Question

【題目】某小組同學在做“研究凸透鏡成像規律”的實驗中，記下所用凸透鏡的焦距，按正確的方法安裝和調節好實驗裝置。他們在光具座上先固定焦距為fl=0.1米的凸透鏡，按表一中的物距u依次進行實驗，每次都使光屏上燭焰的像最清晰，他們用物體的高和光屏上像的高分別代表物體和像的大小，并將相應的像距v、成像情況記錄在表一中。然后他們換用焦距為f2=0.12米的凸透鏡，重復上述實驗，并將數據記錄在表二中。

（1）分別比較實驗序號1或5中的物距u與各自凸透鏡焦距的大小關系，及成像情況，可得出的初步結論是：當_________時，光屏上不成像。

（2）分析比較實驗序號2與3與4（或6與7與8）數據中的物距u與像距v及所成像的變化關系，可得出的初步結論是：________________。

（3）分析比較實驗序號________數據中的物距u與像距v的關系及成像情況，可得出的初步結淪是：不同的凸透鏡，當它們成實像時，物距相同，像距和所成的像隨焦距的增大而增大。

（4）小組同學發現實驗序號3和7中的像高和物高都相同，他們分析了凸透鏡的焦距、物距和像距三者滿足________________時，像和物大小相同。

（5）該小組繼續思考發現，可以再改變部分實驗器材來使得上述實驗結論更加具有普遍性，請設計一個表格來進行相關實驗__________。

Answer 1

【答案】物距小于焦距 物距增大，像距減小，像變小 2與6（或3與7，4與8） 物距等于像距等于二倍焦距 見解析

【解析】

（1）實驗1中，凸透鏡焦距為0.1m，物距為0.05m；實驗2中焦距為0.12m，物距為0.06m，兩次實驗時的物距都小于焦距，在光屏上都不能成像。

所以分別比較實驗序號1或5中的物距u與各自凸透鏡焦距的大小和成像情況，可得出的初步結論是：當物距小于焦距時，光屏上不成像。

（2）分析比較實驗序號2與3與4（或6與7與8）數據，當實驗中的物距u逐漸增大時，像距v逐漸減小，且所成像也變小，可得出的初步結論是：物距增大，像距減小，像變小。

（3）分析比較實驗序號2與6（或3與7，4與8）數據知，物距u相等，而表2中實驗時所用的凸透鏡焦距大，成像時像距v也較表1更大，且成像也更大，故可得出的初步結淪是：不同的凸透鏡，當它們成實像時，物距相同，像距和所成的像隨焦距的增大而增大。

（4）實驗序號3和7中的像高和物高都相同，分析了凸透鏡的焦距、物距和像距關系知，實驗3中：，實驗7中：，所以像高和物高都相同的條件為，即三者滿足：物距等于像距等于二倍焦距時，像和物大小相同。

（5）為了使上述實驗結論更加具有普遍性，應改變凸透鏡的焦距（），同時換用不同高度的物體（高為0.06cm），使物距小于焦距、位于一倍到二倍焦距之間、等于二倍焦距、大于二倍焦距分別進行實驗。設計表格如下：