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8. 某同学利用如图5.3-8所示的装置做了探究凸透镜成像的规律的实验，利用LED组成发光体替代蜡烛进行实验。
（1）实验前，他把凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，再将光屏和发光体分别放在凸透镜的两侧，调节发光体、凸透镜和光屏，使它们的中心在
（2）他将发光体移动到光具座上20 cm刻度线处。当光屏在65 cm刻度线处时，光屏上呈现出发光体清晰的像，该像是倒立、
（3）接下来他保持发光体和光屏的位置不变，只改变凸透镜的位置，凸透镜在
（4）将凸透镜放回50 cm刻度线处，再将发光体移到光具座上45 cm刻度线处，并左右移动光屏，光屏上始终不能得到发光体清晰的像，此时他应从凸透镜的
（1）实验前，他把凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，再将光屏和发光体分别放在凸透镜的两侧，调节发光体、凸透镜和光屏，使它们的中心在
同一水平高度
。（2）他将发光体移动到光具座上20 cm刻度线处。当光屏在65 cm刻度线处时，光屏上呈现出发光体清晰的像，该像是倒立、
缩小
（选填“放大”或“缩小”）的实像，生活中照相机
（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）应用了这一成像规律。（3）接下来他保持发光体和光屏的位置不变，只改变凸透镜的位置，凸透镜在
35
（选填“40”“35”或“30”）cm刻度线处时，他能在光屏上再一次观察到发光体清晰的像。（4）将凸透镜放回50 cm刻度线处，再将发光体移到光具座上45 cm刻度线处，并左右移动光屏，光屏上始终不能得到发光体清晰的像，此时他应从凸透镜的
右
（选填“左”或“右”）侧通过透镜向左
（选填“左”或“右”）观察，才能看到发光体的虚像。此实验现象说明了放大镜
（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点。答案
（1）同一水平高度 （2）缩小 照相机 （3）35 （4）右 左 放大镜
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律的实验操作与应用，需结合物距、像距的关系分析成像特点，利用光路可逆解决第三问，明确虚像的观察方法。
（1）实验前调节三者中心在同一高度，目的是让像成在光屏中央，是实验基本要求；
（2）计算物距、像距，根据物距与像距的大小关系判断成像特点，对应生活中的应用；
（3）利用光路可逆原理，互换物距和像距可再次成清晰像，据此确定凸透镜位置；
（4）根据物距与焦距的关系判断成像类型，明确虚像的观察方向及对应应用。
【解析】
（1）实验前，为使像成在光屏中央，需调节发光体、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度。
（2）发光体在20cm刻度线处，凸透镜在50cm刻度线处，物距$u=50cm-20cm=30cm$；光屏在65cm刻度线处，像距$v=65cm-50cm=15cm$。因为$u＞v$，根据凸透镜成像规律，当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，生活中照相机应用了这一规律。
（3）保持发光体和光屏位置不变，总距离为$30cm+15cm=45cm$。根据光路可逆原理，新物距等于原像距（15cm）时，光屏上会再次成清晰像，因此凸透镜位置为$20cm+15cm=35cm$刻度线处。
（4）发光体移到45cm刻度线处，物距$u=50cm-45cm=5cm$，此时$u＜f$，成正立、放大的虚像，虚像与发光体在凸透镜同侧，需从凸透镜右侧向左观察，这是放大镜的成像特点。
【答案】
（1）同一水平高度 （2）缩小；照相机 （3）35 （4）右；左；放大镜
【知识点】
凸透镜成像规律；光路可逆
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，涵盖实验操作要求、成像特点判断、光路可逆应用及虚像观察，是凸透镜成像知识点的基础综合考查，需熟练掌握相关规律与原理。
【难度系数】
0.6
本题考查凸透镜成像规律的实验操作与应用，需结合物距、像距的关系分析成像特点，利用光路可逆解决第三问，明确虚像的观察方法。
（1）实验前调节三者中心在同一高度，目的是让像成在光屏中央，是实验基本要求；
（2）计算物距、像距，根据物距与像距的大小关系判断成像特点，对应生活中的应用；
（3）利用光路可逆原理，互换物距和像距可再次成清晰像，据此确定凸透镜位置；
（4）根据物距与焦距的关系判断成像类型，明确虚像的观察方向及对应应用。
【解析】
（1）实验前，为使像成在光屏中央，需调节发光体、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度。
（2）发光体在20cm刻度线处，凸透镜在50cm刻度线处，物距$u=50cm-20cm=30cm$；光屏在65cm刻度线处，像距$v=65cm-50cm=15cm$。因为$u＞v$，根据凸透镜成像规律，当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，生活中照相机应用了这一规律。
（3）保持发光体和光屏位置不变，总距离为$30cm+15cm=45cm$。根据光路可逆原理，新物距等于原像距（15cm）时，光屏上会再次成清晰像，因此凸透镜位置为$20cm+15cm=35cm$刻度线处。
（4）发光体移到45cm刻度线处，物距$u=50cm-45cm=5cm$，此时$u＜f$，成正立、放大的虚像，虚像与发光体在凸透镜同侧，需从凸透镜右侧向左观察，这是放大镜的成像特点。
【答案】
（1）同一水平高度 （2）缩小；照相机 （3）35 （4）右；左；放大镜
【知识点】
凸透镜成像规律；光路可逆
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，涵盖实验操作要求、成像特点判断、光路可逆应用及虚像观察，是凸透镜成像知识点的基础综合考查，需熟练掌握相关规律与原理。
【难度系数】
0.6
9. 某同学在探究凸透镜成像的规律的实验中发现，像的高度与像距、物距之间存在一定的关系。为了进一步探究，他将高度为5 cm的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验。下表是他实验时记录的几组数据。
根据表中数据，完成下列问题。
（1）该凸透镜的焦距为
（2）从表中的数据可以看出：当像距小于物距时，像的高度与物体的高度的比值
（3）他通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距的比值之间的具体关系，结论是
根据表中数据，完成下列问题。
（1）该凸透镜的焦距为
10
cm。（2）从表中的数据可以看出：当像距小于物距时，像的高度与物体的高度的比值
小于
（选填“大于”或“小于”）1；当像距大于物距时，像的高度与物体的高度的比值大于
（选填“大于”或“小于”）1。（3）他通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距的比值之间的具体关系，结论是
像高与物高的比值和像距与物距的比值相等
。答案
（1）10 （2）小于 大于 （3）像高与物高的比值和像距与物距的比值相等
解析
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析表格数据：首先利用“物距等于2倍焦距时，成倒立等大实像，此时像距也等于2倍焦距”的规律求焦距；再通过计算像高与物高、像距与物距的比值，对比两者关系判断像距和物距的关系对比值的影响；最后归纳多组数据中两个比值的关系得出结论。
【解析】
（1）根据凸透镜成像规律：当物距$u=2f$时，成倒立、等大的实像，此时像距$v=2f$。观察表格，当物距$u=20\ \mathrm{cm}$时，像距$v=20\ \mathrm{cm}$，物体高度和像高度均为$5\ \mathrm{cm}$，说明此时成等大实像，因此$2f=20\ \mathrm{cm}$，解得焦距$f=10\ \mathrm{cm}$。
（2）计算各组比值：
当像距小于物距时（如物距$35\ \mathrm{cm}$，像距$14\ \mathrm{cm}$），像高与物高的比值为$\frac{2}{5}=0.4$，像距与物距的比值为$\frac{14}{35}=0.4$，此时比值小于1；
当像距大于物距时（如物距$15\ \mathrm{cm}$，像距$30\ \mathrm{cm}$），像高与物高的比值为$\frac{10}{5}=2$，像距与物距的比值为$\frac{30}{15}=2$，此时比值大于1；
因此，当像距小于物距时，像高与物体高度的比值小于1；当像距大于物距时，比值大于1。
（3）对比所有组数据，可发现每组中像高与物高的比值都等于像距与物距的比值，因此结论为：像高与物高的比值和像距与物距的比值相等。
【答案】
（1）10；（2）小于；大于；（3）像高与物高的比值和像距与物距的比值相等
【知识点】
凸透镜成像规律，凸透镜成像比例关系
【点评】
本题通过实验数据考查凸透镜成像规律的应用，需要学生具备数据分析和归纳总结能力，重点掌握物距、像距与像高、物高的关系，是凸透镜成像规律的典型应用题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析表格数据：首先利用“物距等于2倍焦距时，成倒立等大实像，此时像距也等于2倍焦距”的规律求焦距；再通过计算像高与物高、像距与物距的比值，对比两者关系判断像距和物距的关系对比值的影响；最后归纳多组数据中两个比值的关系得出结论。
【解析】
（1）根据凸透镜成像规律：当物距$u=2f$时，成倒立、等大的实像，此时像距$v=2f$。观察表格，当物距$u=20\ \mathrm{cm}$时，像距$v=20\ \mathrm{cm}$，物体高度和像高度均为$5\ \mathrm{cm}$，说明此时成等大实像，因此$2f=20\ \mathrm{cm}$，解得焦距$f=10\ \mathrm{cm}$。
（2）计算各组比值：
当像距小于物距时（如物距$35\ \mathrm{cm}$，像距$14\ \mathrm{cm}$），像高与物高的比值为$\frac{2}{5}=0.4$，像距与物距的比值为$\frac{14}{35}=0.4$，此时比值小于1；
当像距大于物距时（如物距$15\ \mathrm{cm}$，像距$30\ \mathrm{cm}$），像高与物高的比值为$\frac{10}{5}=2$，像距与物距的比值为$\frac{30}{15}=2$，此时比值大于1；
因此，当像距小于物距时，像高与物体高度的比值小于1；当像距大于物距时，比值大于1。
（3）对比所有组数据，可发现每组中像高与物高的比值都等于像距与物距的比值，因此结论为：像高与物高的比值和像距与物距的比值相等。
【答案】
（1）10；（2）小于；大于；（3）像高与物高的比值和像距与物距的比值相等
【知识点】
凸透镜成像规律，凸透镜成像比例关系
【点评】
本题通过实验数据考查凸透镜成像规律的应用，需要学生具备数据分析和归纳总结能力，重点掌握物距、像距与像高、物高的关系，是凸透镜成像规律的典型应用题型。
【难度系数】
0.5
