11.(2025山东)雨过初晴,小丽发现透过附在叶片上的水珠,能看到正立放大的“叶片脉络”;而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象,她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。

(1)小丽将F形光源[如图(甲)]、凸透镜和带有刻度的光屏按图(乙)所示安装在水平光具座上,接下来她应将三者的中心调整到。
(2)调整好后,小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验,收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后,得到初步结论:随着物距不断减小,物体所成实像逐渐(选填“变大”或“变小”),且像都是(选填“正立”或“倒立”)的。
表1

(3)实验过程中,小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景,她采用下图的方式可以观察到正立放大的“F”。

(4)组间交流时,小丽发现小红的实验记录(如表2所示)中有与物体等大的像,而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像,她应调整物距在cm和cm之间反复多次实验。
表2

(5)小丽进一步对比后发现,凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是。
咨询老师后得知,两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为,凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值,她总结出凸透镜成像规律。

11. (1) 同一高度 (2) 变大 倒立 (3) (丁) (4) 15.0 23.0 (5) 由两组实验数据可知,物高均为 4.0 cm,当物距均为 15.0 cm时,小丽组实验时的像高为 8.0 cm,而小红组实验时的像高为 2.0 cm,由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关,还与凸透镜的焦距有关

【分析】
本题考查凸透镜成像规律的实验探究，需结合实验操作要求、成像规律分析各问题：
(1) 实验时调整三者中心在同一高度，是为了让像成在光屏中央，这是实验的基本操作规范；
(2) 凸透镜成实像时，遵循“物近像远像变大”的规律，且实像均为倒立，据此判断；
(3) 正立放大的像是虚像，虚像需透过透镜观察，对应正确的观察方式；
(4) 成等大实像时物距等于2倍焦距，需在接近2倍焦距的物距范围实验；
(5) 分析两组实验的变量，物距相同但焦距不同，像的特点不同，得出结论。
【解析】
(1) 为使像能成在光屏的中央，实验前应将F形光源、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度；
(2) 凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像逐渐变大，且实像都是倒立的，故填变大、倒立；
(3) 正立放大的像为虚像，虚像不能呈现在光屏上，需在光屏一侧透过凸透镜观察，对应题图中的丁方式；
(4) 凸透镜成等大实像时，物距等于2倍焦距，为找到等大的像，应调整物距在接近2倍焦距的范围，即15.0cm和23.0cm之间；
(5) 两组实验中，当物距相同时（如物距为15.0cm），凸透镜的焦距不同，所成的像大小不同，因此得出凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。
【答案】
(1) 同一高度；(2) 变大；倒立；(3) 丁；(4) 15.0；23.0；(5) 由两组实验数据可知，物高均为4.0cm，当物距均为15.0cm时，小丽组实验时的像高为8.0cm，而小红组实验时的像高为2.0cm，由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关，还与凸透镜的焦距有关
【知识点】
凸透镜成像规律；实验器材调整；虚像的观察
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，综合考查实验操作规范、成像规律的应用及实验变量分析，是初中物理光学的核心考点，需要学生熟练掌握实验细节和成像规律的本质。
【难度系数】
0.6