Question

小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示，其中凸透镜固定在光具座上 50cm 刻度线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。

(1)实验室有焦距为1cm 、15cm 、30cm 的凸透镜，在本实验中选用焦距为______cm 的凸透镜较为合适。实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______。

(2)小张将蜡烛移至光具座上 10 cm刻度线处，移动光屏直到烛焰在光屏上成清晰的像， 则该像是______ 的实像（选填：放大”、“等大”或“缩小”）；

(3)小张将蜡烛移至光具座上 30cm 刻度线处移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是______ 的实像（选填：“倒立”或“正立”）；然后小张用遮光板挡住凸透镜的上半部分，______（选填：“能”或“不能”）在光屏上看到完整的像；

实验结束后，小张又拿来一只眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果光屏上原来清晰的像变得模糊，他将光屏远离透镜移动时才能在光屏上看到烛焰清晰的像。由此可知：该眼镜是用来矫正______ 眼的（选填：“近视”或“远视”）。

Answer

15 同一高度 缩小 倒立 能 近视

【解析】

(1)[1]当u=2f时，物体经凸透镜成倒立、等大的实像，v=2f，若选用f=30cm的凸透镜，则此时

u=v=60cm

u+v=60cm+60cm=120cm

120cm大于光具座的长度，所以无法完成实验。

若选用f=1cm的凸透镜，则此时

u=v=2cm

u+v=2cm+2cm=4cm

4cm过小，容易造成误差，所以无法完成实验。故只能选择f=15cm的做实验。

[2]为了使像成在光屏中央，所以需要将光源、凸透镜、光屏三种中心调节在同一高度。

(2)[3]小张将蜡烛移至光具座上 10 cm刻度线处，此时物距为

u=50cm-10cm=40cm>2f

所以移动光屏，成倒立、缩小的实像。

(3)[4]小张将蜡烛移至光具座上 30cm 刻度线处移动光屏，此时物距为

u=50cm-30cm=20cm

物距在一到二倍焦距间，所以移动光屏，成倒立、放大的实像。

[5]挡住透镜相当于减少光透过透镜，成像依旧完整，只是亮度变暗。

[6]他将光屏远离透镜移动时才能在光屏上看到烛焰清晰的像，说明透镜使像成在更后，即光会聚能力变弱了，所以该透镜为凹透镜，用来矫正近视眼。