Question

2．下面是探究“凸透镜成像规律”的实验：

（1）点燃蜡烛后，光具座上情况如图所示，此时应该将凸透镜向下（选填“向上”或“向下”）调节．此时在光屏上得到清晰的像，根据这一原理可以制成投影仪（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．
（2）若将蜡烛放到光具座的25cm处时，只移动光屏，可承接到等大的像．那么凸透镜的焦距为10cm．
（3）若在某次实验中，光屏在距凸透镜15cm处承接到清晰的像，那么此时蜡烛应该距凸透镜大于20cm．
（4）在上一步的调节完成后，在凸透镜右侧加一个镜片，光屏上的成像不再清晰．保持其他元件不动，向远离凸透镜方向适当移动光屏后又可在光屏上看到清晰的像，那么后加入镜片为近视（选填“近视”或“远视”）眼镜镜片．

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；
物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪根据这一原理制成的；
（2）将蜡烛放到光具座的25cm处时，求出物距；当u=2f，物体经过凸透镜成倒立、等大的实像；
（3）光屏在距凸透镜15cm处承接到清晰的像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，此时物体应该在二倍焦距之外；
（4）在凸透镜右侧加一个镜片，光屏上的成像不再清晰．保持其他元件不动，向远离凸透镜方向适当移动光屏后又可在光屏上看到清晰的像，说明此镜片对光线有发散作用．

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．由于烛焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，应调节蜡烛使烛焰向上调节，或将光屏向上调节，或将凸透镜向下调节；
由图可知，此时的物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪根据这一原理制成的；
（2）若将蜡烛放到光具座的25cm处时，物距为u=45cm-25cm=20cm，此时在光屏上接收到一个等大的像，所以凸透镜焦距为f=$\frac{1}{2}$u=$\frac{1}{2}$×20cm=10cm；
（3）屏在距凸透镜15cm处承接到清晰的像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，此时物体应该在二倍焦距之外，即蜡烛应该距凸透镜大于20cm；
（4）在凸透镜右侧加一个镜片，光屏上的成像不再清晰．保持其他元件不动，向远离凸透镜方向适当移动光屏后又可在光屏上看到清晰的像，说明此镜片对光线有发散作用，即加入的镜片为近视眼镜镜片（凹透镜）．
故答案为：（1）向下；投影仪；（2）10；（3）大于20；（4）近视．

点评 烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，烛焰的像才能呈现在光屏的中央位置，这是光屏上不能接到像，或像没有呈现在光屏中央，首先要考虑的问题．同时还考查了凸透镜成像规律的应用问题．