Question

2．小華在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗”中發(fā)現(xiàn)像高與像距、物距之間有一定的關系，為了進一步探究，進行如下實驗．

（1）實驗開始前，首先在光具座上依次安裝蠟燭、凸透鏡和光屏并進行調(diào)節(jié)，使它們的中心在同一高度．但小華點燃蠟燭后調(diào)節(jié)光屏，發(fā)現(xiàn)像的位置如圖所示，于是他向上調(diào)節(jié)凸透鏡，使像成在光屏的中央．
（2）下表是小華同學實驗時記錄的幾組數(shù)據(jù)：

實驗次數(shù)	物距u/cm	像距v/cm	物高L/cm	像高h/cm
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

①該凸透鏡的焦距為10cm．
②從表中的數(shù)據(jù)可以看出，當像距小于物距時，像高與物高的比值小于1；當像距大于物距時，像高與物高的比值大于1（選填“大于”或“小于”）．
③小華通過進一步分析實驗數(shù)據(jù)又得出了像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關系．他的結論是像高與物高的比值和像距與物距的比值相等
（3）當物距為5cm時，小華無論如何移動光屏，均無法得到像．他透過凸透鏡往左看，看到一個正立、放大的虛像，其成像性質(zhì)與放大鏡（填“照相機”、“投影儀”、“放大鏡”）所成像的性質(zhì)相同．無意中，小華透過凸透鏡往右看，也看到了如圖丙的一個像，請問這個像的形成原理是光的反射．

Answer 1

分析 （1）在實驗中，為使像能成在光屏的中心，應調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；根據(jù)過光心不改變方向，判斷透鏡的移動方向
（2）①根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中的物距等于2倍焦距時，成倒立等大的實像，可求得其焦距．
②根據(jù)當像距小于物距時，像高與物高的比值可得出結論；同理，根據(jù)當像距大于物距時，像高與物高的比值可得出結論．
③根據(jù)4次試驗中像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關系，可得出結論．
（3）當u＜f時，成正立、放大的虛像．利用其可制成放大鏡．根據(jù)平面鏡成像分析．

解答 解：（1）點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度．其目的是使像成在光屏的中央；由圖可知，此時像呈現(xiàn)在了光屏的下方，應向上移動凸透鏡；
（2）①由表中第3次實驗的數(shù)據(jù)，物距等于像距，物像等大，可知，此時u=2f=20cm．則f=10cm．即該凸透鏡的焦距為10cm．
②因1、2次實驗中像距小于物距，則$\frac{2}{5}$＜1，$\frac{2.5}{5}$＜1，所以當像距小于物距時，像高與物高的比值小于1；
同理當像距大于物距時，$\frac{30}{15}$=2＞1，$\frac{60}{12}$=5＞1，所以，當像距大于物距時，像高與物高的比值都大于1．
③第1次實驗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次實驗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次實驗中像高與物高的比值為1；像距與物距的比值也是1，
4次實驗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次實驗中像高與物高的比值為5：像距與物距的比值也是5，則由此可得出結論：像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．
（3）當物距為5cm時，凸透鏡成的是正立、放大的虛像，虛像不能被光屏接收；其應用是放大鏡；無意中，小華透過凸透鏡往右看，也看到了如圖丙的一個像，這個像是蠟燭通過透鏡的表面反射所成的虛像．
故答案為：（1）同一高度；上；（2）①10；②大于；③像高與物高的比值和像距與物距的比值相等；（3）正立；放大；虛像；放大鏡；光的反射．

點評 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)實驗數(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系，這些都是在鍛煉學生處理信息的能力，比起一問一答的題型，有一定的實際意義，因此，此類題型受到中考的青睞．