Question

（1）李明小组在“探究凸透镜成像的规律”实验前，首先要利用

 

和

 

测出一凸透镜的焦距．做这个实验时，为了使像能成在光屏的中央，应先调节好

 

和

 

的高度，使它们的中心跟

 

的中心大致在同一高度．
（2）实验中，他们选用一个焦距为10cm的凸透镜．用一烛焰放在距此凸透镜左侧22cm处，则通过透镜可以成一个

 

（选填“放大”或“缩小”）、

 

（选填“正立”或“倒立”）的

 

（选填“实”或“虚”）像．
（3）实验中，他们还发现当物距在10cm＜u＜20cm之间取不同数值时，虽然都成放大的像，但像的大小并不相同．于是他们对这一现象进行研究，探究过程如下：
（A）他们提出“像大小与什么因素有关”的探究课题．
（B）李明提出“像的大小可能与物距有关”．
（C）他们作如下设计：选用一个焦距为10cm的凸透镜，选用市售圣诞音乐贺卡中的红色发光二极管作为物体，物距从11cm开始，每隔1cm选取一数据记录点．
（D）量出红色发光二极管的高度（即物体的大小）．
（E）实验中，分别取物距为11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm，在光屏上出现红色发光二极管最清晰的像时，测量像的高度，并记录相应数据．
（F）通过查阅资料，他们认识到物理学中用“线放大率”来表示物体成像时的放大倍数．“线放大率”定义为“像的高度（用字母L表示）与物体的高度（用字H母表示）的比值”．
（G）算出所记录数据中不同物距时的像的“放大率”，并由此得出相应结论．
根据以上探究过程，完成下列问题：
①科学探究活动通常包括以下要素：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作等．
与上述过程中（A）步骤相应的科学探究要素是

 

．
与上述过程中（C）步骤相应的科学探究要素是

 

．
②根据（F）步骤中对“线放大率”的定义，写出“线放大率”公式的数学表达式．“线放大率”用字母M表示，则M=

 

．
③请你帮李明小组设计一个用来记录并处理实验数据的表格．

Answer 1

分析：（1）平行光经凸透镜后会聚在焦点，由焦点到凸透镜的距离等于凸透镜的焦距；
为使像能成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度；
（2）物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的；
（3）掌握探究过程中：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作的含义．

解答：解：（1）实验前，首先要利用平行光源和刻度尺测出一凸透镜的焦距．
为了使像能成在光屏的中央，应先调节好凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度．
（2）由题意知，焦距为10cm，物距为22cm，大于2f，所以此时成倒立缩小的实像；
（3）①（A）他们提出“像大小与什么因素有关”的探究课题，应属于提出问题的过程；
（C）应属于制定计划与设计实验的过程；
②根据题意，线放大率等于像的高度与物体的高度的比值，则M=

L

H

；
③根据上述分析，实验中应测量物距、像距、物高、像高，并要有像的大小及像距与物距的比值、像高与物高的比值两项，表格如下所示：

物距（cm）	物体高度（cm）	像距（cm）	像的高度（cm）	像距/物距	像高/物高
11
12
13
14
15
16
17
18
19

故答案为：（1）平行光源；刻度尺；凸透镜；光屏；烛焰；（2）缩小；倒立；实；（3）①提出问题；制定计划与设计实验；②

L

H

；③见上表．

点评：此题考查了凸透镜焦距的测量及成像规律的掌握和应用，同时考查了对实验探究过程的掌握及实验表格的设计，设计表格在各个实验中都会应用到，既是重点也是难点，在设计时，要确定实验目的和需测量的物理量，判断表格中所填的内容．