Question

5．小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，请结合自己做过的实验，回答下列问题：

（1）实验装置如图甲所示，为了使烛焰的像能成在光屏的中央，要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．
（2）调整后，将凸透镜固定在“50cm”处，将点燃的蜡烛放在光具座“20cm”刻度处，为了找到清晰的像，则应在60～70cm（选填“60～70cm”或“大于70cm”）刻度范围内移动光屏寻找像，才能在光屏上得到一个倒立缩小的实像．
（3）当把蜡烛移到“35cm”刻度处时，移动光屏可得到一个倒立、放大的虚像（选填“倒立”或“正立”、“放大”或“缩小”、“实像”或“虚像”）．照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与这种成像规律相同的是投影仪．
（4）实验完成之后，如图乙所示，小明将自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向远离（选填“远离”或“靠近”）凸透镜的方向移动，才能再次得到烛焰清晰的像．

Answer 1

分析 （1）在“研究凸透镜成像”实验中，需要将蜡烛的火焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上；才能使像出现在光屏的中心．
（2）当物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，此时像距处于f和2f之间．
（3）当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f．利用其可制成投影仪．
（4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使会聚的光线错后会聚．

解答 解：（1）在研究凸透镜成像的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具上，调节凸透镜、光屏的高度，使三者的中心在同一高度上，这样做的目的是使像能呈在光屏的中心．
（2）由题意知，f=20cm，将蜡烛移至光具座的“20cm”刻度处时，物距等于50cm-20cm=30cm＞2f，此时在光屏上成一个倒立缩小的实像，像距处于f和2f之间，所以光屏应在60cm～70cm之间移动，直到光屏上的像最清晰为止．
（3）蜡烛在35cm处，则此时物距为50cm-35cm=15cm，此时f＜u＜2f，所以成倒立、放大的实像，根据这个原理制成了投影仪．
（4）近视眼镜是凹透镜，在凸透镜的前方放一个凹透镜，使原来会聚的光线错后会聚，所以光屏向后移动．所以戴近视眼镜是为了使原来会聚在视网膜前方的像点错后会聚在视网膜上．
故答案为：（1）同一高度；（2）60～70cm；（3）倒立、放大的虚像；投影仪；（4）远离．

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，要注意理解应用．