Question

6．某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的水透镜，并利用水透镜探究“透镜成像”，如图所示．

（1）图甲中，从形状上可以判别此时的水透镜是凸（凹/凸）透镜．研究小组对水透镜中继续注入少许水，发现焦点左移，抽出少许水后，焦点右移；并测得了水透镜的多个焦距值．这一现象说明水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距越小（大/小）．
（2）保持蜡烛和水透镜的位置不变，利用甲图装置测量水透镜的焦距，并在乙图中进行透镜成像实验．获得多组数据如下：

实验次数	焦距f/cm	像距v/cm	$\frac{1}{f}$/m-1	$\frac{1}{V}$/m-3
1	15.0	80.0	6.7	1.7
2	12.0	30.0	8.3	3.3
3		20.0		5.0
4	8.0	13.0	12.5	7.7
5	5.0	6.7	20.0	15.0

分析表中数据可得，第3次实验时水透镜的焦距是10cm．
（3）当蜡烛靠近凸透镜时，烛焰的像将落在光屏的后（选填“前”或“后”）方．
①若用此实验模拟人眼的调节功能，重新在光屏上得到清晰的像，应该进行的操作是换焦距更小（选填“更大”或“更小”）凸透镜．
②若用此实验模拟视力的矫正，可保持光屏位置不动，在原凸透镜前再加一个远视眼镜（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”），就能重新在光屏上得到清晰的像．
（4）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图丙所示，现把物体放在距凸透镜24cm处，此时所成像的性质与照相机相同（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．

Answer 1

分析 （1）边缘薄、中间厚的透镜为凸透镜；
焦距是从焦点到凸透镜的距离；
（2）物距是从物体到凸透镜的距离，从光具座上读出便可；
（3）根据像距和物距的大小关系判断成像的特点；根据远视眼的成因分析．
（4）根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机．
u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪．
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜．

解答 解：（1）由图甲知，该水透镜中间厚，边缘薄，为凸透镜；抽出少许水后，焦点右移，焦点到凸透镜的距离变大，可知水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距越小．
（2）由图乙知，蜡烛到凸透镜的距离为20.0cm，则物距为20.0cm；
（3）当蜡烛靠近凸透镜时，物距减小，则像距变大，烛焰的像将落在光屏的后方；
①像成在视网膜的后，说明眼睛的折光能力太弱，焦距大，应换焦距更小的透镜可以使像前移成在视网膜上．
①若用此实验模拟视力的矫正，应使光线会聚一些，故需要在原凸透镜前再加一个凸透镜，即远视眼睛，就能重新在光屏上得到清晰的像．
（4）u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=16cm 时，所以f=8cm；当u=24cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机．
故答案为：（1）凸；小；（2）10； （3）后；更小；远视眼镜；（4）照相机．

点评 本题是探究水透镜成像的规律实验，主要考查了透镜的分类、焦距和物距的概念、对实验数据的分析，根据数据总结规律是难点，在分析时，要注意各个数据的特点，结合图象分析效果更好．