Question

物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少和成像规律，做了以下实验：

（1）他们将镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距 s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线甲，则可判断该透镜的焦距f为_________cm；

（2）接着将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图乙），做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v，物像间距L（u+v），绘出图线丙（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥_____（用f表示）；

（3）晓红同学将爷爷的远视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像.将远视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了。为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下， 应将光屏向_______________（靠近/远离）凸透镜的方向移动；

（4）物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，结合乙、丙图可知，当物距u＝3f时，n＝__________。

Answer

12 4f 远离 0.5（或）

【解析】

(1)根据图甲找出白纸被烤焦的最短时间，所对应的透镜与白纸间距即为焦距；

(2)根据图丙物象间距L与物距u的关系，找出物像间距L的最小值即可；

(3)远视眼镜镜片是凸透镜，对光线有会聚作用，能使光线的会聚点提前；

(4)当物距u=3f时，结合图丙，找出对应的物像间距L和像距v，再利用即可求出。

(1)[1]由图甲可知，当透镜与白纸间距s=12cm时，白纸被烤焦的时间t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm；

(2)[2]将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上，且烛焰、光屏中心和透镜中心在同一高度，即位于凸透镜的主光轴上；根据凸透镜的成实像时满足u>f，由图丙可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距u=2f时，物像间距L最小为4f，因此要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L⩾4f；

(3)[3]远视眼镜镜片是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，所以将远视眼镜镜片取下，发现“视网膜”上的像变模糊了，此时像落在“视网膜”的后面；为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动光源和凸透镜位置的前提下，由凸透镜成像规律可知，应将光屏远离透镜；

(4)[4]当物距u=3f时，根据L=u+v可得，

，

则由图丙可知，L=4.5f，v=1.5f，故放大率：

。