Question

19．小红在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中，选用了焦距未知的凸透镜．
（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为10cm．
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整使蜡烛火焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，这样使像成在光屏的中心．
（3）如图乙所示，将点燃的蜡烛移到标尺10cm处，再移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止．生活中照相机就是利用这一成像原理来工作的．
（4）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到标尺35cm处，光屏应向右（左/右）侧移动，才能接收到一个清晰的像；当蜡烛移动到标尺45cm时，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰的像，这时，通过透镜向烛焰同侧观察，能看到烛焰放大的虚像，若把蜡烛放到标尺45cm处左（左/右）侧附近，可以使虚像更大．
（5）在图乙所示情况下，保持光屏和凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，为了在光屏上再次得到清晰的像，应该在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距适当的凹透镜（选填“凸透镜”或“凹透镜”）才能实现．近视眼（选填“近视”或“远视”）眼就是利用这种透镜矫正的．

Answer 1

分析 （1）掌握焦距的概念，从焦点到凸透镜的距离；
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度，能使像成在光屏的中央；
（3）当u＞2f时，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（4）根据凸透镜成像的三种情况进行判断：u＞2f，成倒立、缩小的实像；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．u＜f，成正立、放大的虚像；
（5）远视眼的成因是像成在视网膜后测．

解答 解：
（1）由图中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用；光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为60cm-50cm=10cm；
（2）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，均位于凸透镜的主光轴上，像才能呈在光屏的中心．
（3）将点燃的蜡烛移到标尺10cm处，此时的物距为u=50cm-10cm=40cm＞2f=20cm，在光屏上成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（4）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到标尺35cm处，此时物距为u=50cm-35cm=15cm，处于蜡烛位于1倍焦距和2倍焦距之间，所以成倒立放大的实像，物距变小，像距变大，光屏应向右侧移动；当蜡烛移动到标尺45cm时，u＜f，成正立放大虚像，此时物距越大，所成虚像越大，故蜡烛在45cm刻度左侧，可使像更大；
（5）在图乙所示情况下，保持光屏和凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，物距变大，像距会变小，像的位置在光屏左侧，相当于近视眼，像成在视网膜前，由于凹透镜对光有发散作用，应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的凹透镜，才能在光屏上再次得到清晰的像．
故答案为：（1）10；（2）主光轴；（3）照相机；（4）右；左；（5）凹透镜；近视眼．

点评 凸透镜成像的规律涉及四个方面的内容：物距与焦距的关系；成像性质；像距与焦距的关系；应用．只要告诉这四个方面中的一个，就可以确定其余的三个方面．
要确定凸透镜的成像性质，只要知道：物距与焦距的关系、凸透镜成像的应用、像距与焦距的关系这三个方面中的一个即可．