Question

7．在“驗證凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，某小組同學利用焦距10cm的凸透鏡，高為3cm的發(fā)光體，光屏和光具座進行實驗，將觀察到的像、測得的物距u、像距v以及所成像的高h_像分別記錄在表中，為了進一步研究，他們進行了一些適量的運算，將結(jié)果分別記錄在表的后兩列中．

實驗序號	物距u/cm	像距v、cm	像的倒正	像高h像/cm	像距與物 距之比（v/u）	物距與像距之 和（u+v）（cm）
1	60.0	12.0	倒立	0.60	0.20	72.0
2	50.0	12.5	倒立	0.75	0.25	62.5
3	30.0	15.0	倒立	1.50	0.50	45.0
4	18.0	22.5	倒立	3.75	1.25	40.5
56	16.0	26.7	倒立	5.00	1.67	42.7
6	14.0	35.0	倒立	7.50	2.50	49.0

（1）首先，他們初步得到凸透鏡成像的規(guī)律：
①由實驗序號1-3的數(shù)據(jù)，可得結(jié)論當u＞2f時，成倒立、縮小的實像，f＜v＜2f；
②由實驗序號4-6的數(shù)據(jù)，可得結(jié)論當f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像，v＞2f．
（2）他們繼續(xù)分析數(shù)據(jù)，得到
①根據(jù)實驗序號1-6的數(shù)據(jù)，分析比較像距v隨物距u的變化情況及相關條件，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成像時，像距v隨物距u的減小而增大．
②根據(jù)實驗序號1-6的數(shù)據(jù)，分析比較像高h_像與v/u的變化情況及相關條件，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成像時，像高h與物高的比值等于像距與物距的比值．
③該小組同學繼續(xù)利用表中的數(shù)據(jù)及相關條件，分析、歸納得出結(jié)論：
   （a）根據(jù)實驗序號1-3的數(shù)據(jù)，分析比較物距變化量△u與像距變化量△v的大小關系及成像情況，可得出的初步結(jié)論是：當物距大于二倍焦距時，物距變化量△u大于像距變化量△v；
   （b）根據(jù)實驗序號1-6的數(shù)據(jù)，分析比較物距u變化時，h_像、u+v的變化情況，可得出得初步結(jié)論是：當物體成實像時，物距越小，像越大，物距與像距的和（u+v）先變小后變大．

Answer 1

分析 （1）分析表格中的數(shù)據(jù)時，通過指定的幾組數(shù)據(jù)，查找相同點，比較不同點，從而歸納出結(jié)論；
（2）逐一分析實驗數(shù)據(jù)，在分析表格中數(shù)據(jù)時，要注意分析物距的變化、像距的變化及成像特點的變化，根據(jù)題目要求，結(jié)合數(shù)據(jù)找出數(shù)量關系，同時要注意像距與物距與焦距之間的關系．

解答 解：（1）①實驗序號1-3的數(shù)據(jù)中，物距均大于2f（20cm），像高均小于物高（3cm）即成縮小的像，像距均在一倍焦距與二倍焦距（10cm-20cm）之間，可得出：當u＞2f時，成倒立、縮小的實像，f＜v＜2f；
②實驗序號4-6的數(shù)據(jù)中，物距均介于f與2f（10cm-20cm）之間，像高均大于物高（3cm）即成放大的像，像距均大于二倍焦距（20cm），可得出：當f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像，v＞2f；
（2）①根據(jù)實驗序號1-6的數(shù)據(jù)，物距u越小，像距v越大，反之像距則越小，可得結(jié)論：像距v隨物距u的減小而增大；
②根據(jù)實驗序號1-6的數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)中像高與物高的比值均等于像距與物距的比值，可得結(jié)論：像高h與物高的比值等于像距與物距的比值；
③（a）實驗序號1-3的數(shù)據(jù)中，物距大于二倍焦距（20cm），第1到2、第2到3次的物距變化量分別是10cm、20cm，對應的像距變化量為0.5cm、2.5cm，可得結(jié)論：當物距大于二倍焦距時，物距變化量△u大于像距變化量△v；
（b）實驗序號1-6的數(shù)據(jù)中，物距u均大于f（10cm），從1-6實驗中，物距逐漸變�。�60cm-14cm），像高越來越大（0.6cm-7.5cm）即像越來越大，可得：物距越小，像越大；由表格可知，從第一次實驗到第六次實驗數(shù)據(jù)中，物距依次增大，物距與像距的和（u+v）依次為：72.0cm；62.5cm；45.0cm；40.5cm；42.7cm；49cm；分析可知：物距與像距的和（u+v）先變小后變大．
故答案為：（1）①當u＞2f時，成倒立、縮小的實像，f＜v＜2f；②當f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像，v＞2f；（2）①像距v隨物距u的減小而增大；②像高h與物高的比值等于像距與物距的比值；③（a）當物距大于二倍焦距時，物距變化量△u大于像距變化量△v；（b）當物體成實像時，物距越小，像越大，物距與像距的和（u+v）先變小后變大．

點評 本題考查的是“驗證凸透鏡成像規(guī)律”實驗，關鍵是會分析實驗數(shù)據(jù)，得出相關結(jié)論．