Question

【題目】實驗桌上有光具座焦距為10cm的凸透鏡、F形LED燈（作為物體）、光屏、制度尺，如圖所示。現利用上述器材做實驗證明：凸透鏡焦距一定時，物距u越小，物體所成實像中的高度h越大。

(1)實驗步驟如下，請補充完整：

①將F形LED燈凸透鏡和光深從左到右依次固定在光具座的滑塊上，將三者的中心_________；

②將F形LED燈移至20cm刻度線處，打開LED燈，移動光屏并在光屏上觀察到LED燈清晰的像，用刻度尺測量像的高度h，將物距u與h記錄在表格中；

③_______________________________。

(2)在本次實驗中，F形LED燈在光具座上移動的范圖為_______________cm；

(3)畫出實驗數據記錄表格。

（__________________）

Answer 1

【答案】位于同一高度 改變物距的大小，重復實驗步驟② 見解析

【解析】

(1)[1][2]為了使像成在光屏上的正中央，應使三者的中心位于同一高度處，即透鏡的主光軸上。為了尋找普遍規律，應進行多次實驗，所以要改變物距的大小，重復實驗步驟②。

(2)[3]凸透鏡固定在50cm刻度處，LED燈經凸透鏡需要成實像。由圖可知，最大像距是，已知透鏡焦距為，根據凸透鏡成像規律可得

代入數據可得

解得。LED燈與透鏡最小距離是12.5cm，即在光具座37.5cm刻度處。物距減小，像距將大于50cm，光具座太短，光屏上無法呈現清晰的像；當LED燈在光具座零刻度處，即物距為時，由上同理可得，像距，即在光具座62.5cm刻度處，此光具座可以滿足實驗。所以LED燈在光具座上移動的范圖為。

(3)[4]實驗中需要記錄的實驗數據是物距的大小和實像的高度，記錄表格如圖所示：

實驗次數	1	2	3
物距u/cm
實像的高度h/cm