Question

15．明明同學(xué)利用光具座研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時：
（1）他在沒有測量凸透鏡焦距的情況下，立即安裝調(diào)節(jié)器材，使?fàn)T焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度，然后適當(dāng)移動一下它們的位置，在圖示的情況下光屏上剛好得到燭焰清晰的像．明明立即知道該凸透鏡的焦距f₁是10cm．
（2）明明準(zhǔn)備繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)時不小心把凸透鏡掉在地上，凸透鏡碎了，于是明明從華華同學(xué)那里借來了一個焦距為8cm的凸透鏡．在不改變燭焰和光屏的位置情況下，把該透鏡放到原來位置時，發(fā)現(xiàn)光屏上燭焰的像不夠清晰了，于是他要把光屏向左移動（選填“左”或“右”），光屏上又能又出現(xiàn)燭焰清晰的像．在照相機(jī)集和投影儀中，成像情況與此類似的是照相機(jī)
（3）明明仔細(xì)觀察了兩個凸透鏡，又有了新發(fā)現(xiàn)：原來兩個凸透鏡的厚度不相同．華華的透鏡中間更加凸出．于是他總結(jié)了一個結(jié)論：在材料、大小等同的情況下，中間越薄的凸透鏡焦距越長（選填“長”或“短”）．
（4）根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)他斷定近視鏡的晶狀體比正常視力的晶狀體要凸出（選填“凸出”或“扁平”）一些．

Answer 1

分析 （1）①探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
②凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像時，物距：u=2f，像距：v＞2f，根據(jù)物距和像距提供的數(shù)據(jù)列出等式，解等式即可．
凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像時，物距：u＞2f，像距：2f＞v＞f，根據(jù)物距和像距提供的數(shù)據(jù)列出不等式，解不等式即可做出選擇．
（2）根據(jù)物距和焦距的關(guān)系，判斷凸透鏡成像的性質(zhì)，根據(jù)性質(zhì)判斷凸透鏡的應(yīng)用；
（3）不同凸透鏡對光的折射程度是不同的，即每個凸透鏡的焦距是不一定相同的，焦距即是透鏡焦點(diǎn)到光心的距離．
（4）從物距相同時，凸透鏡焦距長短分析像距的大小或從近視眼的成因分析晶狀體的焦距變化．

解答 解：（1）①由圖可看出：裝置中的錯誤是光屏偏高，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏，使它們的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
②由圖可看出，光屏上成倒立、等大的實(shí)像：則物距u=2f=20cm．解得f=10cm；
（2）借來了一個焦距為8cm的凸透鏡，在不改變燭焰和光屏的位置情況下，u=20cm，u＞2f，原來是u=2f，因此相當(dāng)于物距增大，由凸透鏡成實(shí)像規(guī)律：物遠(yuǎn)像近像變小可知，要把光屏向左移動才能又出現(xiàn)燭焰清晰的像；u＞2f，成倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)利用了此原理；
（3）在材料、大小等相同的情況下，中間越薄的凸透鏡焦距越長；中間越厚的凸透鏡焦距越短．
（4）物距相同時，凸透鏡焦距越短，像距越��；近視眼的晶狀體的焦距小于正常眼睛的焦距； 
物距相同時，凸透鏡焦距越長，像距越大；近視眼的成因是晶狀體焦距變短了．因此近視鏡的晶狀體比正常視力的晶狀體要凸出一些．
故答案為：（1）在同一高度；10；
（2）左；照相機(jī)；
（3）長；
（4）凸出．

點(diǎn)評 凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用是凸透鏡成像習(xí)題的重要依據(jù)，同時考查的使用探究實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論的能力，是一道實(shí)驗(yàn)探究題，一定要熟練掌握．