Question

18．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏二者的中心在在同一高度．
（2）如图甲，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=10.0cm．
（3）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立的实像；若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至40cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像．蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的上方．

（4）如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中B处能观察到烛焰的像．
（5）如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像．则该眼镜是远视（选填“近视”或“远视”）眼镜，该眼镜片对光线有会聚作用．

Answer 1

分析 （1）实验中应使凸透镜、光屏和烛焰的中心大致在同一高度处，这样像才能成在光屏中央；
（2）图中测量凸透镜焦距的方法：平行光聚焦法，亮点为焦点，焦点到光心的距离为就焦距，由此可以确定其焦距是多少；
（3）当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；光的折射中光路是可逆的，据此进行分析；
（4）u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像；
（5）远视眼成因：眼球晶状体的曲度过小，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的后方造成远视眼．

解答 解：
（1）要在光屏上形成完整的像，实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度；
（2）由图甲知，焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm，所以凸透镜的焦距为f=10.0cm；
（3）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u=15cm，2f＞u＞f，凸透镜成倒立放大的实像，v=55cm-25cm=30cm；根据光在折射时光路的可逆性可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当u′=30cm时，即凸透镜移动至10cm+30cm=40cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像；
蜡烛燃烧一段时间后，蜡烛变短，烛焰的像将位于光屏中心的上方；
（4）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，此时u=16cm-10cm=6cm，u＜f时，凸透镜成正立、放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立、放大的虚像；虚像与成像物体在同侧，C点与透镜中心不在同一高度上，所以应从B处观察；
（5）将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明提前成像了，故放置的是使光线会聚的凸透镜，这种眼镜是用来矫正远视眼的，该眼镜片对光线有会聚作用．
故答案为：（1）在同一高度；（2）10.0；（3）40；上；（4）B；（5）远视；会聚．

点评 此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用．此题看似复杂，其实只要用心，仔细审题，并不难．