3. 小刚利用水透镜进行了“探究凸透镜成像的规律”实验，他先测量水透镜的焦距，然后完成三组实验；再改变水透镜的焦距重复上述实验，得到的实验数据如下表所示。

(1)表中“▲”处应填。
(2)分析表中数据，可初步得出结论。
①对比实验序号1、2、3的数据可知：凸透镜的焦距不变时，物距越大，像距越，像的大小越。
②对比实验序号1、4的数据可知：物距不变时，凸透镜的焦距越大，像距越，像的大小越。
(3)由(2)中结论可以得出：物距与像距之比越大，像的大小越。

3. (1)放大
(2)①小 小 ②大 大
(3)小

【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律，运用控制变量法分析表格数据：首先明确凸透镜成像的核心规律：①焦距不变时，物距增大，像距减小，像变小；②物距不变时，焦距增大，像距增大，像变大；③当像距大于物距时成放大像，像距小于物距时成缩小像。解题时先确定每个问题的变量，再对比对应实验数据得出结论。
【解析】
(1) 实验4中，水透镜焦距f=16cm，二倍焦距为32cm，物距u=30cm，满足f＜u＜2f，此时像距v=34cm＞2f，根据凸透镜成像规律，成倒立放大的实像，故▲处填放大。
(2) ①对比实验1、2、3，焦距均为14cm（不变），物距依次为30cm、40cm、60cm（逐渐增大），像距依次为26cm、22cm、18cm（逐渐减小），像的大小从缩小的大状态变为小状态，因此：焦距不变时，物距越大，像距越小，像的大小越小。
②对比实验1、4，物距均为30cm（不变），焦距从14cm变为16cm（增大），像距从26cm变为34cm（增大）；实验1像为缩小，实验4像为放大，因此：物距不变时，焦距越大，像距越大，像的大小越大。
(3) 计算各实验物距与像距的比值：实验1（30/26≈1.15）、实验2（40/22≈1.82）、实验3（60/18≈3.33）、实验5（40/27≈1.48）、实验6（60/22≈2.73）时像均为缩小；实验4（30/34≈0.88）时像为放大。可见比值越大，像越小。
【答案】
(1)放大；(2)①小、小；②大、大；(3)小
【知识点】
凸透镜成像规律、物距像距关系
【点评】
本题通过实验数据考查凸透镜成像规律的应用，重点训练学生运用控制变量法分析实验数据的能力，需结合成像规律判断像的大小，难度适中。
【难度系数】
0.6