Question

2．初二（2）班的學(xué)生在做探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，各小組采用不同的透鏡和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，展開(kāi)了競(jìng)賽．

（1）如圖甲所示，為了測(cè)出凸透鏡的焦距，小明所在組的同學(xué)讓一束平行光正對(duì)凸透鏡照射，再把光屏放在它的另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，由此測(cè)出了凸透鏡的焦距．
（2）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明用該凸透鏡觀察小紅的眼睛，看到小紅的眼睛如圖乙所示，要看到如圖A的情形，物距應(yīng)該滿足的條件是B，要看到如圖B的情形，物距應(yīng)該滿足的條件是A．
A．小于10cm     B．大于10cm且小于20cm     C．等于20cm     D．大于20cm
（3）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏安裝在光具座上如圖丙所示，要使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，應(yīng)將蠟燭向下（填“上”或“下”）調(diào)整．

（4）小華用11個(gè)紅色的發(fā)光二極管按“E”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，又用同樣的白色方格板做成光屏，實(shí)驗(yàn)裝置如圖丁所示．同學(xué)們對(duì)小華使用的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行如下評(píng)價(jià)，優(yōu)點(diǎn)是可以方便比較物與像的大小和左右關(guān)系，但也存在一定的缺陷，你認(rèn)為選擇下列哪個(gè)字母更好D．
A．A         B．B          C．H        D．P
（5）小麗組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)又得出了像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系如下表所示．他們的結(jié)論是像高與物高的比值等于像距與物距的比值．
表格中的f₁是10cm、①是30cm、②是10cm．

序號(hào)	焦距f/cm	物距u/cm	像距v/cm	物高l/cm	像高h(yuǎn)/cm
1	f1	30	15	5	2.5
2		20	20	5	5
3		15	①	5	②
4	15	30	30	5	5
5		20	60	5	15
6		18	90	5	25

Answer 1

分析 （2）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，物像在凸透鏡的異側(cè)．
u＜f，成正立、放大的虛像，物像在凸透鏡的同側(cè)來(lái)解答此題．
（3）在做凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要調(diào)整光屏凸透鏡燭焰的中心在同一高度上，這樣做的目的是使像成在光屏的中心；
（4）物距大于焦距時(shí)，凸透鏡成倒立的實(shí)像，像與物左右、上下都相反；
（5）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中的物距等于2倍焦距時(shí)，成倒立等大的實(shí)像，可求得其焦距；比較1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知表格中①處數(shù)據(jù)．
②根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系，可得出結(jié)論，據(jù)此求第三次實(shí)驗(yàn)的像高．

解答 解：
（2）因?yàn)閳DA的情形是倒立放大的實(shí)像，所以要看到如圖A的情形，由凸透鏡成像規(guī)律可知，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，即物距應(yīng)該滿足的條件是B；
圖B的情形是正立放大的虛像，所以要看到圖B的情形，由凸透鏡成像規(guī)律可知，u＜f，成正立、放大的虛像，物像在凸透鏡的同側(cè)，即物距應(yīng)該滿足的條件是A．
（3）根據(jù)圖示的光屏、凸透鏡、燭焰三者的位置關(guān)系可知，蠟燭的中心高于凸透鏡、燭焰的中心，要使像成在光屏的中心，就要使蠟燭向下調(diào)整使三者的中心在同一高度上．
（4）小華用11個(gè)紅色的發(fā)光二極管按“E”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，光源比較穩(wěn)定；用同樣的白色方格板做成光屏便于比較像與物的大小關(guān)系、左右關(guān)系，但不能比較上下關(guān)系；
A選項(xiàng)中的“A”能比較像與物的大小關(guān)系、上下關(guān)系，但不能比較左右關(guān)系；
B選項(xiàng)中B，能比較像與物的大小關(guān)系、左右關(guān)系，但不能比較上下關(guān)系；
C選項(xiàng)中H，能比較像與物的大小關(guān)系，但不能比較左右關(guān)系、上下關(guān)系；
D選項(xiàng)中的P，能比較像與物的大小關(guān)系、左右關(guān)系和上下關(guān)系；故D符合題意．
（5）①由表中第3此實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，物距等于像距，物像等大，可知，此時(shí)u=2f=20cm．則f₁=10cm．即該凸透鏡的焦距f₁=10cm．
比較1、3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第1次實(shí)驗(yàn)的像距等于第3次實(shí)驗(yàn)的物距，根據(jù)光路是可你的，第3次實(shí)驗(yàn)的相距等于第1次實(shí)驗(yàn)的物距，即表格中①處數(shù)據(jù)為30．
②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，像高與物高的比值等于像距與物距的比值，則由此可得出結(jié)論：像高與物高的比值和像距與物距的比值相等；
即$\frac{h}{l}$=$\frac{v}{u}$．
因此可得$\frac{30cm}{15cm}$=$\frac{v}{5cm}$，解得v=10cm，故表格中②處數(shù)據(jù)為10．
故答案為：（2）B；A；（3）下； （4）大��； D；（5）像高與物高的比值等于像距與物距的比值； 10；30；10．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究凸透鏡成像規(guī)律，難點(diǎn)在第（5）問(wèn)，首先根據(jù)表中信息找出該透鏡的焦距，其次是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系，同時(shí)鍛煉學(xué)生處理信息的能力．