Question

14．小紅在探究“凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用”的活動(dòng)中，選用了焦距未知的凸透鏡．
（1）將凸透鏡安裝在光具座上，用平行光作光源，移動(dòng)光屏，在光屏上得到一個(gè)最小最亮的光斑，如圖甲，則該凸透鏡的焦距為10cm；
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安裝在光具座上，并調(diào)整使蠟燭火焰、光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上，這樣使像成在光屏的中心；
（3）如圖乙，將點(diǎn)燃的蠟燭移到標(biāo)尺 10cm 處，再移動(dòng)光屏，直到在光屏上得到一個(gè)清晰的像為止．生活中的照相機(jī)就是利用這一成像原理來工作的；
（4）若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭移動(dòng)到標(biāo)尺 35cm 處，光屏應(yīng)向右（左/右）側(cè)移動(dòng)，才能接收到一個(gè)清晰的像；當(dāng)蠟燭移動(dòng)到標(biāo)尺 45cm 時(shí)，無論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到燭焰的像，這時(shí)，通過透鏡向燭焰同側(cè)觀察，能看到燭焰放大的虛像，若把蠟燭放到標(biāo)尺 45cm 處左（左/右）側(cè)附近，可以使虛像更大；
（5）在圖乙情況下，保持光屏和凸透鏡的位置不變，將蠟燭向左移動(dòng)一段距離后，為了在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)該在凸透鏡和蠟燭之間放置一個(gè)焦距適當(dāng)?shù)陌纪哥R（凸透鏡/凹透鏡）才能實(shí)現(xiàn)．近視（近視/遠(yuǎn)視）眼就是利用這種透鏡矯正的．

Answer 1

分析 （1）焦點(diǎn)到凸透鏡的距離叫做焦距；
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏三者中心調(diào)到同一高度，能使像成在光屏的中央；
（3）當(dāng)u＞2f時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)就是利用此原理制成的；
（4）根據(jù)凸透鏡成像的三種情況進(jìn)行判斷：u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像；2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像．u＜f，成正立、放大的虛像；
（5）遠(yuǎn)視眼的成因是像成在視網(wǎng)膜后測．

解答 解：（1）由圖中，平行光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚到一點(diǎn)，說明凸透鏡對光線具有會(huì)聚作用；光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透鏡的焦點(diǎn)，
所以焦距為60cm-50cm=10cm；
（2）蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，也就是蠟燭火焰、光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上，像才能呈在光屏的中心；
（3）將點(diǎn)燃的蠟燭移到標(biāo)尺10cm處，此時(shí)的物距為u=50cm-10cm=40cm＞2f=20cm，在光屏上成倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)就是利用此原理制成的；
（4）若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭移動(dòng)到標(biāo)尺35cm處，此時(shí)物距為u=50cm-35cm=15cm，處于蠟燭位于1倍焦距和2倍焦距之間，所以成倒立放大的實(shí)像，物距變小，像距變大，光屏應(yīng)向右側(cè)移動(dòng)；當(dāng)蠟燭移動(dòng)到標(biāo)尺45cm時(shí)，u＜f，成正立放大虛像，此時(shí)物距越大，所成虛像越大，故蠟燭在45cm刻度左側(cè)，可使像更大；
（5）在圖乙所示情況下，保持光屏和凸透鏡的位置不變，將蠟燭向左移動(dòng)一段距離后，物距變大，像距會(huì)變小，像的位置在光屏左側(cè)，相當(dāng)于近視眼，像成在視網(wǎng)膜前，由于凹透鏡對光有發(fā)散作用，應(yīng)在凸透鏡左側(cè)附近安裝一個(gè)焦距適當(dāng)?shù)陌纪哥R，才能在光屏上再次得到清晰的像．
故答案為：（1）10；（2）主光軸；（3）照相機(jī)；（4）右；左；（5）凹透鏡；近視眼．

點(diǎn)評(píng) 凸透鏡成像的規(guī)律涉及四個(gè)方面的內(nèi)容：物距與焦距的關(guān)系；成像性質(zhì)；像距與焦距的關(guān)系；應(yīng)用．只要告訴這四個(gè)方面中的一個(gè)，就可以確定其余的三個(gè)方面．
要確定凸透鏡的成像性質(zhì)，只要知道：物距與焦距的關(guān)系、凸透鏡成像的應(yīng)用、像距與焦距的關(guān)系這三個(gè)方面中的一個(gè)即可．