Question

3．小明和同学利用桌上两个玻璃凸透镜（A、B）探究凸透镜成像的规律，A、B两凸透镜的焦距分别为10cm和20cm：

（1）小明将其中一块凸透镜放在光具座上，当凸透镜及光屏的位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由图可知他选择的凸透镜为A（选填“A”或“B”），此时在光屏上的像是烛焰像应是放大（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，日常生活中利用这一原理制成的器件是投影仪（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）；
（2）实验前，要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，目的是使像成在光屏中央；
（3）为了便于观察实验现象，实验环境应该较暗（选填“较暗”或“较亮”）一些，随着实验的进行，蜡烛越烧越短，将会发现光屏上的像向上（选填“上”或“下”）移动；
（4）为了探究近视眼和远视眼的成因，小明和同学课后利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜．当蜡烛、光屏和液体透镜如图放置，光屏上出现清晰的烛焰像，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，发现光屏上的烛焰像模糊了，①若把蜡烛逐渐靠近凸透镜时，光屏上的像又清晰了，说明液体透镜注水后，成的像将靠近（选填“靠近”、“远离”）凸透镜；②若蜡烛不移动，在烛焰和液体透镜之间加一个焦距合适的凹透镜（填凸透镜或凹透镜），光屏上也能得到清晰的像．此实验说明了近视（选填“近视”或“远视”）眼的成因．

Answer 1

分析 （1）凸透镜成实像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，根据凸透镜的凸面大小确定选择的是哪个凸透镜；
（2）在凸透镜成像实验中，应先调节“三心同高”，且物体经过凸透镜所成实像与物体位于凸透镜两侧；
（3）因为要观察烛焰在光屏上所成的像，所以实验环境越暗，观察效果越好；根据凸透镜成倒立实像的原理，物体相对于凸透镜向下移动，则像向上移动．
（4）当u＞v时，光屏上呈现倒立、缩小的实像；凸透镜越凸，折射能力越强，其焦距越小，当凸透镜成像时，凸透镜变凸，则成的像靠近凸透镜，要使像成在原来的位置，则应在凸透镜和发光体之间放一凹透镜．

解答 解：（1）由图可知：u=15cm，v=30cm，成实像，说明物距大于一倍焦距，即凸透镜的焦距小于15cm，可知他选择的凸透镜的焦距为10cm；
由凸透镜成像规律可知：此时的像是倒立、放大的实像，应用于投影仪；
（2）实验前，应调节凸透镜、蜡烛和光屏三者的中心大致在同一高度；其中最方便合理的调整方法是把蜡烛、透镜和光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开；
（3）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，为了便于观察实验现象，实验的环境应该较暗一些；由于凸透镜成倒立的实像，所以蜡烛烧短后，光屏上烛焰的像将向上移动；
（4）用注射器向水凸透镜里加水，使凸透镜变凸，由于凸透镜折射能力变强，由于凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，若把蜡烛逐渐靠近凸透镜时，光屏上的像又清晰了，说明注水使像距变小了；
或者在蜡烛与凸透镜之间再加上一个适当的凹透镜，对光线起发散作用，使像成在原来的位置，这是近视眼的矫正原理．
故答案为：（1）A；放大；投影仪；（2）使像成在光屏中央；（3）较暗；上；（4）靠近；凹透镜；近视．

点评 此题考查了有关凸透镜成像规律及其应用，要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系，对于焦距的概念、凸透镜对光线的作用及近视眼与远视眼的矫正经常与成像规律结合出题．