Question

【題目】在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，將發光體S（箭頭形狀的發光二極管，長為2 cm）、凸透鏡T、光屏P安裝在光具座上進行試驗，如圖所示。

固定凸透鏡T，將發光體S放在離凸透鏡4 cm（物距u）處，移動光屏P，如果找不到像，則記錄光屏上光斑的特征；如果在光屏上出現清晰的像，則記下像的特征，測出光屏P到透鏡T的距離（像距v）和像的長度。然后，將物距依次增加2 cm，重復上面的實驗。實驗數據如下表，根據表中的信息，回答下列問題：

實驗順序	物距u/cm	像距v/cm	像的長度/cm	像的特征
1	4.0	/	光斑大小變化	只有圓光斑
2	6.0	/	光斑大小變化	只有圓光斑
3	8.0	/	光斑大小不變	只有圓光斑
4	10.0	40.0	8.0	倒立的箭頭
5	12.0	24.0	4.0	倒立的箭頭
6	14.0	18.7	2.7	倒立的箭頭
7	16.0	16.0	2.0	倒立的箭頭
8	18.0	14.4	1.6	倒立的箭頭
9	20.0	13.3	1.3	倒立的箭頭

（1）凸透鏡T的焦距為_____cm。

（2）物距u在_____范圍時，在光屏上總成倒立放大的實像。

（3）當物距從開始再到逐漸增大時，則像的大小____，像距_____。（均選填“變大”“變小”“不變”“先變小后變大”“先變大后變小”）

（4）當物距等于7 cm時，物體在光屏上_____成像（填“一定會”“一定不會”“可能會”）。分析表中成倒立實像的實驗數據，當物像間距（u＋v）最小時，成在光屏上的像的長度_____發光體的長度。（填“大于”“小于”或“等于”）

（5）請你根據上表提供的信息，再找出一條規律______。

Answer 1

【答案】（1）8（2）大于8cm小于16cm（3）變小；變小（4）一定不會；等于（5）f＞8cm成實像或f＜8cm成虛像或f＞16cm成倒立縮小實像

【解析】

（1）若將發光體S放在焦點處，則發出的光經凸透鏡后，平行于主光軸，則在光屏上會出現一個與凸透鏡等大的圓形的光斑，而只有將發光體S放在8cm處時，光斑大小不變，可知此處即為焦點，則凸透鏡T的焦距為8cm。

（2）凸透鏡的焦距f=8cm，由凸透鏡成像規律可知，物距u在大于8cm小于16cm范圍時，在光屏上總成倒立放大的實像

（3）由凸透鏡成實像時，物近像遠像變大，可知，當物距從開始再到逐漸增大時，則物距增大、像距變小，像變小。

（4）因為凸透鏡的焦距f=8cm，所以當U=7cm時，U＜f，成正立、放大的虛像，不能在光屏上成像，分析表中成倒立實像的實驗數據，當物像間距（u+v）最小時，即物距為16cm和像距為16cm時，此時（u+v）最小，則成在光屏上的像的長度為2cm，正好等于發光體的長度。

（5）由表中信息可知：u＞8cm成實像，u＞16cm成倒立縮小實像，物像間距與像的大小之間的規律等都可以。