Question

下面是某同学探究“凸透镜成像规律”实验过程，请回答下列相关问题．
（1）为了测出凸透镜的焦距，该同学让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜，用一个光屏在透镜的另一侧移动，直到光屏上得到一个最小最亮的光斑（如图甲所示），由图可知，该凸透镜的焦距是______cm．（要求估读）

（2）实验时将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在______，其目的是______．
（3）如图乙所示，当把蜡烛放在距离凸透镜20cm处，在凸透镜的另一侧移动光屏，能在光屏上得到一个倒立、______的实像（填“放大”、“缩小”、“等大”），生活中______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像规律工作的．
（4）该同学做完上述步骤（3）后，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，又将一个眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向靠近凸透镜的方向移动一段距离后，像又清晰了，由此可判定该镜片是______透镜，可用来纠正______（填“近视”或“远视”）眼．

Answer 1

解：（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点．焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是11.0cm；
（2）实验过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使蜡烛、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央．
（3）由题意知，f=11.0cm，当物距u=20cm时，2f＞u＞f．
由凸透镜成像的规律可知，此时凸透镜成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是利用这一成像规律工作的．
（4）只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明物距不变，像距增大了，也就是眼镜对光线有发散作用，因此这只眼镜是凹透镜；戴这种眼镜人的眼睛的缺陷是近视．
原来物体成像在光屏上，放置眼镜片后，光屏上的像变模糊了，将光屏向靠近凸透镜的方向移动一段距离后，像又清晰了；由于凸透镜对光线有会聚作用，所以原来会聚在光屏上的光线将会聚在光屏的前面，因此可确定该镜片是凸透镜；凸透镜可用来纠正远视眼．
故答案为：（1）11.0；（2）同一高度；使像成在光屏中央；（3）放大；投影仪；（4）凸；远视．
分析：（1）通过图所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距．
（2）为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度．
（3）根据凸透镜成像规律及其应用之一：2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，幻灯机或投影仪就是利用此原理制成的．
（4）光屏上的像是物体发出的光线的会聚点，远视眼镜片是凸透镜，放上凸透镜后，由于凸透镜对光线有会聚作用，所以原来会聚在光屏上的光线会聚在了光屏的前方，由此可以确定该镜片的类型以及可用来纠正“近视”还是“远视”眼．
点评：此题是探究凸透镜成像的实验，考查了学生对实验操作的要求．一定要注意实验前的调整工作．为使像成在光屏的中央，应使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处．同时还考查了凸透镜成像的规律及应用．