4.某小組同學(xué)在做“驗證凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中:
(1)在實驗前,首先觀察并記下凸透鏡的焦距.
(2)小組同學(xué)將選取兩個不同的凸透鏡(f1=10厘米,f2=12厘米)進行實驗,他們首先在光具座上,將器材安裝好,調(diào)整發(fā)光物、透鏡和光屏的中心大致在同一高度.不斷改變透鏡與發(fā)光物間的距離,并移動光屏找清晰的像,所獲得數(shù)據(jù)記錄在表一、表三中.但是他們在第二次實驗時,卻始終無法在光屏上找到像,而當(dāng)撤去光屏,發(fā)現(xiàn)從光屏這一側(cè)透過凸透鏡卻能看到像,于是他們將成像情況記錄在表二中.
表一  f1=10厘米 表二    f1=10厘米表三    f2=12厘米
實驗
序號
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
成像
情況
實驗
序號
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
成像
情況
實驗
序號
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
成像
情況
115.030.0放大48.0/很大715.060.0放大
220.020.0等大56.0/較大824.024.0等大
324.017.0縮小64.0/稍大960.015.0縮小
(3)分析比較實驗序號1、7(或3、8)的數(shù)據(jù),可得出的初步結(jié)論是:不同凸透鏡成實像時,物距相同,像距隨焦距的增大而增大.
(4)分析比較表一或表三中的物距u與像距v變化情況及成像情況,可得出的初步結(jié)論是:當(dāng)凸透鏡成實像時,像距及所成的像隨物距的增大而減小.
(5)分析比較表二中物距u的變化與成像情況,可得出的初步結(jié)淪是:當(dāng)物距小于焦距時,成放大的虛像,且虛像的大小隨物距的減小而減�。�
(6)實驗結(jié)束整理器材前發(fā)現(xiàn),光屏上有教室窗子的像,這時窗子離凸透鏡的距離與凸透鏡
焦距之問的關(guān)系是:物距大于二倍焦距,窗子在光屏上成一個倒立的實像(選填:“倒立”或“正立”).這與我們生活中的照相機原理相同(選填:“照相機”或“幻燈機”
或“放大鏡”).

分析 (1)實驗前要觀察并記錄凸透鏡的焦距,便于比較物距和焦距的關(guān)系,總結(jié)成像規(guī)律;
(2)在光具座將器材安裝好,要知道在實驗中,為使?fàn)T焰的像能成在光屏的中心,需要調(diào)整凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心位置跟燭焰中心的位置大致在同一高度.
(3)要得出“不同凸透鏡成實像時,物距相同,像距隨焦距的增大而增大”必須保證數(shù)據(jù)中的物距相同,透鏡的焦距不同,比較像距和焦距的關(guān)系;
(4)比較表一或表三中的物距u與像距v變化關(guān)系及成像情況,找出相同因素和不同因素,結(jié)合像和像距的大小得出相應(yīng)的結(jié)論;
(5)分析比較表二中物距u和焦距f變化關(guān)系及成像情況,找出虛像大小與物距大小的關(guān)系;
(6)物體到凸透鏡的距離大于2倍焦距的時候,在凸透鏡另一側(cè)的光屏上成一個縮小的像,是照相機的原理.

解答 解:(1)實驗前應(yīng)該首先觀察并記下凸透鏡的焦距,可以方便描述物距與像距.
(2)在光具座將器材安裝好;為使?fàn)T焰的像能成在光屏的中心,需要調(diào)整凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心位置跟燭焰中心的位置大致在同一高度;
(3)分析比較1與7(或3與8)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):凸透鏡的焦距不同,成實像時,盡管物距相同,但是焦距大的,像距也大.
(4)分析比較表一或表三中的物距u與像距v變化關(guān)系及成像情況,發(fā)現(xiàn):成的都是實像時,物距越大,像距反而越小,因此得出的結(jié)論是:當(dāng)凸透鏡成實像時,像距及所成的像隨物距的增大而減�。�
(5)分析比較表二中物距u和焦距f變化關(guān)系及成像情況,物距小于焦距,成的都是虛像,像是放大的,物距越小,像越小,因此得出的結(jié)論是:當(dāng)物距小于焦距時,成放大的虛像,且虛像的大小隨物距的減小而減小.
(6)光屏上有教室窗子的像,在凸透鏡另一側(cè)的光屏上成一倒立、縮小的像,則說明u>2f,是照相機的工作原理.
故答案為:(1)焦距;(2)光具座;同一高度;(3)1與7(或3與8);(4)當(dāng)凸透鏡成實像時,像距及所成的像隨物距的增大而減�。唬�5)當(dāng)物距小于焦距時,成放大的虛像,且虛像的大小隨物距的減小而減�。唬�6)大于;倒立;照相機.

點評 此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律,考查了學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析、歸納、總結(jié)結(jié)論的能力,這種考查對于學(xué)生來講是有一定難度的,要求認(rèn)真分析,通過數(shù)據(jù)找出新的規(guī)律,需要有敏銳的觀察能力和系統(tǒng)的歸納總結(jié)能力.

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