Question

16．如图甲所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，F和F’为凸透镜的焦点，P和P’到凸透镜的距离为二倍焦距．
（1）保证蜡烛、凸透镜的位置不变，应将光屏向左（填“左”或“右”）移动，才能在光屏上看到清晰倒立的实像．
（2）若将图示装置模拟人的眼睛成像系统，成像总在光屏左侧，该种情况表明这样的眼睛是近视眼（填“近”或“远”），需要佩戴一个焦距合适的凹透镜才能加以矫正．
（3）如图乙所示是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象．由图象可知凸透镜的焦距是10cm．
（4）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像在光屏上的位置会向上（填“上”或“下”）移动．

Answer 1

分析 （1）凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；
（2）正常的眼睛可以将光线会聚在视网膜上．近视眼会将光线会聚在视网膜之前，应该佩戴凹透镜进行矫正；
（3）凸透镜成像时，u=v=2f，在图象上找到u=v对应点，根据物距和焦距的关系求出凸透镜的焦距．
（4）根据光线过透镜的光心不改变方向，判断蜡烛变短后，像的移动方向．

解答 解：（1）由于图甲可知，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，要在光屏上看到清晰的像，应将光屏向左移动到一倍焦距和二倍焦距之间；
（2）由“图示装置模拟人的眼睛成像系统，成像总在光屏左侧”可知，像成在视网膜的前方；
近视眼的表现是看不清远处的东西，即是由于晶状体太厚，其折光能力太强，或眼球的前后方向太长，使得像成在视网膜的前方造成的，故若想使得像成在视网膜上，即需要让原来的光线发散一些，由于凹透镜对光线有发散的作用，故用凹透镜来矫正近视眼；
（3）由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等．所以2f=20cm，则f=10cm；
（4）蜡烛变短后，烛焰的位置向下移动，根据光线过透镜的光心不改变方向，像的位置向上移动．
故答案为：（1）左；（2）近；凹；（3）10；（4）上．

点评 此题主要考查了粗略测量凸透镜焦距的方法，关键是掌握焦点和焦距的概念．同时考查了实验过程中经常出现的两个问题，在平时遇到问题要善于分析原因．