Question

2．某同學(xué)用蠟燭、凸透鏡 和光屏做“探究凸透鏡成像規(guī) 律”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示．

（1）要使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，應(yīng)將蠟燭向上（填“上”或“下”）調(diào)節(jié)．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)燭焰距凸透鏡 20cm 時(shí)，移動(dòng)光屏至某一位置，能在光屏上得到一個(gè) 等大清晰的像，則該凸透鏡的焦距是10cm．
（3）有同學(xué)對(duì)圖中的裝置進(jìn)行了改進(jìn)，將蠟燭換成 LED 燈組、光屏換成帶有方格的光屏．
①蠟燭換成 LED 燈的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染．
②光屏換成帶有方格光屏的優(yōu)點(diǎn)是便于比較像的大�。�相比較LED燈組成的圖形是T型的還是F型的實(shí)驗(yàn)效果好？F型的實(shí)驗(yàn)效果．
（4）實(shí)驗(yàn)中一個(gè)同學(xué)特意把自己的眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，屏上的像變模糊了；他適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光屏使之遠(yuǎn)離凸透鏡，光屏上又出現(xiàn)了燭焰清晰的像，則這個(gè)同學(xué)戴的是近視（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼鏡．另一個(gè)同學(xué)也取下自己戴的眼睛放于蠟燭和凸透鏡之間、光屏上的像也變得模糊，當(dāng)光屏向左移動(dòng)適當(dāng)距離后像又清晰．由此可知，這個(gè)同學(xué)所戴的眼鏡是凸透鏡，他的眼睛屬于遠(yuǎn)視眼（選填“近視眼”、“遠(yuǎn) 視眼”、或“正常眼”）．

Answer 1

分析 （1）為使所成像能在光屏的中心，必須使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上；
（2）凸透鏡成像時(shí)，u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，v=2f，由此判斷凸透鏡的焦距；
（3）①要解決此題，需要將LED燈與燭焰比較，找出其優(yōu)點(diǎn)：LED燈的亮度更大，更容易觀察其像，同時(shí)其形狀規(guī)則；
②利用方格光屏，更容易比較像與物的大小關(guān)系．T字形物體是左右對(duì)稱的，應(yīng)換一個(gè)上下、左右都不對(duì)稱的字形；
（4）近視鏡是凹透鏡對(duì)光線具有發(fā)散作用，遠(yuǎn)視鏡是凸透鏡，對(duì)光線具有會(huì)聚作用，根據(jù)像距的變化判斷出透鏡對(duì)光線的作用，得出結(jié)論．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中要使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度，由圖可知，燭焰位置偏低，要想使像成在光屏中央，應(yīng)調(diào)節(jié)蠟燭使?fàn)T焰向上調(diào)節(jié)．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)燭焰距凸透鏡 20cm 時(shí)，能在光屏上得到一個(gè) 等大清晰的像，此時(shí)u=20cm=2f，所以該凸透鏡的焦距f=10cm．
（3）①蠟燭的亮度低、不穩(wěn)定，燃燒的產(chǎn)物污染環(huán)境等；LED亮度高、穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境無污染等．所以蠟燭換成LED燈的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染等；
②光屏換成帶有方格光屏的優(yōu)點(diǎn)：便于比較像的大小；
T形物體是左右對(duì)稱的，F(xiàn)型上下、左右都不對(duì)稱的字形，便于比較成像的特點(diǎn)；
（4）適當(dāng)?shù)卣{(diào)整光屏使之遠(yuǎn)離凸透鏡，光屏上又出現(xiàn)了燭焰清晰的像，說明光線比原來延遲會(huì)聚，則該眼鏡對(duì)光線具有發(fā)散作用，為凹透鏡，所以這個(gè)同學(xué)戴的是近視鏡；
反之光屏向左移動(dòng)適當(dāng)距離后像又清晰，則該眼鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，為凸透鏡，所以另一同學(xué)是遠(yuǎn)視眼，戴的是遠(yuǎn)視鏡．
故答案為：（1）上；（2）10；（3）①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、便于觀察、減少了污染；②便于比較像的大��；F型的實(shí)驗(yàn)效果；（4）近視；凸；無視眼．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，考查了凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用、對(duì)凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)的裝置進(jìn)行了改進(jìn)等．我們不僅要掌握成像特點(diǎn)與物距像距之間的關(guān)系，而且要善于總結(jié)規(guī)律；本題還考查了透鏡對(duì)光線作用及其應(yīng)用，與生活聯(lián)系緊密．