Question

在学完凸透镜成像规律后，小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究。

（l）如图1所示，为测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，并调节光屏位置直到在屏上得到一个最小的光斑，该透镜的焦距f=________cm；

（2）实验前需调节烛焰、凸透镜和光屏三者的高度，使它们的中心在凸透镜的________上；调整至图2位置时，恰好在光屏上接收到清晰的倒立、________的像；若保持蜡烛和光屏的位置不变，当将凸透镜向左平移________cm时，光屏上可再次出现清晰的像；

（3）小明将他的眼镜片放在图2中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向右移动光屏，像就又清晰了，由此可判断小明是________（填“近视”或“远视”）眼；

（4）小明用该凸透镜和图3所提供的器材自制简易照相机；

①为了更清楚地观察像，应选择________（选填“较暗”或“较亮”）的物体作为观察对象；

②图3中两圆筒的长度均为7.5cm，为在半透明塑料薄膜上找到清晰的像，则应该将薄膜安装在内筒的________（填“A”或“B”）端；

③小明在教室内将自制照相机对准教室的窗户，通过调节内筒，恰好在薄膜上获得教室窗户清晰的像，现在用它来给窗外远处的楼房“拍照”，则需将内筒向________（选填“里推”或“外拉”）一些，才能在薄膜上得到远处楼房清晰的像。

Answer

8.0 主光轴 缩小 12 近视 较亮 B 里推

【解析】

(1)[1]让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，由图1可知，焦点到光心的距离是：

；

所以凸透镜的焦距是8.0cm；

(2)[2]实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心，使它们的中心在同一高度上，即使它们的中心在凸透镜的主光轴上，目的是使像成在光屏的中央；

[3]物体到凸透镜的距离是物距，像到凸透镜的距离是像距；如图2，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；

[4]由图2知，此时的物距是24.0cm，像距12cm，物距大于两倍焦距，当将凸透镜向左平移物距和像距正好与上次相反时，由光路可逆的特点知，光屏上可再次出现清晰的像；所以左平移12cm时，光屏上会再次出现清晰的像；

(3)[5]向右移动光屏，像变清晰了，说明眼镜片放在凸透镜前使光线延迟相交了，因此该同学佩戴的是凹透镜，患上了近视眼；

(4)①[6]为了更清楚地观察像，通常选择较亮的物体作为观察对象，同时需要将光屏放在较暗的环境中，使像更清晰；

②[7]由于照相机成清晰的像时需要满足物距大于两倍焦距，像距大于一倍焦距小于两倍焦距，而且凸透镜的焦距是8cm，所以为在半透明塑料薄膜上找到清晰的像，则应该将薄膜安装在内筒的B端；

③[8]由凸透镜成像的规律可知，物距变大时，像距变小，像变小；由题意可知，小明用自制的照相机先拍摄到了近处的窗户，再拍摄远处的楼房时，即物距变大，像距应减小，薄膜上的像变小，则需将内筒向里推一些，才能在薄膜上得到远处楼房清晰的像。