Question

2．下面是探究“凸透鏡成像規律”的實驗：

（1）點燃蠟燭后，光具座上情況如圖所示，此時應該將凸透鏡向下（選填“向上”或“向下”）調節．此時在光屏上得到清晰的像，根據這一原理可以制成投影儀（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）．
（2）若將蠟燭放到光具座的25cm處時，只移動光屏，可承接到等大的像．那么凸透鏡的焦距為10cm．
（3）若在某次實驗中，光屏在距凸透鏡15cm處承接到清晰的像，那么此時蠟燭應該距凸透鏡大于20cm．
（4）在上一步的調節完成后，在凸透鏡右側加一個鏡片，光屏上的成像不再清晰．保持其他元件不動，向遠離凸透鏡方向適當移動光屏后又可在光屏上看到清晰的像，那么后加入鏡片為近視（選填“近視”或“遠視”）眼鏡鏡片．

Answer 1

分析 （1）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；
物距小于像距，成倒立放大的實像，投影儀根據這一原理制成的；
（2）將蠟燭放到光具座的25cm處時，求出物距；當u=2f，物體經過凸透鏡成倒立、等大的實像；
（3）光屏在距凸透鏡15cm處承接到清晰的像，像距在一倍焦距和二倍焦距之間，此時物體應該在二倍焦距之外；
（4）在凸透鏡右側加一個鏡片，光屏上的成像不再清晰．保持其他元件不動，向遠離凸透鏡方向適當移動光屏后又可在光屏上看到清晰的像，說明此鏡片對光線有發散作用．

解答 解：（1）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，應調節蠟燭使燭焰向上調節，或將光屏向上調節，或將凸透鏡向下調節；
由圖可知，此時的物距小于像距，成倒立放大的實像，投影儀根據這一原理制成的；
（2）若將蠟燭放到光具座的25cm處時，物距為u=45cm-25cm=20cm，此時在光屏上接收到一個等大的像，所以凸透鏡焦距為f=$\frac{1}{2}$u=$\frac{1}{2}$×20cm=10cm；
（3）屏在距凸透鏡15cm處承接到清晰的像，像距在一倍焦距和二倍焦距之間，此時物體應該在二倍焦距之外，即蠟燭應該距凸透鏡大于20cm；
（4）在凸透鏡右側加一個鏡片，光屏上的成像不再清晰．保持其他元件不動，向遠離凸透鏡方向適當移動光屏后又可在光屏上看到清晰的像，說明此鏡片對光線有發散作用，即加入的鏡片為近視眼鏡鏡片（凹透鏡）．
故答案為：（1）向下；投影儀；（2）10；（3）大于20；（4）近視．

點評 燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，燭焰的像才能呈現在光屏的中央位置，這是光屏上不能接到像，或像沒有呈現在光屏中央，首先要考慮的問題．同時還考查了凸透鏡成像規律的應用問題．