Question

小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材，探究凸透鏡成像的規律．
（1）如圖所示，將凸透鏡正對著太陽光，把光屏置于另一側，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現一個

最小、最亮

 的光斑，測得凸透鏡的焦距是

10

 cm．
（2）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調到同一高度，無論怎樣移動光屏，都不能得到清晰的像原因可能是

蠟燭在焦距以內

．
（3）實驗一段時間蠟燭變短，要使燭焰像仍然成在光屏的中心，應將光屏向

上

移動．
（4）小明在“探究凸透鏡成像規律的實驗”中發現像高與像距、物距之間有一定的關系，為了進一步探究，他將5cm長的發光體放在一個豎直支架上作為光源進行實驗．
下表是小明同學實驗時記錄的幾組數據：

實驗次數	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

根據表中數據，完成下列問題：
①從表中的數據可以看出，當像距小于物距時，像高與物高的比值

小于

1（選填“大于”或“小  于”）；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”）．
②小華通過進一步分析實驗數據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．他的結淪是

像高與物高的比值和像距與物距的比值相等

．

Answer 1

分析：（1）焦點和焦距的概念：平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可．
（2）當物距小于焦距時，凸透鏡成放大、正立的虛像．虛像不能成在光屏上．
（3）根據凸透鏡成倒立的實像可知，若成的像靠近光屏的上方，可以相對于凸透鏡向上移動蠟燭，即向上移動蠟燭或向下移動凸透鏡，使成的像向下移動．或者直接向上移動光屏．這樣都可以使像成在光屏的中央．
（4）①根據當像距小于物距時，像高與物高的比值可得出結論；同理，根據當像距大于物距時，像高與物高的比值可得出結論．
②根據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

解答：解：（1）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經凸透鏡后將會聚在焦點．所以把光屏置于另一側，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現一個最小、最亮的光斑．這個光斑便為焦點；故凸透鏡的焦距是40cm-30cm=10cm．
（2）蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調到同一高度，仍不能得到清晰的像，這說明蠟燭在焦距以內．
（3）實驗一段時間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實像，所以成的像將靠近光屏的上方，故應向上移動光屏．
（4）①因1、2次實驗中像距小于物距，則

2

5

＜1，

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，

30

15

=2＞1，

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．
②第1次實驗中像高與物高的比值：

2

5

，像距與物距的比值：

14

35

=

2

5

，
2次實驗中像高與物高的比值：

2.5

5

=

1

2

，像距與物距的比值：

15

30

=

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：

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．
故答案為：像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．
故答案為：（1）最小、最亮；10；（2）蠟燭在焦距以內；（3）上；（4）①小于；大于；②像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．

點評：此題主要考查了粗略測量凸透鏡焦距的方法，關鍵是掌握焦點和焦距的概念，同時考查了實驗過程中經常出現問題，在平時遇到問題要善于分析，總結規律．