問題詳情:
在“驗*凸透鏡成像規律”實驗中,某小組同學利用焦距10cm的凸透鏡,高為3cm的發光體,光屏和光具座進行實驗,將觀察到的像、測得的物距u、像距v以及所成像的高h像分別記錄在表中,為了進一步研究,他們進行了一些適量的運算,將結果分別記錄在表的後兩列中.
實驗序號 | 物距u/cm | 像距v、cm | 像的倒正 | 像高h像/cm | 像距與物 距之比(v/u) | 物距與像距之 和(u+v)(cm) |
1 | 60.0 | 12.0 | 倒立 | 0.60 | 0.20 | 72.0 |
2 | 50.0 | 12.5 | 倒立 | 0.75 | 0.25 | 62.5 |
3 | 30.0 | 15.0 | 倒立 | 1.50 | 0.50 | 45.0 |
4 | 18.0 | 22.5 | 倒立 | 3.75 | 1.25 | 40.5 |
56 | 16.0 | 26.7 | 倒立 | 5.00 | 1.67 | 42.7 |
6 | 14.0 | 35.0 | 倒立 | 7.50 | 2.50 | 49.0 |
(1)首先,他們初步得到凸透鏡成像的規律:
①由實驗序號1﹣3的數據,可得結論 ;
②由實驗序號4﹣6的數據,可得結論 .
(2)他們繼續分析數據,得到
①根據實驗序號1﹣6的數據,分析比較像距v隨物距u的變化情況及相關條件,可得出的初步結論是:凸透鏡成像時, .
②根據實驗序號1﹣6的數據,分析比較像高h像與v/u的變化情況及相關條件,可得出的初步結論是:凸透鏡成像時, .
③該小組同學繼續利用表中的數據及相關條件,分析、歸納得出結論:
(a)根據實驗序號1﹣3的數據,分析比較物距變化量△u與像距變化量△v的大小關係及成像情況,可得出的初步結論是: ;
(b)根據實驗序號1﹣6的數據,分析比較物距u變化時,h像、u+v的變化情況,可得出得初步結論是: .
【回答】
【考點】凸透鏡成像規律及其探究實驗.
【分析】(1)分析表格中的數據時,通過指定的幾組數據,查找相同點,比較不同點,從而歸納出結論;
(2)逐一分析實驗數據,在分析表格中數據時,要注意分析物距的變化、像距的變化及成像特點的變化,根據題目要求,結合數據找出數量關係,同時要注意像距與物距與焦距之間的關係.
【解答】解:(1)①實驗序號1﹣3的數據中,物距均大於2f(20cm),像高均小於物高(3cm)即成縮小的像,像距均在一倍焦距與二倍焦距(10cm﹣20cm)之間,可得出:當u>2f時,成倒立、縮小的實像,f<v<2f;
②實驗序號4﹣6的數據中,物距均介於f與2f(10cm﹣20cm)之間,像高均大於物高(3cm)即成放大的像,像距均大於二倍焦距(20cm),可得出:當f<u<2f時,成倒立、放大的實像,v>2f;
(2)①根據實驗序號1﹣6的數據,物距u越小,像距v越大,反之像距則越小,可得結論:像距v隨物距u的減小而增大;
②根據實驗序號1﹣6的數據,每組數據中像高與物高的比值均等於像距與物距的比值,可得結論:像高h與物高的比值等於像距與物距的比值;
③(a)實驗序號1﹣3的數據中,物距大於二倍焦距(20cm),第1到2、第2到3次的物距變化量分別是10cm、20cm,對應的像距變化量為0.5cm、2.5cm,可得結論:當物距大於二倍焦距時,物距變化量△u大於像距變化量△v;
(b)實驗序號1﹣6的數據中,物距u均大於f(10cm),從1﹣6實驗中,物距逐漸變小(60cm﹣14cm),像高越來越大(0.6cm﹣7.5cm)即像越來越大,可得:物距越小,像越大;由表格可知,從第一次實驗到第六次實驗數據中,物距依次增大,物距與像距的和(u+v)依次為:72.0cm;62.5cm;45.0cm;40.5cm;42.7cm;49cm;分析可知:物距與像距的和(u+v)先變小後變大.
故*為:(1)①當u>2f時,成倒立、縮小的實像,f<v<2f;②當f<u<2f時,成倒立、放大的實像,v>2f;(2)①像距v隨物距u的減小而增大;②像高h與物高的比值等於像距與物距的比值;③(a)當物距大於二倍焦距時,物距變化量△u大於像距變化量△v;(b)當物體成實像時,物距越小,像越大,物距與像距的和(u+v)先變小後變大.
【點評】本題考查的是“驗*凸透鏡成像規律”實驗,關鍵是會分析實驗數據,得出相關結論.
知識點:凸透鏡成像的規律
題型:實驗,探究題