Question

为探究凸透镜成像规律，小明和同学利用桌上两个凸透镜（A、B）实验，A、B两凸透镜的焦距分别为10cm和20cm。

(1)小明将调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在同一高度，目的是为了_____；

(2)小明将其中一块凸透镜放在光具座上，当凸透镜及光屏的位置如图甲所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。此像的性质是倒立的_____实像，在放大镜、照相机和投影仪中，成像原理与其相同的是_____；由图可知他选择的凸透镜为_____（选填“A”或“B”）；

(3)甲图中若将烛焰遮去一半，光屏上烛焰的像与原来相比_____（选填“变为原来一半”或“仍完整但变暗”），蜡烛燃烧一段时间后，但仍要使蜡烛的像成在光屏的中央，应把凸透镜向_____（选填“上”或“下”）调节，保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至_____刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。

(4)保持蜡烛的位置不变，将透镜移至图乙所示刻度线处，则人眼应该在图中_____（选填“A”、“B”或“C”）处且朝着相应方向，才能观察到烛焰的像。

(5)如图丙，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜后，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是_____眼镜（选填“近视”或“远视”）。

Answer

使像成在光屏中央 放大 投影仪 A 变为原来的一半 下 40cm B 远视

【解析】

(1)[1]实验前，应调节凸透镜、蜡烛和光屏三者的中心大致在同一高度，目的是使像成在光屏中央；

(2)[2] [3] [4]由图可知：u=15cm，v=30cm，成实像，说明物距大于一倍焦距，即凸透镜的焦距小于15cm，可知他选择的凸透镜的焦距为10cm，即A；由凸透镜成像规律可知：此时的像是倒立、放大的实像，应用于投影仪；

(3)[5]若将烛焰遮去一半，则只有没有遮挡的一半烛焰去成像，故光屏上的像与原来相比是原来一半；

[6]若蜡烛燃烧一段时间后，蜡烛整体下降，由于通过光心的光线方向不改变，烛焰的像将位于光屏中心的上方，但仍要使蜡烛的像成在光屏的中央，应把凸透镜向下调节；

[7]由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u=15cm，v=55cm−25cm=30cm，根据折射中光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当u=30cm时，即凸透镜移动至40cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像；

(4)[8]当时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，眼睛透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像，虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察；

(5)[9]将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明提前成像了，故放置的是使光线会聚的凸透镜，这种眼镜是用来矫正远视眼的。