Question

10．在探究“凸透镜成像规律”的实验中．

（1）如图甲，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=10.00cm．实验前，应把烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上；
（2）如图乙，光屏上呈现清晰的像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至40cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像，该结论除了可以用实验去验证，也可以利用光的光路可逆原理来解释；
（3）如图丙，小明借来物理老师的眼镜，并将其靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，将光屏远离透镜时又发现了清晰的像，说明老师的眼镜的镜片是凹透镜，老师的视力缺陷近视（选填“近视”或“远视”）．

Answer 1

分析 （1）图中测量凸透镜焦距的方法：平行光聚焦法，亮点为焦点，焦点到光心的距离为就焦距，由此可以确定其焦距是多少；
为使像能够成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏和烛焰的中心大致在同一高度处；
（2）当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；光的折射中光路是可逆的，据此进行分析；
（3）近视眼是由于晶状体太厚，折光能力太强造成的，使像成在视网膜的前方，应佩戴凹透镜进行矫正；根据像远离凸透镜，可判断眼镜对光线具有发散作用，从而可判断出老师的视力缺陷．

解答 解：
（1）由图甲知，焦点到凸透镜的距离为20.00cm-10.00cm=10.00cm，所以凸透镜的焦距为f=10.00cm，实验中应调节光屏、烛焰中心与凸透镜的中心在同一高度处，即把烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上；
（2）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u=15cm，v=55cm-25cm=30cm，根据折射中光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当u=30cm时，即凸透镜移动至40cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像；
（3）将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明光线延迟会聚成像了，故放置的是使光线发散的凹透镜，这种眼镜是用来矫正近视眼的．
故答案为：（1）10.00；主光轴；（2）40cm；光路可逆；（3）凹；近视．

点评 此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用．此题看似复杂，其实只要用心，仔细审题，并不难．