Question

16．小雯用自制的水凸透镜（当向水凸透镜里注水时焦距变小，抽水时焦距变大）来探究“凸透镜成像规律”．
（1）如图甲所示，让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此水凸透镜的焦距为10.0cm
（2）小雯将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，此像的性质是倒立、缩小的实像，小雯接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座25.0cm刻度处，再次得到清晰的烛焰像．然后，小雯利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小雯要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向远离（选填“远离”或“靠近”）水凸透镜的方向移动．

Answer 1

分析 （1）掌握焦距的概念：从焦点到凸透镜的距离；
（2）分析物距和焦距的关系，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，据此得出结论；根据光路的可逆性解答；
（4）当把“水凸透镜”水向外抽取时，使其变薄、凸透镜对光线的会聚能力减弱，使像成在原来像的后方．

解答 解：（1）由焦距的概念知，f=60.0cm-50.0cm=10.0cm；
（2）由图可知，u=40.0cm-10.0cm=30.0cm，u＞2f，物体处于2倍焦距之外，所以成倒立缩小的实像，像距v=55.0cm-40.0cm=15.0cm，根据光路的可逆性，在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将透镜移至距蜡烛即u'=15.0cm时，此时v'=30.0cm，即透镜移至光具座10.0cm+15.0cm=25.0cm处，可在光屏上呈现倒立放大的像；
（4）当把“水凸透镜”水向外抽取时，使其变薄、凸透镜对光线的会聚能力减弱，使像成在原来像的后方．因此要想重新得到清晰的像，应将光屏向远离透镜的方向移动．
故答案为：（1）10.0；（2）缩小；25；远离．

点评 凸透镜成像是个光学部分的重点内容，本题综合性很强，包含了焦点、焦距、凸透镜成像的三种情况、凸透镜成实像时，物距变化和像距变化．