Question

3．小志同學(xué)利用圖示裝置來(lái)研究“凸透鏡成像規(guī)律”．

（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度；
（2）如圖1所示，當(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，恰好在光屏上成清晰的像，成的是放大（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像．蠟燭燃燒一段時(shí)間后，燭焰的像將位于光屏中心的上方；
（3）小志同學(xué)多次改變物距，移動(dòng)光屏直到光屏上得到清晰像時(shí)，記錄并繪制了像距v和物距u之間關(guān)系的圖象，如圖3所示．該凸透鏡的焦距是10cm；
（4）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標(biāo)出），光屏上再次成清晰的像；
（5）在上述探究活動(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)₀，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L(zhǎng)，如圖2所示．則該透鏡焦距f＜L（選填“＞”、“＜”或“=”），透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=L₀-2L（用L₀、L表示）．
（6）若小志同學(xué)在圖-1所示的凸透鏡和蠟燭之間放了一副眼鏡，發(fā)現(xiàn)光屏上原本清晰的像變模糊了，為了使像仍然清晰，他將光屏向靠近凸透鏡的方向移動(dòng)了適當(dāng)?shù)木嚯x，那么，這副眼鏡是遠(yuǎn)視（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼鏡．

Answer 1

分析 （1）要使?fàn)T焰的像成在光屏的中央，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)光屏、凸透鏡、蠟燭的高度，使?fàn)T焰的中心、凸透鏡的中心、光屏的中心大致在同一高度處；
（2）凸透鏡成像的規(guī)律：當(dāng)u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像．應(yīng)用：照相機(jī)．
當(dāng)u=2f時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像．
當(dāng)f＜u＜2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用：幻燈機(jī)．
當(dāng)u=f時(shí)，無(wú)像．經(jīng)凸透鏡折射后的光線是平行的，沒(méi)有會(huì)聚點(diǎn)．
當(dāng)u＜f時(shí)，成正立、放大的虛像．應(yīng)用：放大鏡．
且因?yàn)槌傻沽⒌南駮r(shí)，物體向下移動(dòng)，像向上移動(dòng)；
（3）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物距等于二倍焦距時(shí)成倒立等大實(shí)像，物距等于像距，都等于二倍焦距．
（4）當(dāng)物距大于像距成實(shí)像時(shí)，應(yīng)該成倒立縮小實(shí)像；
（5）據(jù)光路的可逆性分析即可判斷；
（6）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，使會(huì)聚的光線錯(cuò)后會(huì)聚．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)前，首先應(yīng)調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏和燭焰，使它們的中心大致在同一高度．這樣燭焰的像才可以成在光屏的中央；
（2）蠟燭到凸透鏡的距離小于光屏到凸透鏡的距離，因此蠟燭到凸透鏡的距離大于一倍焦距小于二倍焦距，即光屏上得到倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于投影儀；蠟燭燃燒一段時(shí)間后高度減小，由于所成像是倒立的，燭焰的像將位于光屏中心的上方；
（3）根據(jù)圖象可知，當(dāng)物距等于二倍距時(shí)成倒立等大實(shí)像，物距等于像距，都等于二倍焦距．分析圖可知物距等于20cm時(shí)像距等于20cm，所以二倍焦距等于20cm，則焦距為10cm．
（4）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標(biāo)出），相當(dāng)于增大物距，減小像距，當(dāng)光屏上再次成清晰的像時(shí)，此時(shí)應(yīng)該物距大于二倍焦距，則所成像應(yīng)該為倒立縮小的實(shí)像．
（5）在上述探究活動(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)₀，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L(zhǎng)，成倒立放大實(shí)像條件是f＜U＜2f，如圖2所示，則該透鏡焦距f＜L；當(dāng)凸透鏡移至B位置時(shí)，因?yàn)樵诠鈱紊铣霈F(xiàn)清晰的像，根據(jù)光的可逆性原理，可以假設(shè)蠟燭在光屛位置時(shí)，像應(yīng)成在原蠟燭位置，因此，光屏到透鏡位置B的距離應(yīng)為L(zhǎng)，故透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=L₀-2L；
（6）將一副眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，結(jié)果光屏上原來(lái)清晰的像變模糊了，他只將光屏向靠近凸透鏡的方向移動(dòng)適當(dāng)距離時(shí)，又在光屏上觀察到蠟燭清晰的像．說(shuō)明提前成像了，故放置的是使光線會(huì)聚的凸透鏡，這種眼鏡是用來(lái)矯正遠(yuǎn)視眼的．
故答案為：（1）同一高度；（2）放大；上；（3）10；（4）縮�。唬�5）＜；L₀-2L；（6）遠(yuǎn)視．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于凸透鏡成像規(guī)律的理解和掌握，熟記成像條件，靈活運(yùn)用是解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵．