Question

進一步探究：
（1）為了研究凸透鏡成像規(guī)律，某校物理興趣小組利用一些器材做了一組實驗并且采集了如表一和表二兩組數(shù)據(jù)．請分析兩表中的數(shù)據(jù)回答下面的問題．
表一：（f₁=0.10m）

實驗序號	u（m）	υ（m）	u?υ（m2）	υ/u	1/u（m-1）	1/υ（m-1）
1	0.200	0.200	0.0400	1.00	5.00	5.00
2	0.300	0.150	0.0450	0.50	3.33	6.67
3	0.500	0.125	0.0625	0.25	2.00	8.00

表二：（f₂=0.12m）

實驗序號	u（m）	υ（m）	u?υ（m2）	υ/u	1/u（m-1）	1/υ（m-1）
4	0.200	0.300	0.0600	1.50	5.00	3.33
5	0.300	0.200	0.0600	0.67	3.33	5.00
6	0.500	0.158	0.0790	0.32	2.00	6.33

①分析比較實驗序號1、2、3（或4、5、6）數(shù)據(jù)中物距u與像距υ的變化關系及相關條件，得出的初步結論是：______
②分析比較實驗序號______數(shù)據(jù)中物距u與像距υ的變化關系及相關條件，得出的初步結論是：不同的凸透鏡，當它們成實像時，物距相同，像距隨焦點的增大而增大．
③請進一步綜合分析比較表一、表二中經運算后得到的數(shù)據(jù)及相關條件，請你寫出物距u、像距υ和焦距f具體函數(shù)關系：______
④依據(jù)你寫出的物距u、像距υ和焦距f具體函數(shù)關系計算，利用焦距為10cm的凸透鏡成像時，若物體到凸透鏡的距離為50cm時，光屏到凸透鏡的距離為______cm時，光屏上會出現(xiàn)物體的清晰的像．
（2）我們知道固體熔化時雖然溫度保持不變，但仍需吸熱．曉云通過查閱資料知道：人們把單位質量的某種物質，在熔點時從固態(tài)完全變?yōu)橐簯B(tài)需要的熱量，叫做該物質的熔解熱．已知冰的熔解熱λ=3.35×10⁵ J/kg．請你求出質量5kg冰由-10℃全部熔化成0℃的水所需的熱量是______．（其中冰的比熱容2.1×10³J/（kg?℃））

Answer 1

（1）①實驗1、2、3（或4、5、6），像距大于零，凸透鏡成實像，同一凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小．
②不同的凸透鏡，一定從表一和表二中分別找一個實驗，并且物距相同時，焦距越大，像距越大．
所以實驗1、4（或2、5或3、6）說明：不同的凸透鏡，當它們成實像時，物距相同，像距隨焦點的增大而增大．
③由表一或表二得，

1

u

+

1

v

的值是一定的，表一的

1

u

+

1

v

的值等于10m^-1，

1

f

的值等于10m^-1．表二的

1

u

+

1

v

的值等于8.33m^-1，

1

f

的值等于8.33m^-1．所以

1

u

+

1

v

=

1

f

．
④u=50cm，f=10cm，
根據(jù)

1

u

+

1

v

=

1

f

，

1

50cm

+

1

v

=

1

10cm

，
所以v=12.5cm．
（2）Q=cm（t-t₀）=2.1×10³J/（kg?℃）×5kg×[0℃-（-10℃）]=1.05×10⁵J．
Q'=mλ=5kg×3.35×10⁵ J/kg=1.675×10⁶ J．
Q_總=Q+Q'=1.05×10⁵J+1.675×10⁶ J=1.78×10⁶J．
故答案為：（1）①同一凸透鏡成實像時，物距增大，像距減��；②1、4（或2、5或3、6）；③

1

u

+

1

v

=

1

f

；④12.5；（2）1.78×10⁶J．