Question

14．在物理课上，小明用如图乙所示的装置模拟人眼的成像情况．
（1）小明利用太阳光测凸透镜的焦距．如图甲所示，他把凸透镜正对太阳光，放在透镜下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，光斑到凸透镜的距离为12cm，在把凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距小于12cm．
（2）实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图乙所示时，在光屏上成清晰的像，当蜡烛远离凸透镜时，烛焰的像将落在光屏的前（选填“前”或“后”）方．
（3）在第（2）小题的情况中，若用此实验模拟人眼的调节功能，重新在光屏上得到清晰的像，应进行的操作是C．
A．将光屏靠近凸透镜   B．将光屏远离凸透镜  
C．换焦距更大的凸透镜   D．换焦距更小的凸透镜．

Answer 1

分析 （1）根据纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，根据凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大可推断焦点在光斑之前，从而判断焦距．
（2）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小．
（3）像成在视网膜的前方，说明凸透镜的折光能力太强，焦距太小，应换焦距更大的透镜可以使像前移成在光屏上．

解答 解：（1）由于光斑到凸透镜的距离为l时，即像距为l时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f≠12cm；若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此f一定小于12cm．
（2）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，所以将蜡烛远离凸透镜，烛焰的像将落在光屏的前方，要想在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜的方向移动，则光屏应向左移动．
（3）人眼是通过调节晶状体的焦距来调节像距的，实验中蜡烛相当于物体，光屏相当于视网膜，凸透镜相当于晶状体；
①视网膜与晶状体之间的距离不变，所以不能通过调节光屏来得到清晰的像，不符合眼睛的成像原理，故AB错误；
②像成在光屏的前方说明焦距较小，为了能得到清晰的像应换用焦距更大的凸透镜，D错误，C正确．
故答案为：（1）小于；（2）前；（3）C．

点评 本题主要考查了测量焦距的方法和凸透镜的成像规律，凸透镜成实像时如果物距变小，那么像距变大，像的大小也变大，同时还要能够理解焦距的大小对光线的作用．