Question

【题目】小明用自制的水凸透镜（当向水凸透镜里注水时焦距变小，抽水时焦距变大）来探究凸透镜成像的规律。

（1）若实验在光屏上得到如图甲的像，应将蜡烛向_____（选填“右下”“左上”“右上”“左下”）调节，直至_____。

（2）如图乙，让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，调节光屏位置，此时光屏上出现了一个最小最亮的光斑，则此水凸透镜的焦距为_____cm。

（3）小明将蜡烛水凸透镜和光屏调整至如图丙的位置时，光屏上出现清晰的烛焰的像，此像是倒立的、_____的实像，小明接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座_____cm刻度处，再次得到清晰地烛焰像。

（拓展）小明利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变的模糊不清，这与_____（选填“近视眼”或“远视眼”）的成因相同：要想重新得到清晰的烛焰的像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向_____（选填“远离”或“靠近”）水凸透镜的方向移动。

Answer 1

【答案】左上 像成在光屏的中央 10.0 缩小 35.0 远视眼 远离

【解析】

（1）由图甲可知，像在光屏左上方，根据烛焰发出的光线经透镜的光心不改变方向，说明烛焰位置偏右、偏低，所以要调节蜡烛向左上方移动，直到像成在光屏的中央；

（2）由图乙结合焦距的概念可知，此时光斑到凸透镜的距离即为焦距，即f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm；

（3）由图丙可知，物距u=50.0cm﹣20.0cm=30.0cm，u＞2f，物体处于2倍焦距之外，所以成倒立、缩小的实像，此时的像距v=65.0cm﹣50.0cm=15.0cm；

在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，要再次得到清晰的烛焰像，根据光路的可逆性，应将此时的物距调整为u′=15.0cm（与之前的像距相等），即将水凸透镜移至光具座的20.0cm+15.0cm=35.0cm处；

【拓展】

当把“水凸透镜”水向外抽取时，使其变薄、凸透镜对光线的会聚能力减弱，使像成在原来像的后方，这与远视眼的成因相同，因此要想重新得到清晰的像，应将光屏向远离透镜的方向移动。