Question

16．在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：

（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，该凸透镜的焦距是10cm．
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：蜡烛放在了一倍焦距以内，成虚像．
（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到 一 个清晰的像；投影仪（填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的．如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
（4）成像出现了如图丙所示的问题．你解决的方法是把蜡烛向上 移动．
（5）小明准备换用另一块透镜来做实验，实验前，小明用这块透镜来观察远处的景物时，发现远处物体变得清晰很多，而且将它贴近书面观察数字的大小时，不能起到放大作用，由此可见：小明的眼睛有近 （选填“远”或“近”）视问题，此透镜为凹 透镜．

Answer 1

分析 （1）根据凸透镜的焦点和焦距的定义进行判断．
（2）探究凸透镜成像的实验时，若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；有可能物体在焦点上，不能成像．
（3）根据物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间的成像性质进行判断．
凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小．
（4）需要知道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．
（5）要掌握近视眼由于晶状体的折光性太强，所以像成在视网膜的前方，应用凹透镜进行矫正．

解答 解：（1）凸透镜正对太阳光，太阳光平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上最小、最亮的点，这点是凸透镜的焦点，焦点和凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．
（3）凸透镜的焦距是11.0cm，烛焰放在距凸透镜16cm处时，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像．幻灯机和投影仪就是利用这一成像规律工作的．
将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，物距增大，像距要减小，所以光屏靠近凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像．
（4）此时烛焰在光屏上的像位置偏高，由于凸透镜成倒立的实像，所以蜡烛相对于凸透镜偏低，所以可以将蜡烛向上移；
（5）当眼近视时，晶状体的折光能力太强，远处射来的光会聚在视网膜之前，若戴镜子后，看远处物体变清晰了，说明小明的眼近视了，应该用凹透镜进行矫正．而若远视时，由于晶状体的折光能力太弱，在看近处物体时，像会成在视网膜之后，则需用凸透镜进行矫正．
故答案为：（1）10；（2）蜡烛放在了一倍焦距以内，成虚像；（3）幻灯机；靠近；（4）上；（5）近；凹．

点评 此题是探究凸透镜成像的规律，考查了实验前的准备工作，在摆放器材时不仅要注意顺序，同时要注意调节凸透镜、光屏、烛焰的中心在同一高度．考查了实验中可能出现的问题及原因的分析，同时考查了近视眼的成因及矫正．