Question

14．為了“探究凸透鏡成實像的規(guī)律”，某小組同學利用焦距f為10厘米的凸透鏡、一個高度為3厘米的發(fā)光體、光屏和光具座等進行實驗．實驗中，他們正確組裝和調試實驗器材，按表一、表二中的物距u依次進行實驗，每次都使光屏上發(fā)光體的像最清晰，并將相應的像距v、成像情況記錄在表格中．
（1）分析比較實驗序號1或2或3數(shù)據(jù)中物距u、像距v與焦距f、2倍焦距之間的關系及成像情況，可得出的初步結論是：當物距u大于2倍焦距時，物體成縮小的實像，像距v大于1倍焦距小于2倍焦距．
表一

實驗 序號	物距u （厘米）	像距v （厘米）	像高h （厘米）
1	30.0	15.0	1.5
2	26.0	16.3	1.9
3	22.0	18.3	2.5

表二

實驗 序號	物距u （厘米）	像距v （厘米）	像高h （厘米）
4	18.0	22.5	3.8
5	16.0	26.7	5.0
6	14.0	35.0	7.5

（2）分析比較實驗序號4或5或6數(shù)據(jù)中物距u、像距v與焦距f、2倍焦距之間的關系及成像情況，可得出的初步結論是：當物距u大于凸透鏡的焦距且小于2倍焦距時，物體成放大的實像，像距v大于2倍焦距．
（3）小明同學在進一步分析比較表一與表二中的數(shù)據(jù)及成像情況后，提出了一個猜想：“可能存在這樣的情況：當物體處于凸透鏡的某一特定位置時，會成等大的實像”．
（a）為了驗證該猜想，小明繼續(xù)進行實驗，他首先在表一或表二基礎上再做當物距u為20厘米時的成像情況．
（b）為了進一步驗證該猜想，小明在原有實驗器材的基礎上，再添加了器材，并設計了有關實驗記錄表（表三），請完成表三中空格處的填寫．
表三

實驗 序號	物距U/cm	像距V/cm	焦距f/cm	像高h （厘米）
7	/	/	/	3.0
8	/	/	/	3.0
9	/	/	/	3.0

Answer 1

分析 （1）由表中的數(shù)據(jù)與焦距的比較得出結論；
（2）根據(jù)物距、像距與焦距的關系找出符合條件的實驗次數(shù)；
（3）當物體在二倍焦距時，成倒立等大的實像來解答．
為驗證結論的普遍性，選用若干個焦距不同的凸透鏡進行實驗．

解答 解：（1）分析比較實驗序號1或2或3數(shù)據(jù)可得出的初步結論是：當物距u大于2倍焦距時，物體成縮小的實像，像距v大于1倍焦距小于2倍焦距．
（2）分析比較實驗序號4或5或6數(shù)據(jù)可得出的初步結論是：當物距u大于凸透鏡的焦距且小于2倍焦距時，物體成放大的實像，像距v大于2倍焦距．
（3）（a）根據(jù)實驗數(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成放大的像，那么就有可能在2倍焦距處成等大的像，故再做當物距u=2f=20cm時的成像情況；
（b）為了驗證實驗結論的有效性，故需要若干個焦距不同的凸透鏡，將物體都放在2倍焦距處來進行實驗，
故表格如下圖所示：

實驗 序號	物距U/cm	像距V/cm	焦距f/cm	像高h （厘米）
7	/	/	/	3.0
8	/	/	/	3.0
9	/	/	/	3.0

故答案為：（1）當物距u大于2倍焦距時，物體成縮小的實像，像距v大于1倍焦距小于2倍焦距；（2）4或5或6；（3）（a）20；（b）見上表．

點評 此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律，此題通過例舉一些實驗數(shù)據(jù)，讓學生通過數(shù)據(jù)總結結論，考查了分析數(shù)據(jù)得出結論的能力．這種考查對于學生來講是比較困難的．針對這部分習題要把整個習題讀完，對照題目給定的一些結論進行仿寫，避免沒有頭緒．