Question

6．小明同學(xué)用蠟燭、薄凸透鏡和光屏等器材做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15
2	25	16.7	倒立、縮小的實(shí)像
3	20	20	倒立、等大的實(shí)像
4	15	30
5	5

（1）小明將此實(shí)驗(yàn)中所用的凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，把一張白紙放在它的另一側(cè)，移動(dòng)凸透鏡使白紙上的光斑最小時(shí)，測(cè)量出凸透鏡到白紙的距離大約為10cm，則該距離為焦距的大�。�
（2）小明依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏，要使三者的中心大致在同一高度．當(dāng)蠟燭與凸透鏡之間的距離為30cm，調(diào)節(jié)光屏可以得到倒立、縮小的實(shí)像；小明保持蠟燭和光屏的位置不變，只移動(dòng)凸透鏡到某個(gè)位置，發(fā)現(xiàn)光屏上再次出現(xiàn)了一個(gè)清晰的像，該成像特點(diǎn)為倒立、放大的實(shí)像．
（3）當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動(dòng)．
（4）接著小明在蠟燭和凸透鏡的之間給凸透鏡戴上了一個(gè)“近視眼鏡”，則要將光屏向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）凸透鏡的位置移動(dòng)．這說(shuō)明了近視眼的病因是：所成像落在視網(wǎng)膜之前．
（5）小明把蠟燭靠近凸透鏡，當(dāng)距離離凸透鏡5cm時(shí)，所成的像是虛像．（選填“虛”或“實(shí)”）．眼睛應(yīng)在光屏（選填“光屏”或“蠟燭”）一側(cè)透過(guò)凸透鏡觀察像．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用、焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫焦距；
（2）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；
凸透鏡成實(shí)像時(shí)，根據(jù)物距和像距的關(guān)系，能判斷凸透鏡的成像情況：
①物距大于像距，成倒立、縮小的實(shí)像；②物距等于像距，成倒立、等大的實(shí)像；③物距小于像距，成倒立、放大的實(shí)像；
（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大．
（4）近視鏡是凹透鏡，凹透鏡有發(fā)散光線的作用；
（5）u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡．

解答 解：（1）凸透鏡能把平行光線匯聚到主光軸上，說(shuō)明對(duì)光線有會(huì)聚的作用；最小、最亮的光斑就是該凸透鏡焦點(diǎn)的位置，焦點(diǎn)到透鏡光心的距離就是焦距；由實(shí)驗(yàn)中的第3組數(shù)據(jù)可知，物距為20cm時(shí)成倒立、等大實(shí)像，滿足u=2f的條件，故凸透鏡的焦距f=10cm；
（2）調(diào)整燭焰中心、凸透鏡中心和光屏中心大致在同一高度，才能使像成在光屏的中央位置；
當(dāng)蠟燭與凸透鏡之間的距離為30cm時(shí)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像；
當(dāng)蠟燭和光屏的位置不變時(shí)，只移動(dòng)中間的凸透鏡，要使光屏上再次出現(xiàn)一個(gè)明亮清晰的像，可以向左移動(dòng)凸透鏡，使物距等于原來(lái)的像距，根據(jù)光額折射現(xiàn)象中光路可逆，可知這樣成倒立、放大的實(shí)像；
（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大，所以將蠟燭從遠(yuǎn)處逐漸向透鏡靠近時(shí)，要想在光屏上得到清晰的燭焰的像，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡，所成的像的大小將變大；
（4）視眼鏡是凹透鏡，對(duì)光線有發(fā)散作用，所以通過(guò)凸透鏡的光線比以前會(huì)聚得要晚了，像距更大了，因此要得到清晰的像，需將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡；
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能把成在視網(wǎng)膜前的像成在視網(wǎng)膜上；
（5）當(dāng)距離凸透鏡5cm時(shí)，由于f=10cm，u＜f，成正立、放大的虛像，不能成在光屏上，只能用眼睛在光屏一側(cè)透過(guò)觀察像．
故答案為：（1）��；10；（2）同一高度；縮��；放大；（3）遠(yuǎn)離；（4）遠(yuǎn)離；所成像落在視網(wǎng)膜之前；（5）虛；光屏．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了如何測(cè)量凸透鏡的焦距及凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用．要熟練掌握成像規(guī)律并靈活運(yùn)用．