Question

10．在利用光具座做《研究凸透镜成像》的实验时：

（1）有一位同学，保持烛焰和凸透镜的位置不变，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上看到烛焰的像，其原因是蜡烛放在了凸透镜的一倍焦距以内．
（2）某刚学将烛焰、凸透镜、光屏如图甲所示放置时，在光屏上恰成一清晰的像，屏上的像的性质为倒立缩小的实像，这个像的成像原理与照相机（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同．
（3）若保持凸透镜、光屏的位置不变，再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜（图中未画出），这时需要将蜡烛向左（选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像．
（4）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各小组汇报数据中发现，物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为23.00cm、24.00cm、26.00cm．若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是成像不是很清晰时记录了像距．
（5）为了粗测凸透镜的焦距，小明在上午第二节课后（9：30左右），将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明认为此点就是凸透镜焦点的位置，旁边的同学却告诉他，这个亮点不是凸透镜的焦点位置，其理由是没有让太阳光正对凸透镜找焦点．
（6）小红同学做“观察凸透镜成像”的实验时，进行了两次实验，如第28题乙图所示，在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”；在实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”．则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距小于（选填“大于”“小于”或“等于”）实验2中使用的凸透镜的焦距．

（7）如图丙所示，为研究视力矫正问题，小明和小华用凸透镜和光屏模拟眼睛，小明将远视眼镜放在烛焰和凸透镜之间，移动光屏的位置，直至光屏上出现烛焰清晰的像，取走眼镜，屏上的像变模糊了．此时要使屏上的像变清晰，应向远离凸透镜 （选填“凸透镜”、“远离凸透镜”或“竖直向下”，）方向移动光屏，因为远视眼镜对光线具有会聚作用．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）根据物距大于2倍焦距时，成倒立缩小实像的原理进行分析，照相机就是根据这个原理制成的；
（3）凹透镜对光线有发散的作用；
（4）要解决此题，需要知道确定像的位置．在实验中要移动光屏，直到光屏上出现清晰的像为止．
（5）平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点．由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可；
（6）根据实验1和实验2中像的性质可分别确定物距和焦距的关系，然后比较即可．
（7）远视眼镜即为凸透镜，凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上．

解答 解：（1）保持烛焰和凸透镜的位置不变，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上看到烛焰的像，这是由于蜡烛放在了凸透镜的一倍焦距以内，此时不能成实像的缘故；
（2）蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，物距在大于2倍焦距，凸透镜能成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的．
（3）保持凸透镜、光屏的位置不变，再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜，由于凹透镜对光线有发散的作用，所以会推迟像的会聚，故此时的光屏应该向后移，所以若将光屏不动，则必须将蜡烛向做移动，以增大物距；
（4）同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距．
（5）太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点．小明在上午第二节课后（9：30左右），太阳光倾斜照射到地面上，将凸透镜与水平地面平行放置，太阳光没有垂直照射到凸透镜的表面，与主光轴不平行，所以不能正确测量出焦距；
（6）在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”；
由此可知，2f₁＞u=6cm＞f₁，----①
在实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”．
由此可知，物距u=6cm＜f₂，-----②
由①②比较可得，f₁＜f₂，
即实验1中使用的凸透镜的焦距小于实验2中使用的凸透镜的焦距．
（7）因凸透镜对光线有会聚作用，可使远视眼看物体时使来自近处的物体的光会聚在视网膜上．当用远视眼镜时，会将像向凸透镜靠近，如拿走，必须使光屏远离凸透镜才可．
故答案为：（1）蜡烛放在了凸透镜的一倍焦距以内；（2）倒立缩小的实像；   照相机；（3）左；（4）成像不是很清晰时记录了像距；（5）没有让太阳光正对凸透镜找焦点；（6 ）小于；（7）远离凸透镜；  会聚．

点评 掌握凸透镜成像的两种判断方法：根据物距和焦距的关系，根据物距和像距的关系．
本题涉及到的知识点很多，有焦点、焦距、凸透镜的会聚作用等，综合性很强，使试题具有一定的难度．