Question

6．小明同學(xué)用蠟燭、薄凸透鏡和光屏等器材做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗，記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表．

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15
2	25	16.7	倒立、縮小的實像
3	20	20	倒立、等大的實像
4	15	30
5	5

（1）小明將此實驗中所用的凸透鏡正對著太陽光，把一張白紙放在它的另一側(cè)，移動凸透鏡使白紙上的光斑最小時，測量出凸透鏡到白紙的距離大約為10cm，則該距離為焦距的大�。�
（2）小明依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏，要使三者的中心大致在同一高度．當(dāng)蠟燭與凸透鏡之間的距離為30cm，調(diào)節(jié)光屏可以得到倒立、縮小的實像；小明保持蠟燭和光屏的位置不變，只移動凸透鏡到某個位置，發(fā)現(xiàn)光屏上再次出現(xiàn)了一個清晰的像，該成像特點為倒立、放大的實像．
（3）當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動．
（4）接著小明在蠟燭和凸透鏡的之間給凸透鏡戴上了一個“近視眼鏡”，則要將光屏向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）凸透鏡的位置移動．這說明了近視眼的病因是：所成像落在視網(wǎng)膜之前．
（5）小明把蠟燭靠近凸透鏡，當(dāng)距離離凸透鏡5cm時，所成的像是虛像．（選填“虛”或“實”）．眼睛應(yīng)在光屏（選填“光屏”或“蠟燭”）一側(cè)透過凸透鏡觀察像．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對光線有會聚作用、焦點到凸透鏡光心的距離叫焦距；
（2）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；
凸透鏡成實像時，根據(jù)物距和像距的關(guān)系，能判斷凸透鏡的成像情況：
①物距大于像距，成倒立、縮小的實像；②物距等于像距，成倒立、等大的實像；③物距小于像距，成倒立、放大的實像；
（3）凸透鏡成實像時，物近像遠(yuǎn)像變大．
（4）近視鏡是凹透鏡，凹透鏡有發(fā)散光線的作用；
（5）u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡．

解答 解：（1）凸透鏡能把平行光線匯聚到主光軸上，說明對光線有會聚的作用；最小、最亮的光斑就是該凸透鏡焦點的位置，焦點到透鏡光心的距離就是焦距；由實驗中的第3組數(shù)據(jù)可知，物距為20cm時成倒立、等大實像，滿足u=2f的條件，故凸透鏡的焦距f=10cm；
（2）調(diào)整燭焰中心、凸透鏡中心和光屏中心大致在同一高度，才能使像成在光屏的中央位置；
當(dāng)蠟燭與凸透鏡之間的距離為30cm時，u＞2f，成倒立、縮小的實像；
當(dāng)蠟燭和光屏的位置不變時，只移動中間的凸透鏡，要使光屏上再次出現(xiàn)一個明亮清晰的像，可以向左移動凸透鏡，使物距等于原來的像距，根據(jù)光額折射現(xiàn)象中光路可逆，可知這樣成倒立、放大的實像；
（3）凸透鏡成實像時，物近像遠(yuǎn)像變大，所以將蠟燭從遠(yuǎn)處逐漸向透鏡靠近時，要想在光屏上得到清晰的燭焰的像，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡，所成的像的大小將變大；
（4）視眼鏡是凹透鏡，對光線有發(fā)散作用，所以通過凸透鏡的光線比以前會聚得要晚了，像距更大了，因此要得到清晰的像，需將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡；
此實驗說明近視眼配戴合適的近視眼鏡能矯正視力的原因是能把成在視網(wǎng)膜前的像成在視網(wǎng)膜上；
（5）當(dāng)距離凸透鏡5cm時，由于f=10cm，u＜f，成正立、放大的虛像，不能成在光屏上，只能用眼睛在光屏一側(cè)透過觀察像．
故答案為：（1）小；10；（2）同一高度；縮��；放大；（3）遠(yuǎn)離；（4）遠(yuǎn)離；所成像落在視網(wǎng)膜之前；（5）虛；光屏．

點評 本題主要考查了如何測量凸透鏡的焦距及凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用．要熟練掌握成像規(guī)律并靈活運用．