Question

1．在用光具座研究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中：
（1）測量凸透鏡的焦距如圖1所示，則該凸透鏡的焦距為10.0cm．
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上．點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度上．這樣做的目的是使像呈現(xiàn)在光屏的中央．
（3）當燭焰距凸透鏡15cm時，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的倒立、放大的實像．投影儀就是利用這一成像規(guī)律工作的（填光學儀器）．
（4）調(diào)整蠟燭到凸透鏡的距離等于2倍焦距，移動光屏，當光屏到凸透鏡的距離v=20cm時，在光屏上可以觀察到等大、倒立的實像．此時，用書遮住半個凸透鏡，像的大小有無變化？無；像的明暗程度有無變化？若有，怎樣變化？有，變暗．
（5）有位同學將近視眼鏡放在燭焰和凸透鏡之間，移動光屏的位置，直至光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像（如圖2）．取走眼鏡，屏上的像變模糊了，再向凸透鏡方向移動光屏至某一位置時，屏上的像又變清晰了．以上現(xiàn)象說明：
①近視眼將物體的像成在視網(wǎng)膜前 ②近視眼鏡對光線起發(fā)散作用
（6）另有一位同學將遠視眼鏡放在燭焰和凸透鏡之間，移動光屏的位置，直至光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像．取走眼鏡，屏上的像變模糊了，此時要使屏上的像變清晰，應向遠離凸透鏡（選填“凸透鏡”．“遠離凸透鏡”或“豎直向下”）方向移動光屏，因為遠視眼鏡對光線具有會聚作用．
（7）當燭焰離凸透鏡5cm時，光屏上沒有像，但透過凸透鏡能看到虛像．當蠟燭逐漸消耗而變短，若要使燭焰的像依然成在光屏中央，可將凸透鏡向下移動．（填“上”或“下”）

Answer 1

分析 （1）凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點，稱為焦點，而焦點到光心的距離稱為焦距．
（2）在實驗中，為使像能成在光屏的中心，應調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度．
（3）根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律，當物距介于二倍焦距與一倍焦距之間時，可成倒立、放大的實像．
（4）物距等于2倍焦距時成等大的倒立的實像；凸透鏡成像光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實像；用紙遮住凸透鏡的一半，折射光線減半，會聚成像的大小不變，像的亮度減弱．
（5）近視眼的成因是晶狀體太厚，折光能力太強，或者在眼球在前后主向上太長，因此來自遠處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前，到達視網(wǎng)膜時已經(jīng)不是一點而是一個模糊的光斑．
（6）遠視眼鏡即為凸透鏡，凸透鏡能使光線會聚的特點，在眼睛前面放一個凸透鏡，就能使來自近處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上．
（7）當物距小于焦距時，會成正立放大的虛像，但不會在光屏上成像；根據(jù)光線過透鏡的光心不改變方向，判斷蠟燭變短后，像的移動方向．

解答 解：（1）平行光經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于一點，該點就是凸透鏡的焦點，焦點到透鏡的距離叫焦距，所以該凸透鏡的焦距為10.0cm．
（2）點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度．其目的是使像成在光屏的中央．
（3）當燭焰距凸透鏡15cm時，物距介于二倍焦距與一倍焦距之間，所呈像為放大、倒立的實像．幻燈機這一光學器件正是利用了這一原理．
（4）當物距等于二倍焦距時，像距也等于二倍焦距，成的是倒立、等大的實像；一個物體有無數(shù)個點組成，任何一個點射向凸透鏡有無數(shù)條光線，無數(shù)條光線經(jīng)凸透鏡折射后有無數(shù)條折射光線，用紙遮住凸透鏡的一半，折射光線減半，會聚成像的大小不變，像的亮度減弱．
（5）近視眼的成因是將物體的像成在了視網(wǎng)膜前，近視眼鏡即為凹透鏡，利用凹透鏡對光線的發(fā)散作用，就能使來自遠處的物體的光會聚在視網(wǎng)膜上，通過以上實驗說明：近視眼的成因及矯正辦法．
（6）因凸透鏡對光線有會聚作用，可使遠視眼看物體時使來自近處的物體的光會聚在視網(wǎng)膜上．當用遠視眼鏡時，會將像向凸透鏡靠近，如拿走，必須使光屏遠離凸透鏡才可．
（7）此時物距為5cm，小于1倍焦距，成正立放大的虛像，所以在光屏上不成像；蠟燭變短后，燭焰的位置向下移動，根據(jù)光線過透鏡的光心不改變方向，像的位置向上移動，可以將凸透鏡向下移動，使像呈在光屏的中央．
故答案為：（1）10.0；（2）同一高度；使像呈現(xiàn)在光屏的中央；（3）放大；投影儀；（4）20cm；等大；無；有，變暗；（5）①近視眼將物體的像成在視網(wǎng)膜前；②近視眼鏡對光線起發(fā)散作用；（6）遠離凸透鏡；會聚；（7）沒有像；虛；下．

點評 凸透鏡成像的規(guī)律涉及四個方面：物距與焦距的關(guān)系；成像性質(zhì)；像距與焦距的關(guān)系；應用．告訴其中的一個方面可以確定另外三個方面．在此題中就是告訴了物距與焦距的關(guān)系，來確定成像性質(zhì)的．