Question

16．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示．
（1）明显还需要调整高度的是光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度．
调整后恰好能从光屏上观察到倒立、缩小（选填“缩小”或“放大”）的实像，此凸透镜的焦距f的范围是4.5～6.0cm．该成像特点可作为照相机的原理（选填“照相机”或“投影仪”）．
（2）此时，小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜．结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他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．由此可见，这只眼镜是凹（填“凸”或“凹”）透镜，戴这种眼镜人的眼睛的缺陷是近视（选填“近视”或“远视”）．

Answer 1

分析 （1）为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上．
根据物距和像距的关系判断成像情况：物距大于像距，成倒立、缩小的实像；物距等于像距，成倒立、等大的实像；物距小于像距，成倒立、放大的实像．
凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，像距2f＞v＞f，据此求出凸透镜的焦距f的范围．
（2）近视眼镜是凹透镜，当近视眼镜靠近凸透镜时，会聚能力减弱，使像呈在光屏的后方；近视眼的晶状体变厚，会聚能力增强，像距减小，像呈在视网膜的前方；戴近视眼镜使光线发散一些，使像距增大，使像呈在视网膜上．

解答 解：
（1）为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上．如图所示，光屏有些高了，所以要调整光屏的高度．
此时烛焰到凸透镜的距离即物距大约为12cm，像距大约为9cm，u＞v，凸透镜成像规律可知，此时的像是倒立缩小的实像；此成像特点是照相机的原理．
此时12cm＞2f，所以f＜6cm，2f＞9cm＞f，所以9cm＞f＞4.5cm，凸透镜的焦距的范围是：6cm＞f＞4.5cm．
（2）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．
故答案为：（1）光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度；缩小；4.5～6.0cm；照相机；（2）凹；近视．

点评 掌握凸透镜成像的两种判断方法：根据物距和焦距的关系，根据物距和像距的关系．
本题涉及到的凸透镜的会聚作用、凹透镜的发散作用、近视眼的原因和矫正等，综合性很强，试题具有一定的难度．