Question

1．某實驗小組進行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗：

（1）由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是15cm．
（2）實驗時凸透鏡與光屏的高度已調好，但燭焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，應調節(jié)蠟燭使燭焰向上（填“上”或“下”）移動．當將蠟燭與凸透鏡的距離調為35cm時，移動光屏，在屏上可以看到清晰的倒立、縮�。ㄌ睢胺糯蟆�、“縮小”或“等大”）實像．
（3）如圖乙所示，若在光屏上（光屏未畫出）得到清晰放大的實像，則燭焰應位于透鏡左側a、b、c、d四點中的c點，此成像規(guī)律應用在投影儀上（填一種器材名稱）．
（4）若把圖中的凸透鏡看作眼睛的晶狀體，光屏看作視網膜，當“眼睛”戴上近視眼鏡時，燭焰剛好在“視網膜”上成一清晰的像；若取下近視眼鏡，則清晰的像會成在“視網膜”的前面（選填“前面”或“后面”）．
（5）實驗時光屏上得到一個清晰的像A，接著他保持蠟燭的位置不變，用另一個焦距為f′的凸透鏡代替原來焦距為f的凸透鏡并保持透鏡的位置不變，移動光屏使燭焰在光屏上成清晰的像B，觀察實驗現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)像B比像A變大了．根據上述實驗可以判斷f′與f大小關系是f′＞f．

Answer 1

分析 （1）通過甲圖所示的現(xiàn)象，結合凸透鏡焦點的定義即可確定該凸透鏡的焦距；
（2）為使所成像能在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上，根據u＞2f時，凸透鏡成倒立縮小的實來解答此題；
（3）根據f＜u＜2f時，凸透鏡成倒立放大的實像，應用是投影儀來解答此題，注意在光屏上得到的像都是倒立的；
（4）近視眼是晶狀體變厚，晶狀體對光線的會聚能力增強，使像成在視網膜的前方，戴凹透鏡使光線發(fā)散一些，使像呈在視網膜上；
（5）凸透鏡成像時，光屏上成的像都是倒立的實像．
凸透鏡成實像時，U＞2f，成倒立、縮小的實像；
物距：2f＞U＞f，凸透鏡成倒立、放大的實像時，根據物距和像距提供的數(shù)據列出不等式，解不等式組確定兩個透鏡的焦距的大小．

解答 解：（1）平行光線經過凸透鏡后會聚于一點，這一點就是焦點．焦點到光心的距離是焦距，根據圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距是60cm-45cm=15cm．
（2）為使所成像能在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上．由于燭焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，應調節(jié)蠟燭使燭焰向上調節(jié)，或將光屏向上調節(jié)；
由于蠟燭在凸透鏡2倍焦距外的位置，所以在光屏上得到一個倒立、縮小的實像；
（3）由屏上得到清晰放大的實像可知，此像是倒立放大的實像，此時f＜u＜2f時，由圖可知，c點正好在f和2f之間；其應用是投影儀；
（4）近視眼不戴近視眼鏡，由于晶狀體變厚，像呈在視網膜的前方．給“眼睛”戴上近視眼鏡，使光線發(fā)散一些，使燭焰在“視網膜”上成一清晰的像，若取下近視眼鏡，又恢復到原來狀態(tài)；
（5）凸透鏡成像時，光屏上成的像都是倒立的實像．
由圖可知，光屏上得到一個清晰的像A，是倒立縮小的實像，則焦距為f的凸透鏡：物體離凸透鏡30cm處，30cm＞2f，所以，15cm＞f，
即f＜15cm．
當用另一個焦距為f′的凸透鏡代替原來焦距為f的凸透鏡并保持透鏡的位置不變，可以成倒立，縮小的實像，但這個像B比像A變大，那么像距比原來的像距也大了；由此可知焦距為f′的凸透鏡的焦距比原來凸透鏡的焦距要大；
也可以成倒立、放大的實像，此時物距：2f＞U＞f，物體離凸透鏡30cm處，2f′＞30cm＞f′，所以焦距為f′的凸透鏡：30cm＞f′＞15cm．
所以，焦距為f′的凸透鏡的焦距大于焦距為f的凸透鏡．即可以判斷f′與f大小關系是 f′＞f．
故答案為：（1）15；
（2）上；縮小；
（3）c；投影儀；
（4）前面；
（5）f′＞f．

點評 （1）粗測凸透鏡焦距的方法：讓太陽光經凸透鏡會聚成最小最亮的光斑，用刻度尺測出亮斑到凸透鏡的距離即為焦距．
（2）掌握凸透鏡成像的三種情況和應用是凸透鏡成像習題的重要依據．