题目内容
【题目】小明探究凸透镜的成像原理,与老师一起研制了如图所示的实验装置,用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。
(1)实验时,首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在_____上,目的是使像成在光屏中心;
(2)三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、_____的实像。此时水透镜的焦距f的范围为_____;
(3)用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的烛移动到光具座上40cm处,光屏不动,此时应对水透镜_____(选填“注水”或“抽水”),使其焦距变_____(选填“长”或“短”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像;
(4)用水透镜模拟爷爷的老花眼,如图乙所示,若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则爷爷将能看清蜡烛位置_____(选填“左侧”或“右侧”)的物体。
【答案】同一高度 缩小 10cm<f<20cm 注水 短 右侧
【解析】
(1)[1]为使像成在光屏中央,便于观察,应烛焰、水透镜、光屏三者的中心在同一高度上;
(2)[2][3]三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像,此时u>v,物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,即:f<20cm<2f,解得: 10cm<f<20cm;
(3)[4][5]用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的烛移动到光具座上40cm处,物距减小,所以要想在像距不变的情况下,在光屏上得到一个清晰的像需要将凸透镜的焦距变短,需要使凸透镜对光线的会聚能力变强,故应对水透镜注水;
(4)[6]老花镜是凸透镜,对光线有会聚作用,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则可以看清物距更小的物体,即图中蜡烛右侧的物体。