为了“探究凸透镜成实像的规律”,某小组同学利用三个焦距不同的凸透镜(f1<f2<f3)、同一发光体、光屏和光具座等进行实验.他们分别用三个凸透镜进行了三组实验,实验步骤和操作均正确,并将每次实验的物距u、像距v以及所成像的大小情况等分别记录在表一、二、三中.
表一(凸透镜焦距为f1)
实验 序号 | 物距u (厘米) | 像距v (厘米) | 成像 情况 |
1 | 20.0 | 20.0 | 等大 |
2 | 30.0 | 15.0 | 缩小 |
3 | 50.0 | 12.5 | 缩小 |
实验 序号 | 物距u (厘米) | 像距v (厘米) | 成像 情况 |
4 | 24.0 | 24.0 | 等大 |
5 | 30.0 | 20.0 | 缩小 |
6 | 48.0 | 16.0 | 缩小 |
实验 序号 | 物距u (厘米) | 像距v (厘米) | 成像 情况 |
7 | 30.0 | 30.0 | 等大 |
8 | 45.0 | 22.5 | 缩小 |
9 | 60.0 | 20.0 | 缩小 |
②分析比较实验序号________数据中物距u与像距v变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:不同的凸透镜成实像时,物距相同,像距随焦距增加而增大.
③进一步分析比较各表中的数据,寻找物距、像距与成像大小的联系,归纳得出初步的结论.
(a) 分析比较实验序号2、3、5、6、8、9,可归纳得出初步的结论:物体在凸透镜中成缩小的实像时,________.
(b) 分析比较实验序号1、4、7及相关条件,可归纳得出初步的结论:________.
同一凸透镜成实像时,物距增大,像距减小 2与5与7 物距大于像距 不同的凸透镜成等大的像时,像距等于物距,且像距、物距随焦距增加而增大
凸透镜成实像时,物距增大,像距减小.
从表格中找相同的物距,焦距增大时,像距增大的几组数据.
凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像.
解答:①实验序号1与2与3或4与5与6数据中,光屏上得到的都是实像,所以同一凸透镜成实像时,物距增大,像距减小.
②不同的凸透镜成实像时,物距相同,实验2与5与7,物距都是30cm,焦距增大,像距增大.
③(a) 实验序号2、3、5、6、8、9,物体在凸透镜中都成缩小的实像时,物距大于像距.
(b) 实验序号1、4、7,不同焦距的凸透镜,物距等于像距,凸透镜都成等大的实像,并且焦距增大,物距和像距同时增大.所以不同的凸透镜成等大的像时,像距等于物距,且像距、物距随焦距增加而增大.
故答案为:①同一凸透镜成实像时,物距增大,像距减小;②2与5与7;
③(a)物距大于像距;(b)不同的凸透镜成等大的像时,像距等于物距,且像距、物距随焦距增加而增大.
点评:本题涉及到物距、像距、焦距、探究任何两者之间的关系时,控制好第三者.