24.小金和小玲在学习了凸透镜成像的知识后,进一步探究凸透镜成实像时像距的变化规律,她们分别在光具座上进行实验。每次实验时,她们先固定发光物体与光屏的距离,再通过移动凸透镜的位置,使光屏上得到清晰的像,表一、表二分别记录了她们通过实验获得的部分数据。
表一:小金的实验数据(焦距:12cm) |
序 号 |
物屏距离(cm) |
物距 (cm) |
像距 (cm) |
像距和物距的差值(cm) |
1 |
64 |
16 |
48 |
32 |
2 |
52 |
19 |
33 |
14 |
3 |
49 |
22 |
27 |
5 |
4 |
50 |
30 |
20 |
-10 |
表二:小玲的实验数据(焦距:15cm) |
序 号 |
物屏距离(cm) |
物距 (cm) |
像距 (cm) |
像距和物距的差值(cm) |
5 |
90 |
19 |
71 |
52 |
6 |
69 |
22 |
47 |
25 |
7 |
61 |
28 |
33 |
5 |
8 |
62 |
35 |
27 |
-8 |
(1)分析比较表一(或表二)中像距随物距的变化关系可初步得出:同一凸透镜成实像时,
。
(2)分析比较序号
中的数据可初步得出:不同凸透镜成实像且物距相同时,凸透镜的焦距越大,像距也越大。
(3)进一步综合分析比较序号1、2、3(或4、5、6)中“像距和物距的差值”随“物屏距离”的变化关系可初步得出:同一凸透镜成实像时,
。
(4)根据(3)的初步结论,并基于序号4和8中“像距和物距的差值”变为负值的事实,可以做出如下推理:凸透镜成实像时,物屏距离存在一个最小值,此时
。
表三:实验设计 |
实验 序号 |
焦距 (cm) |
物屏距离 (cm) |
物距 (cm) |
像距 (cm) |
9 |
|
|
/ |
/ |
10 |
|
|
/ |
/ |
两位同学猜想这一“最小值”可能与凸透镜的焦距存在某种关系,为了验证猜想,她们决定用上述实验器材继续探究。请在表三的第二、第三列中填入她们拟进行实验的数据,以达到研究目的。