30. (10分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中，各组使用相同焦距的凸透镜进行实验。
(1) 小华所在的小组实验操作规范，测量准确，该小组实验记录如下表：
请你根据上表信息，求出凸透镜的焦距$f=$
(2) 小华所在的小组把蜡烛放在该凸透镜的焦点上，凸透镜固定不动，将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中，在光屏上观察到的现象是
(3) 若烛焰、凸透镜、光屏放在适当位置时恰好在光屏上成清晰的像，当凸透镜位置不变，烛焰向远离凸透镜的方向移动一小段距离时，为了在光屏上再成清晰的像，光屏应向
(4) 对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各小组汇报的数据中发现，物距均为12.00 cm时，有三个小组所测像距分别为23.00 cm、24.00 cm、26.00 cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是什么？
(1) 小华所在的小组实验操作规范，测量准确，该小组实验记录如下表：
请你根据上表信息，求出凸透镜的焦距$f=$
8
cm。(2) 小华所在的小组把蜡烛放在该凸透镜的焦点上，凸透镜固定不动，将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中，在光屏上观察到的现象是
大小不变的光斑
。(3) 若烛焰、凸透镜、光屏放在适当位置时恰好在光屏上成清晰的像，当凸透镜位置不变，烛焰向远离凸透镜的方向移动一小段距离时，为了在光屏上再成清晰的像，光屏应向
靠近
(远离/靠近)凸透镜的方向移动适当的距离。(4) 对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各小组汇报的数据中发现，物距均为12.00 cm时，有三个小组所测像距分别为23.00 cm、24.00 cm、26.00 cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是什么？
答案：30. (1) 8 (2) 大小不变的光斑 (3) 靠近 (4) 光屏上没有成清晰的像就进行了测量
解析：
【分析】
解决本题需掌握凸透镜成像的核心规律：当物距等于2倍焦距时成等大实像，此时物距等于像距；从焦点发出的光线经凸透镜后平行于主光轴；物距增大时像距减小；实验中需成清晰像后再测量像距。第(1)问利用等大实像的特点计算焦距；第(2)问结合焦点光线的传播特性分析；第(3)问依据“物远像近”规律判断；第(4)问从实验操作的规范性分析数据偏差原因。
【解析】
(1) 根据凸透镜成像规律，当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。由表格中实验②可知，u=16.00cm，v=16.00cm，即2f=16.00cm，解得f=8cm。
(2) 蜡烛在凸透镜焦点上时，烛焰发出的光线经凸透镜后平行于主光轴，因此光屏移动过程中，始终得到大小不变的光斑。
(3) 根据凸透镜成像规律，物距增大，像距减小。烛焰远离凸透镜时物距变大，像距变小，故光屏应向靠近凸透镜的方向移动。
(4) 物距相同但像距不同，排除测量误差后，原因是各小组在实验中未等光屏上成清晰的像就测量了像距，导致数据偏差。
【答案】
(1) 8 (2) 大小不变的光斑 (3) 靠近 (4) 光屏上没有成清晰的像就进行了测量
【知识点】
凸透镜成像规律、实验操作规范
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律设置问题，涵盖焦距计算、成像特点分析、实验误差分析，考查学生对规律的理解与应用能力，是光学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
解决本题需掌握凸透镜成像的核心规律：当物距等于2倍焦距时成等大实像，此时物距等于像距；从焦点发出的光线经凸透镜后平行于主光轴；物距增大时像距减小；实验中需成清晰像后再测量像距。第(1)问利用等大实像的特点计算焦距；第(2)问结合焦点光线的传播特性分析；第(3)问依据“物远像近”规律判断；第(4)问从实验操作的规范性分析数据偏差原因。
【解析】
(1) 根据凸透镜成像规律，当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。由表格中实验②可知，u=16.00cm，v=16.00cm，即2f=16.00cm，解得f=8cm。
(2) 蜡烛在凸透镜焦点上时，烛焰发出的光线经凸透镜后平行于主光轴，因此光屏移动过程中，始终得到大小不变的光斑。
(3) 根据凸透镜成像规律，物距增大，像距减小。烛焰远离凸透镜时物距变大，像距变小，故光屏应向靠近凸透镜的方向移动。
(4) 物距相同但像距不同，排除测量误差后，原因是各小组在实验中未等光屏上成清晰的像就测量了像距，导致数据偏差。
【答案】
(1) 8 (2) 大小不变的光斑 (3) 靠近 (4) 光屏上没有成清晰的像就进行了测量
【知识点】
凸透镜成像规律、实验操作规范
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律设置问题，涵盖焦距计算、成像特点分析、实验误差分析，考查学生对规律的理解与应用能力，是光学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5