Question

【题目】某小组同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，记下所用凸透镜的焦距，按正确的方法安装和调节好实验装置。他们在光具座上先固定焦距为fl=0.1米的凸透镜，按表一中的物距u依次进行实验，每次都使光屏上烛焰的像最清晰，他们用物体的高和光屏上像的高分别代表物体和像的大小，并将相应的像距v、成像情况记录在表一中。然后他们换用焦距为f2=0.12米的凸透镜，重复上述实验，并将数据记录在表二中。

（1）分别比较实验序号1或5中的物距u与各自凸透镜焦距的大小关系，及成像情况，可得出的初步结论是：当_________时，光屏上不成像。

（2）分析比较实验序号2与3与4（或6与7与8）数据中的物距u与像距v及所成像的变化关系，可得出的初步结论是：________________。

（3）分析比较实验序号________数据中的物距u与像距v的关系及成像情况，可得出的初步结沦是：不同的凸透镜，当它们成实像时，物距相同，像距和所成的像随焦距的增大而增大。

（4）小组同学发现实验序号3和7中的像高和物高都相同，他们分析了凸透镜的焦距、物距和像距三者满足________________时，像和物大小相同。

（5）该小组继续思考发现，可以再改变部分实验器材来使得上述实验结论更加具有普遍性，请设计一个表格来进行相关实验__________。

Answer 1

【答案】物距小于焦距 物距增大，像距减小，像变小 2与6（或3与7，4与8） 物距等于像距等于二倍焦距 见解析

【解析】

（1）实验1中，凸透镜焦距为0.1m，物距为0.05m；实验2中焦距为0.12m，物距为0.06m，两次实验时的物距都小于焦距，在光屏上都不能成像。

所以分别比较实验序号1或5中的物距u与各自凸透镜焦距的大小和成像情况，可得出的初步结论是：当物距小于焦距时，光屏上不成像。

（2）分析比较实验序号2与3与4（或6与7与8）数据，当实验中的物距u逐渐增大时，像距v逐渐减小，且所成像也变小，可得出的初步结论是：物距增大，像距减小，像变小。

（3）分析比较实验序号2与6（或3与7，4与8）数据知，物距u相等，而表2中实验时所用的凸透镜焦距大，成像时像距v也较表1更大，且成像也更大，故可得出的初步结沦是：不同的凸透镜，当它们成实像时，物距相同，像距和所成的像随焦距的增大而增大。

（4）实验序号3和7中的像高和物高都相同，分析了凸透镜的焦距、物距和像距关系知，实验3中：，实验7中：，所以像高和物高都相同的条件为，即三者满足：物距等于像距等于二倍焦距时，像和物大小相同。

（5）为了使上述实验结论更加具有普遍性，应改变凸透镜的焦距（），同时换用不同高度的物体（高为0.06cm），使物距小于焦距、位于一倍到二倍焦距之间、等于二倍焦距、大于二倍焦距分别进行实验。设计表格如下：