Question

5．小明利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）实验前，必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度 上，才能使像呈现在光屏中央；当烛焰正好在光屏上成倒立、等大的清晰的像时，发现蜡烛到光屏之间的距离是40cm，则该凸透镜的焦距是10cm．
（2）实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是将蜡烛置于焦点处了．
（3）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图中的位置时，光屏上呈现的像是模糊的．
①将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏上出现清晰的像，此时的像是倒立、缩小（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；
②如果保持图中蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，在凸透镜前放置一个度数合适的远视 （选填“近视”或“远视”） 眼镜片，也可以在光屏上获得清晰的像．

Answer 1

分析 （1）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度．同时各中心要在同一直线上．
（2）由焦点发出的光，经凸透镜平行主光轴射出；
（3）光屏上的像是物体发出的光线的会聚点，远视眼镜片是凸透镜，放上凸透镜后，由于凸透镜对光线有会聚作用，所以原来会聚在光屏上的光线会聚在了光屏的前方，由此可以确定该镜片的类型以及可用来纠正“近视”还是“远视”眼．

解答 解：（1）在实验前要调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，并在同一直线上；
物距等于二倍焦距时，成倒立、等大、实像；故4f=40cm，f=10cm；
（2）实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，说明光平行主光轴射出，则可能将蜡烛置于焦点处了；
（3）①凸透镜焦距为10cm，此时将烛焰放在距离凸透镜40cm处，物距大于2倍焦距，此时成倒立缩小的实像，像距为2f＞v＞f，即20cm＞v＞10cm，所以要在光屏上得到清晰实像，应缩小光屏与凸透镜之间的距离．
②如果保持图中蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，光屏上获得清晰的像，光屏位于30cm处，即像距v＞2f，则物距应具备2f＞u＞f，即20cm＞u＞10cm；物体位于40cm处，应使物体反射的光线进一步会聚，所以在凸透镜前（凸透镜和物体之间）放置一个度数合适的凸透镜，即远视镜片．
故答案为：（1）同一高度；10；（2）将蜡烛置于焦点处了；（3）缩小；远视．

点评 此题是探究凸透镜成像的规律，考查了粗略测量凸透镜焦距的方法，关键是掌握焦点和焦距的概念．同时考查了凸透镜、烛焰、光屏的高度要求，要使它们的中心大致在同一水平线上．同时考查了凸透镜成像特点与物距之间的关系．