5：像距與物距的比值也是5，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；
（3）根據(jù)乙所成甲的像可知，所成像的是放大倒立的實(shí)像，凸透鏡成的實(shí)像與物體左右相反、上下也相反．所以R的像應(yīng)為故當(dāng)將“R”放于此處，所成的像肯定也是倒立放大的實(shí)像，只有丙中④符合．
故答案為：（1）使像呈在光屏的中心；（2）①10；②小于；③像高與物高的比值和像距與物距的比值相等；（4）④．

點(diǎn)評(píng) 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，這些都是在鍛煉學(xué)生處理信息的能力，比起一問(wèn)一答的題型，有一定的實(shí)際意義，因此，此類(lèi)題型受到中考的青睞．