Question

10．小陈在“探究凸透镜成像规律的实验”中，发现像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，他将5厘米长的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验．
（1）实验开始前，先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节，这样做的目的是使像呈在光屏的中心．
（2）下表是小陈同学实验时记录的几组数据：

实验序号	物距u（厘米）	像距v（厘米）	物高l（厘米）	像高h（厘米）
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

根据表中数据，完成下列问题：
①该凸透镜的焦距为10厘米．
②从表中数据可以看出，当像距小于物距时，像高和物高的比值小于1（选填“大于”或“小于”）；
③小陈通过进一步分析实验数据又得出像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系，他的结论是像高与物高的比值和像距与物距的比值相等．
（3）小陈用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上井调整好，在光屏上成的像如图乙所示．如果只将“E”换成“R”，并在同一位置观察，屏上成的像应是图丙中的④．（填数字序号）

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）①根据凸透镜成像规律中的物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，可求得其焦距．
②根据当像距小于物距时，像高与物高的比值可得出结论；
③根据4次试验中像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系，可得出结论；
（3）要正确理解倒立实像的含义，知道像与物的上下颠倒、左右颠倒．

解答 解：（1）为了能使像呈在光屏的中心，必须调节烛焰、凸透镜、光屏的位置，使它们的中心位置大致在同一高度．
（2）①由表中第3此实验的数据，物距等于像距，物像等大，可知，此时u=2f=20cm．则f=10cm．即该凸透镜的焦距为10cm．
②因1、2次实验中像距小于物距，则像高和物高的比值：$\frac{2}{5}$＜1，$\frac{2.5}{5}$＜1，所以当像距小于物距时，像高与物高的比值小于1；
③第1次实验中像高与物高的比值：$\frac{2}{5}$，像距与物距的比值：$\frac{14}{35}$=$\frac{2}{5}$，
2次实验中像高与物高的比值：$\frac{2.5}{5}$=$\frac{1}{2}$，像距与物距的比值：$\frac{15}{30}$=$\frac{1}{2}$，
3次实验中像高与物高的比值为1；像距与物距的比值也是1，
4次实验中像高与物高的比值：$\frac{10}{5}$=2，像距与物距的比值也是2，
5次实验中像高与物高的比值为5：像距与物距的比值也是5，则由此可得出结论：像高与物高的比值和像距与物距的比值相等；
（3）根据乙所成甲的像可知，所成像的是放大倒立的实像，凸透镜成的实像与物体左右相反、上下也相反．所以R的像应为故当将“R”放于此处，所成的像肯定也是倒立放大的实像，只有丙中④符合．
故答案为：（1）使像呈在光屏的中心；（2）①10；②小于；③像高与物高的比值和像距与物距的比值相等；（4）④．

点评 此题是探究凸透镜成像规律，其中首先根据表中信息找出该透镜的焦距，其次是根据实验数据分析像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系，这些都是在锻炼学生处理信息的能力，比起一问一答的题型，有一定的实际意义，因此，此类题型受到中考的青睐．