Question

11．小明和他的同學(xué)利用如圖1a所示的實驗裝置圖“探究凸透鏡成像規(guī)律”，請你認真思考并回答以下問題．

（1）小明小組記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離u跟像到凸透鏡的距離v之間關(guān)系的圖象，如圖1b所示．由圖象可知該透鏡的焦距為10cm，人們利用當(dāng)u=15cm時的成像原理制成了幻燈機 （選填“照相機”、“幻燈機”或“放大鏡”）；把物體從距凸透鏡15cm處移動到30cm處的過程中，像的大小變化情況是變小，像距的變化情況是變�。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）；
（2）小明小組用兩支點燃的蠟燭進行實驗，蠟燭、凸透鏡和光屏分別置于如圖1c所示位置，兩支蠟燭的連線AB與過凸透鏡的中線垂直，則光屏上C、D兩處所成像的大小相等（選填“相等”或“不相等”）；用一塊厚紙板擋住A處的燭焰，在光屏上C（選填“C”或“D”）處仍能得到一個清晰的像．
（3）為了探究近視眼和遠視眼的成因，小明和同學(xué)課后利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成凹、凸形狀可改變的液體透鏡．當(dāng)蠟燭、光屏和液體透鏡如圖2放置，光屏上出現(xiàn)清晰的燭焰像，此燭焰像應(yīng)是縮�。ㄟx填“放大”、“縮小”或“等大”）的實像．用注射器向橡皮膜注水，改變液體透鏡的凸起程度，發(fā)現(xiàn)光屏上的燭焰像模糊了，若把蠟燭逐漸靠近凸透鏡時，光屏上的像又清晰了，說明液體透鏡注水后，成的像將靠近（選填“靠近”、“遠離”）凸透鏡，此實驗說明了近視（選填“近視”或“遠視”）眼的成因．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡成像，當(dāng)u=2f時，成倒立、等大的實像，v=2f．在圖象上找到u=v對應(yīng)點，根據(jù)物距和焦距的關(guān)系求出凸透鏡的焦距；
凸透鏡成像時，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，應(yīng)用于幻燈機和投影儀；
凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小，像減小．
（2）兩支蠟燭的連線AB與過凸透鏡的中線垂直，可知兩支蠟燭的物距相同，由凸透鏡成像規(guī)律可知像的關(guān)系；
遮擋A射向凸透鏡的光線，蠟燭B還有光線射向凸透鏡，蠟燭B經(jīng)凸透鏡折射成像，根據(jù)光線過光心不改變方向，判斷蠟燭B像的位置．
（3）當(dāng)u＞v時，光屏上呈現(xiàn)倒立、縮小的實像；凸透鏡越凸，折射能力越強，其焦距越小，當(dāng)凸透鏡成像時，凸透鏡變凸，則成的像靠近凸透鏡，要使像成在原來的位置，則應(yīng)在凸透鏡和物體之間放一凹透鏡．

解答 解：（1）由圖象，當(dāng)u=v=2f=20cm，所以凸透鏡的焦距：f=$\frac{1}{2}$u=$\frac{1}{2}$×20cm=10cm；
當(dāng)u=15cm時，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．利用這一原理制成了幻燈機；
蠟燭從距凸透鏡15cm處移到30cm處的過程中，物距大于焦距凸透鏡成實像，凸透鏡成實像時，物距增大，像距變小，像變�。�
（3）兩支蠟燭的連線AB與過凸透鏡的中線垂直，可知兩支蠟燭的物距相同，則由凸透鏡成像規(guī)律可知，光屏上C、D兩處所成像的大小相等；
根據(jù)光線過光心不改變方向，蠟燭A經(jīng)凸透鏡在D點成像，蠟燭B經(jīng)凸透鏡在C點成像，當(dāng)一塊厚紙板擋住A處的燭焰，蠟燭A的光線不能射向凸透鏡，蠟燭B還能經(jīng)凸透鏡在C位置成像．
（3）由圖可知，此時u＞v，故成倒立、縮小的實像．
用注射器向水凸透鏡里加水，使凸透鏡變凸，由于凸透鏡折射能力變強，所以像將靠近透鏡，要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向靠近透鏡的方向移動．或者在蠟燭與凸透鏡之間再加上一個適當(dāng)?shù)陌纪哥R，對光線起發(fā)散作用，使像成在原來的位置，這是近視眼的矯正原理．
故答案為：（1）10；幻燈機；變�。蛔冃。唬�2）相等；C；（3）縮��；靠近；近視．

點評 此題考查了有關(guān)凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用，要熟練掌握成像特點與物距、像距的關(guān)系，對于焦距的概念、凸透鏡對光線的作用及近視眼與遠視眼的矯正經(jīng)常與成像規(guī)律結(jié)合出題．