Question

20．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大．
（1）如图1所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为8.0cm，实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在同一高度；
（2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图2所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成照相机（选填“照相机”或“投影仪”）；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上能（选填“能”或“不能”）看到清晰的像；
（3）在图2所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”（如图3所示），当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是远视眼镜（选填“近视”或“远视”）．

Answer 1

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．实验前要调节烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度；
（2）凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，应用于照相机；物距小于像距时，成倒立放大的实像，应用于投影仪．
光的折射中光路是可逆的．
（3）这里的水透镜就相当于人眼的晶状体．形成“远视眼”，是因为从水凸透镜内抽出一部分水后，使透镜更凸度变小．
远视眼成因：眼球晶状体的曲度过小，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的后方造成的．远视矫正方法，需佩戴凸透镜．

解答 解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点．焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是8.0cm．
实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度，这样可使像成在光屏的中央；
（2）如图，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机．
因为光的折射中光路是可逆的，保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则物距等于原来的像距，成倒立、放大的实像．光屏上能接到像是实像．
（3）当从水凸透镜内抽出一部分水后．使透镜凸起程度变小，会聚能力较弱，将像成在光屏的后面，为了使像正好呈在光屏上，应使光线提前会聚，使所成的像相对于光屏前移，所以应在水凸透镜前放置一块凸透镜．由此判断该同学戴的是远视眼镜．
故答案为：（1）8.0；同一高度；（2）照相机；能；（3）远视．

点评 本题首先确定凸透镜的焦距，然后根据凸透镜成像的几种情况进行判断，掌握凸透镜的成像的几种情况是重点．此题不仅考查了凸透镜成像的规律，还考查了对远视眼的成因和矫正方法的掌握．