Question

15．小明在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）测量凸透镜的焦距如图甲所示，则该凸透镜的焦距为10cm．是根据凸透镜对光线具有会聚作用．
（2）正确安装调节好实验装置后．小明开始实验．图乙是他某次的实验情景．此时物距在u＞2f的范围，他在光屏上看到烛焰清晰的像，生活中的照相机就是利用这一原理制成的．
（3）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像完整．（选填“完整”或“不完整'）
（4）他用刚测好焦距的凸透镜组成如图1所示的实验装置，如果你是他的合作者，请你帮他指出装置中的两处错误：
①蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度；②透镜应该放在蜡烛和光屏中间．
（5）在光屏上得到了一个放大清晰的像，此时物距范围：f＜u＜2f．在投影仪、照相机、放大镜三种光学器件中与上述成像情况一致的是：投影仪．
（6）如图乙，调节蜡烛的位置，使蜡烛距透镜的距离小于一倍焦距，则此时从透镜的右（填“左”或“右”）侧透过透镜可看到蜡烛正立、放大的虚像．
（7）若有位同学摘下近视眼镜放在蜡烛与透镜之间（靠近透镜），结果光屏上原来清晰的像变模糊了． 若不改变蜡烛和凸透镜位置，应将光屏向（左/右）右调节，才能使像变清晰．请根据此实验，简要说明近视眼看不清楚物体的原因是：像成在视网膜的前面．
（8）实验过程中，蜡烛在燃放中不断缩短，导致光屏上的像向上（选填“上”或“下”）移动．

Answer 1

分析 （1）图示的是利用平行光聚焦法来测量凸透镜的焦距，焦点到凸透镜光心的距离即为焦距．
（2）当物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的，此时像距处于f和2f之间，像距小于物距；
（3）当将凸透镜的部分遮住时，凸透镜仍能成完整的像；
（4）在探究凸透镜成像特点的实验中，必须调整蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，这样像才能成在光屏的中央；
（5）凸透镜成像时，f＜u＜2f，成放大、倒立的实像，应用于投影仪．
（6）（7）凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧．
近视眼是晶状体变厚，使物体的像成在视网膜的前方，戴凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使会聚成像的光线错后会聚，使像成在视网膜上，看清物体；
（8）凸透镜成的实像是倒立的，像与物体的变化方向恰好相反．

解答 解：（1）焦点到凸透镜的距离为10cm，所以凸透镜的焦距为10cm．凸透镜对光线具有会聚作用；
（2）由图乙知此时成倒立缩小的实像，此时物距大于2f，照相机是根据这个原理制成的；
（3）挡住透镜上半部分，下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的；
（4）为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处．并且凸透镜要处于中间位置；
（5）在光屏上得到了一个放大清晰的像，此时物距范围是f＜u＜2f，应用于投影仪；
（6）蜡烛距透镜的距离小于一倍焦距，光屏上不能接到像，只能取走光屏，在凸透镜的右侧透过凸透镜观察物体的正立、放大的虚像；
（7）凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线错后会聚，所以光屏要向右移动才能接到清晰的像．所以近视眼看不清物体是因为像成在视网膜的前面，需要戴凹透镜来矫正；
（8）蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏；或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜．
故答案为：（1）10；会聚；（2）u＞2f；照相机；（3）完整；（4）蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度；透镜应该放在蜡烛和光屏中间；
（5）f＜u＜2f；投影仪；（6）右；放大；虚；（7）右；像成在视网膜的前面；（8）上．

点评 ①要记住“研究凸透镜成像规律”的实验的要求：调节蜡烛、透镜、光屏在同一条直线上；
②能区分实像和虚像的区别：实像能呈现在光屏上，虚像不能呈现在光屏上．