Question

1．小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图甲所示．a、6、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点．

（1）若他依次将烛焰、凸透镜、光屏放在光具座上，但无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像，其可能的原因是蜡烛放在了焦点以内（只要求写出一种原因）．
（2）当他分析出原因并加以改正后得到清晰缩小的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d、e五点中的a或b点上，此成像规律可应用在照相机上；当蜡烛置于a、b、c、d、e五点中的d点上，屏上得到的像最大；当蜡烛置于二倍焦距位置时，光屏上的像离蜡烛最近，其距离为四倍焦距．
（3）小宇同学对凸透镜成像做了进一步的探究．让凸透镜和烛焰的位置保持不变，将光屏向右移动了2cm，结果发现屏上烛焰的像变得模糊，接着她将同学的眼镜放在透镜左侧附近并左右移动进行调节，结果光屏上烛焰的像又重新变得清晰，此成像过程就是近视眼的矫正原理．
（4）小宇做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看在光屏上能成什么样的像．于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图乙所示，把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图丙所示．移动光屏直到成清晰像为止，此时表盘在光屏上所成的像如图丁是D．

Answer 1

分析 （1）光屏上不能出现像的原因有：物距小于f，成虚像，不能成在光屏上；物距等于f，不能成像；光屏、凸透镜、烛焰的中心不在同一高度处，根据实际情况进行分析；
（2）当物体放大于2倍焦距位置时，所成的像是倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的；当物距等于2f时，像距也等于2f，成倒立等大的实像；
（3）当光屏向右移动了2cm时，像成在了光屏的后方，是远视眼形成的原因，应用凹透镜来矫正；
（4）要解决此题，需要掌握凸透镜成实像的特点，知道凸透镜成倒立的实像．像与物体不仅上下相反，而且左右相反．

解答 解：（1）若u＜f时，成正立、放大的虚像，即在光屏上不成像，所以无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像；
（2）要在光屏上能得到清晰缩小的烛焰实像，需要将物体放到二倍焦距以外，即在a点或b点，照相机就是利用此原理制作的；根据物近像远像变大的规律可知，在d点时，物距最小，成的实像最大；当蜡烛为与2f处时，此时的像距也为2f，此时像与蜡烛是最近的，蜡烛与像的距离为4f；
（3）当透镜向右移动时，光线经透镜折射后在原光屏前提前会聚，符合近视眼的成因；应使用具有发散作用的凹透镜进行纠正，所以该图是近视眼的矫正原理；
（4）凸透镜成倒立的实像，像与物体的上下和左右都相反．甲上下颠倒后是C，再左右颠倒后是D．
故答案为：（1）蜡烛放在了焦点以内；（2）a或b； 照相；d；二倍焦距； 四倍焦距；（3）近视眼；（4）D．

点评 此题型考查学生对凸透镜成像规律的理解与应用，要熟练掌握凸透镜成像的规律，并能灵活运用．