Question

10．在利用光具座做《研究凸透鏡成像》的實驗時：

（1）有一位同學，保持燭焰和凸透鏡的位置不變，無論怎樣移動光屏，都不能在光屏上看到燭焰的像，其原因是蠟燭放在了凸透鏡的一倍焦距以內．
（2）某剛學將燭焰、凸透鏡、光屏如圖甲所示放置時，在光屏上恰成一清晰的像，屏上的像的性質為倒立縮小的實像，這個像的成像原理與照相機（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）相同．
（3）若保持凸透鏡、光屏的位置不變，再在凸透鏡左側附近放置一凹透鏡（圖中未畫出），這時需要將蠟燭向左（選填“左”或“右”）移動才能在光屏上成清晰的像．
（4）對于焦距相同的凸透鏡，一個物距應該對應唯一的像距，但從各小組匯報數據中發現，物距均為12.00cm時，有三個小組所測像距分別為23.00cm、24.00cm、26.00cm．若他們的數據差別不是因為長度測量誤差導致的，你認為出現這種情況的操作原因是成像不是很清晰時記錄了像距．
（5）為了粗測凸透鏡的焦距，小明在上午第二節課后（9：30左右），將凸透鏡與水平地面平行放置，調節凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現一個最小的亮點，小明認為此點就是凸透鏡焦點的位置，旁邊的同學卻告訴他，這個亮點不是凸透鏡的焦點位置，其理由是沒有讓太陽光正對凸透鏡找焦點．
（6）小紅同學做“觀察凸透鏡成像”的實驗時，進行了兩次實驗，如第28題乙圖所示，在實驗1中，她能在凸透鏡的另一側的光屏上觀察到倒立、放大的“燭焰”；在實驗2中，她通過凸透鏡能觀察到正立、放大的“燭焰”．則該同學在實驗1中使用的凸透鏡的焦距小于（選填“大于”“小于”或“等于”）實驗2中使用的凸透鏡的焦距．

（7）如圖丙所示，為研究視力矯正問題，小明和小華用凸透鏡和光屏模擬眼睛，小明將遠視眼鏡放在燭焰和凸透鏡之間，移動光屏的位置，直至光屏上出現燭焰清晰的像，取走眼鏡，屏上的像變模糊了．此時要使屏上的像變清晰，應向遠離凸透鏡 （選填“凸透鏡”、“遠離凸透鏡”或“豎直向下”，）方向移動光屏，因為遠視眼鏡對光線具有會聚作用．

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像的實驗時，若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；有可能物體在焦點上，不能成像．
（2）根據物距大于2倍焦距時，成倒立縮小實像的原理進行分析，照相機就是根據這個原理制成的；
（3）凹透鏡對光線有發散的作用；
（4）要解決此題，需要知道確定像的位置．在實驗中要移動光屏，直到光屏上出現清晰的像為止．
（5）平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可；
（6）根據實驗1和實驗2中像的性質可分別確定物距和焦距的關系，然后比較即可．
（7）遠視眼鏡即為凸透鏡，凸透鏡能使光線會聚的特點，在眼睛前面放一個凸透鏡，就能使來自近處物體的光會聚在視網膜上．

解答 解：（1）保持燭焰和凸透鏡的位置不變，無論怎樣移動光屏，都不能在光屏上看到燭焰的像，這是由于蠟燭放在了凸透鏡的一倍焦距以內，此時不能成實像的緣故；
（2）蠟燭、凸透鏡位于圖乙中刻度對應的位置時，物距在大于2倍焦距，凸透鏡能成倒立縮小的實像，照相機是根據這個原理制成的．
（3）保持凸透鏡、光屏的位置不變，再在凸透鏡左側附近放置一凹透鏡，由于凹透鏡對光線有發散的作用，所以會推遲像的會聚，故此時的光屏應該向后移，所以若將光屏不動，則必須將蠟燭向做移動，以增大物距；
（4）同一凸透鏡，物距一定，像距一定，小組實驗的像距不同，是因為光屏上還沒有出現清晰的像就測像距．
（5）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經凸透鏡后將會聚在焦點．小明在上午第二節課后（9：30左右），太陽光傾斜照射到地面上，將凸透鏡與水平地面平行放置，太陽光沒有垂直照射到凸透鏡的表面，與主光軸不平行，所以不能正確測量出焦距；
（6）在實驗1中，她能在凸透鏡的另一側的光屏上觀察到倒立、放大的“燭焰”；
由此可知，2f₁＞u=6cm＞f₁，----①
在實驗2中，她通過凸透鏡能觀察到正立、放大的“燭焰”．
由此可知，物距u=6cm＜f₂，-----②
由①②比較可得，f₁＜f₂，
即實驗1中使用的凸透鏡的焦距小于實驗2中使用的凸透鏡的焦距．
（7）因凸透鏡對光線有會聚作用，可使遠視眼看物體時使來自近處的物體的光會聚在視網膜上．當用遠視眼鏡時，會將像向凸透鏡靠近，如拿走，必須使光屏遠離凸透鏡才可．
故答案為：（1）蠟燭放在了凸透鏡的一倍焦距以內；（2）倒立縮小的實像；   照相機；（3）左；（4）成像不是很清晰時記錄了像距；（5）沒有讓太陽光正對凸透鏡找焦點；（6 ）小于；（7）遠離凸透鏡；  會聚．

點評 掌握凸透鏡成像的兩種判斷方法：根據物距和焦距的關系，根據物距和像距的關系．
本題涉及到的知識點很多，有焦點、焦距、凸透鏡的會聚作用等，綜合性很強，使試題具有一定的難度．