Question

7．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)進(jìn)行了如下操作：

提出問(wèn)題：
凸透鏡成像的大小可能與哪些因素有關(guān)？
進(jìn)行猜想：
凸透鏡成像的大小可能與…等因素有關(guān)．
設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	物體到凸透鏡的距離/cm	光屏上像到凸透鏡的距離/cm	光屏上像 的大小
1	40	13.5	縮小
2	30	15	縮小
3	20	20	等大
4	15	30	放大
5	10	光屏上沒(méi)有像
6	8	光屏上沒(méi)有像

（1）小明在剛才調(diào)整好的光具座上，不斷改變蠟燭與透鏡間的距離，并移動(dòng)光屏進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示；
結(jié)論與應(yīng)用：
（2）分析數(shù)據(jù)可知該凸透鏡的焦距是10cm；第4次實(shí)驗(yàn)與投影儀原理相似；
（3）分析數(shù)據(jù)可知物體到凸透鏡的距離越近，光屏上像的大小就越大．
（4）小明繼續(xù)探究近視眼的成因與矯正，把自己的近視眼鏡放在蠟燭和透鏡之間且靠近透鏡的位置，光屏上原來(lái)清晰的像變模糊了，通過(guò)調(diào)節(jié)光屏的位置，使光屏上出現(xiàn)清晰的像，取下眼鏡后，若不改變蠟燭和凸透鏡的位置，應(yīng)將光屏向靠近凸透鏡的方向移動(dòng)（“遠(yuǎn)離”或“靠近”），才能使像變清晰．此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明近視眼通過(guò)配戴合適的近視眼鏡能矯正視力的原因是凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，使像會(huì)聚在視網(wǎng)膜上．
（5）在（4）中實(shí)驗(yàn)光屏上得到清晰像后，接著小勇同學(xué)用焦距為20cm的凸透鏡乙替代剛才小明的凸透鏡甲（此時(shí)物距為45cm），若不改變蠟燭與凸透鏡的位置，要在光屏上再次成清晰的像，應(yīng)將光屏向右移動(dòng)（“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“保持不動(dòng)”）；如果光屏不動(dòng)只移動(dòng)蠟燭的位置，則光屏上不可以（“可以”或“不可以”）出現(xiàn)清晰的像．

Answer 1

分析 （2）由表中數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)，物距等于像距，成倒立等大的實(shí)像，據(jù)此求焦距；第4次實(shí)驗(yàn)，物距小于像距，f＜u＜2f成倒立放大的實(shí)像，投影儀就是根據(jù)這個(gè)原理制成的；
（3）分析第1、2、3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物近像遠(yuǎn)像變大；
（4）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，使原來(lái)會(huì)聚成像的光線推遲會(huì)聚，像遠(yuǎn)離凸透鏡，取下眼鏡后，要用光屏接到清晰的像，光屏要遠(yuǎn)離凸透鏡；
（5）先是用焦距為10cm的透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定物距和像距大小以及成像特點(diǎn)．
小勇用焦距為20cm的凸透鏡乙替代剛才小明的凸透鏡甲，不改變蠟燭和凸透鏡的位置，確定此時(shí)的物距，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律得出像距范圍，進(jìn)一步確定如何移動(dòng)光屏；
知道此時(shí)像距10cm＜v＜20cm，光屏在一倍焦距之內(nèi)，只移動(dòng)蠟燭的位置，在光屏上不可以成像．

解答 解：
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)，物距等于像距，成倒立等大的實(shí)像，此時(shí)u=2f=20cm，該凸透鏡的焦距f=10cm；第4次實(shí)驗(yàn)，物距小于像距，f＜u＜2f成倒立放大的實(shí)像，投影儀就是根據(jù)這個(gè)原理制成的；
（3）分析第1、2、3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體到凸透鏡的距離越近，光屏上像到凸透鏡的距離越大，像越大；
（4）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，使原來(lái)會(huì)聚成像的光線推遲會(huì)聚，像遠(yuǎn)離凸透鏡，取下眼鏡后，要用光屏接到清晰的像，光屏要靠近凸透鏡．此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明近視眼配戴合適的近視眼鏡能矯正視力的原因是凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，使像會(huì)聚在視網(wǎng)膜上．
（5）先是用焦距為10cm的透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，物距為45cm＞2f，在屛上得到清晰的實(shí)像，像距10cm＜v＜20cm．
小勇用焦距為20cm的凸透鏡乙替代剛才小明的凸透鏡甲，不改變蠟燭和凸透鏡的位置，此時(shí)蠟燭處在乙透鏡的一倍到二倍焦距之間，成像將在二倍焦距之外，即40cm之外，所以，要在光屏上成清晰的像，光屏將向右移動(dòng)；
因?yàn)榇藭r(shí)像距10cm＜v＜20cm，光屏在一倍焦距之內(nèi)，所以只移動(dòng)蠟燭的位置，在光屏上不可以成像．
故答案為：
（2）10；4；（3）大；（4）靠近；凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用；（5）向右移動(dòng)；不可以．

點(diǎn)評(píng) 本題為探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，涉及到的知識(shí)點(diǎn)很多，有凸透鏡成像特點(diǎn)、焦距、凹透鏡的發(fā)散作用、近視眼的原因和矯正等，綜合性很強(qiáng)，使試題具有一定的難度．