Question

10．如圖，在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，各組使用相同的焦距的凸透鏡進行實驗．小華所在的小組實驗操作規范，測量準確，該小組實驗記錄如表：

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質
1	12.00	24.00	倒立，放大，實像
2	16.00	16.00	倒立，等大，實像
3	20.00	13.33	倒立，縮小，實像
4	30.00	10.91	倒立，縮小，實像

（1）請你根據上表信息，求出凸透鏡的焦距f=8.00cm，在實驗中，我們需要讓蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度；
（2）分析數據可知，在一定范圍內物體到凸透鏡的距離越近，光屏上像的大小就越大，同時發現像到凸透鏡的距離就越遠；
（3）對于焦距相同的凸透鏡，一個物距應該對應唯一的像距，但從各組匯報數據中發現，物距均為12.00cm時，有三個小組所測像距分別為23.00cm，24.00cm，26.00cm．若他們的數據差別不是因為長度測量誤差導致的，你認為出現這種情況的操作原因是光屏上沒有成清晰的像就進行了測量．

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規律，知道當物距等于2倍焦距時，成倒立、等大的實像，此時像距也為2倍焦距．所以在表格中找到成倒立等大實像的情況，便可以根據物距或像距計算出焦距了．在實驗中，為了讓像成在光屏的中央，需要讓蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度；
（2）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規律，特別是像距與物距的關系：物近像遠像變大，物遠像近像變小．
（3）要解決此題，需要知道確定像的位置．在實驗中要移動光屏，直到光屏上出現清晰的像為止．

解答 解：（1）由第二次實驗可知，當物距等于16.00cm時，像距也等于16.00cm，并且此時成倒立、等大的實像．
根據凸透鏡成像的規律，此時物距、像距都等于2倍焦距．所以f=8.00cm；
在實驗中，為了讓像成在光屏的中央，需要讓蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度；
（2）物體到凸透鏡的距離越近，物距減小，所以像距增大，像越大，因此光屏應遠離凸透鏡．
（3）像的位置應該是像最清晰的位置．各小組的像距不同的原因，可能是有的小組光屏上的像不是最清晰的時候測量的．
故答案為：（1）8.00；同一高度；（2）大；遠；（3）光屏上沒有成清晰的像就進行了測量．

點評 此題主要考查了有關凸透鏡成像的運用，首先要熟練掌握成像規律的內容，同時考查了凸透鏡對光的作用，把物體放到焦點觀察像，這也是課本中沒有涉及到的問題．同時考查了像距的測量要求，一定要使光屏上的像最清晰的時候進行測量．