Question

6．某物理興趣小組利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成凹、凸形狀可改變的水透鏡，并利用水透鏡探究“透鏡成像”，如圖所示．

（1）圖甲中，從形狀上可以判別此時(shí)的水透鏡是凸（凹/凸）透鏡．研究小組對(duì)水透鏡中繼續(xù)注入少許水，發(fā)現(xiàn)焦點(diǎn)左移，抽出少許水后，焦點(diǎn)右移；并測(cè)得了水透鏡的多個(gè)焦距值．這一現(xiàn)象說(shuō)明水透鏡的凸出程度越大，水透鏡的焦距越小（大/小）．
（2）保持蠟燭和水透鏡的位置不變，利用甲圖裝置測(cè)量水透鏡的焦距，并在乙圖中進(jìn)行透鏡成像實(shí)驗(yàn)．獲得多組數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	焦距f/cm	像距v/cm	$\frac{1}{f}$/m-1	$\frac{1}{V}$/m-3
1	15.0	80.0	6.7	1.7
2	12.0	30.0	8.3	3.3
3		20.0		5.0
4	8.0	13.0	12.5	7.7
5	5.0	6.7	20.0	15.0

分析表中數(shù)據(jù)可得，第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)水透鏡的焦距是10cm．
（3）當(dāng)蠟燭靠近凸透鏡時(shí)，燭焰的像將落在光屏的后（選填“前”或“后”）方．
①若用此實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬人眼的調(diào)節(jié)功能，重新在光屏上得到清晰的像，應(yīng)該進(jìn)行的操作是換焦距更�。ㄟx填“更大”或“更小”）凸透鏡．
②若用此實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬視力的矯正，可保持光屏位置不動(dòng)，在原凸透鏡前再加一個(gè)遠(yuǎn)視眼鏡（選填“近視眼鏡”或“遠(yuǎn)視眼鏡”），就能重新在光屏上得到清晰的像．
（4）某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關(guān)系的圖象，如圖丙所示，現(xiàn)把物體放在距凸透鏡24cm處，此時(shí)所成像的性質(zhì)與照相機(jī)相同（選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”）．

Answer 1

分析 （1）邊緣薄、中間厚的透鏡為凸透鏡；
焦距是從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離；
（2）物距是從物體到凸透鏡的距離，從光具座上讀出便可；
（3）根據(jù)像距和物距的大小關(guān)系判斷成像的特點(diǎn)；根據(jù)遠(yuǎn)視眼的成因分析．
（4）根據(jù)凸透鏡成像的四種情況和應(yīng)用進(jìn)行判斷：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，v=2f，一般用來(lái)求凸透鏡的焦距．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，v＞2f，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．

解答 解：（1）由圖甲知，該水透鏡中間厚，邊緣薄，為凸透鏡；抽出少許水后，焦點(diǎn)右移，焦點(diǎn)到凸透鏡的距離變大，可知水透鏡的凸出程度越大，水透鏡的焦距越小．
（2）由圖乙知，蠟燭到凸透鏡的距離為20.0cm，則物距為20.0cm；
（3）當(dāng)蠟燭靠近凸透鏡時(shí)，物距減小，則像距變大，燭焰的像將落在光屏的后方；
①像成在視網(wǎng)膜的后，說(shuō)明眼睛的折光能力太弱，焦距大，應(yīng)換焦距更小的透鏡可以使像前移成在視網(wǎng)膜上．
①若用此實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬視力的矯正，應(yīng)使光線會(huì)聚一些，故需要在原凸透鏡前再加一個(gè)凸透鏡，即遠(yuǎn)視眼睛，就能重新在光屏上得到清晰的像．
（4）u=v=2f，凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像，如圖，u=v=2f=16cm 時(shí)，所以f=8cm；當(dāng)u=24cm時(shí)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)．
故答案為：（1）凸；小；（2）10； （3）后；更小；遠(yuǎn)視眼鏡；（4）照相機(jī)．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究水透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)，主要考查了透鏡的分類、焦距和物距的概念、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，根據(jù)數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律是難點(diǎn)，在分析時(shí)，要注意各個(gè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，結(jié)合圖象分析效果更好．