Question

4．同學(xué)們?cè)凇疤骄客雇哥R成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中．
（1）如圖甲所示，讓平行光經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，由此可知，該凸透鏡的焦距是10.0cm．

（2）用該凸透鏡做成像實(shí)驗(yàn)，把蠟燭放在距凸透鏡如圖乙所示的位置，移動(dòng)光屏，在光屏上形成清晰的像．若撤去光屏，人眼在圖示位置能（選填“能”或“不能”）觀察到蠟燭的像．
（3）接著把蠟燭放在距凸透鏡25cm的位置，移動(dòng)光屏，在光屏上得到清晰的像“A”；再接著把蠟燭放在距凸透鏡28cm的位置，再移動(dòng)光屏，在光屏上得到清晰的像“B”，由實(shí)驗(yàn)可知像“A”大于（選填“大于”或“小于”）像“B”．
（4）根據(jù)上述（3）的操作，在光屏上得到清晰的像“B”之后，張老師取下自己戴的眼鏡放于蠟燭和凸透鏡之間，光屏上的像又變得模糊，小李同學(xué)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)光屏向左移動(dòng)適當(dāng)距離后像又清晰．由此可知，張老師所戴的眼鏡是凸透鏡，張老師的眼睛屬于遠(yuǎn)視眼（選填“近視眼”、“遠(yuǎn)視眼”或“正常眼”）．
（5）小王同學(xué)將透鏡及蠟燭、光屏置于光具座上（如圖丙），做成像實(shí)驗(yàn)，記錄每次成實(shí)像的物距u，像距v，物像間距L（u+v），繪出圖線�。ㄒ詅為長度單位）．由圖可知，要想成實(shí)像，蠟燭與光屏的間距應(yīng)滿足L≥4f．經(jīng)“百度”發(fā)現(xiàn)，物理學(xué)中，有一個(gè)凸透鏡成像的“新概念”：放大率n=$\frac{A′B′}{AB}$=$\frac{v}{u}$，結(jié)合丙、丁兩圖，可知當(dāng)物距u=1.5f時(shí)，n=2．

Answer 1

分析 （1）掌握凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用；根據(jù)焦距的概念，計(jì)算出焦距的大�。畯慕裹c(diǎn)到凸透鏡的距離．
（2）當(dāng)2f＞u＞f時(shí)，成倒立放大實(shí)像，實(shí)像是光線的真實(shí)會(huì)聚，可以直接用眼睛觀察到；
（3）凸透鏡成像的規(guī)律及其應(yīng)用之一：當(dāng)u＞2f時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；
（4）根據(jù)像的位置變化判斷眼鏡對(duì)光線的作用，然后根據(jù)凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用判斷出眼鏡的種類；
（5）根據(jù)圖丁，當(dāng)物距u=1.5f時(shí)找出對(duì)應(yīng)的物像間距L，由L=u+v算出v，再利用n=$\frac{A′B′}{AB}$=$\frac{v}{u}$即可求出．

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(duì)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40.0cm-30.0cm=10.0cm．
（2）由圖可知此時(shí)物距為u=18cm，這時(shí)2f＞u＞f，成倒立放大實(shí)像，由于是實(shí)像，當(dāng)撤去光屏，人眼睛在光屏的位置能看到物體的實(shí)像；
（3）把蠟燭放在距凸透鏡25cm的位置，即u＞2f時(shí)，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立縮小的實(shí)像A，
把燭焰放在距凸透鏡28cm處時(shí)，即u＞2f時(shí)，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立縮小的實(shí)像B，
根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大，可知，像“A”大于像“B”；
（4）把眼鏡放于蠟燭和凸透鏡之間，光屏向左移動(dòng)適當(dāng)距離后像又清晰．說明該眼鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，為凸透鏡，遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片是凸透鏡；
（5）由圖丁可知，當(dāng)物距u=1.5f時(shí)，物像間距L=4.5f，
根據(jù)L=u+v可得，v=L-u=4.5f-1.5f=3f，
則放大率：n=$\frac{A′B′}{AB}$=$\frac{v}{u}$=$\frac{3f}{1.5f}$=2．
故答案為：（1）10.0；（2）能；（3）大于；（4）凸；遠(yuǎn)視眼；（5）2．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用、焦距的測(cè)量和圖象的分析能力，解決此題的關(guān)鍵是通過圖象確定凸透鏡的焦距，涉及到了放大率，有一定的難度．