Question

某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验：

（1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是______cm．
（2）实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，应调节蜡烛使烛焰向______（填“上”或“下”）移动．当将蜡烛与凸透镜的距离调35cm时，移动光屏，在屏上可看到清晰的倒立______（填“放大”、“缩小”或“等大”）实像．
（3）如图乙所示，若在光屏上（光屏未画出）得到清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四点中的______点，此成像规律应用在______上（填一种器材名称）．
（4）若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜，当“眼睛”戴上近视眼镜时，烛焰刚好在“视网膜”上成一清晰的像；若取下近视眼镜，则清晰的像会成在“视网膜”的______（选填“前面”或“后面”）．
（5）实验时光屏上得到一个清晰的像A，接着他保持蜡烛的位置不变，用另一个焦距为f′的凸透镜代替原来焦距为f的凸透镜并保持透镜的位置不变，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像B，观察实验现象，他发现像B比像A变大了．根据上述实验可以判断f′与f大小关系是______．

Answer 1

解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距为：f=60cm-45cm=15cm．
（2）烛焰在光屏上像的位置偏高，根据光线过光心不改变方向，说明蜡烛位置偏低，所以蜡烛向上移动．
当将蜡烛与凸透镜的距离调35cm时，凸透镜的焦距为15cm，u＞2f，成倒立、缩小的实像．
（3）凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪，所以烛焰在c位置．
（4）近视眼镜是凹透镜，戴上近视眼镜像成在视网膜上，凹透镜对光线有发散作用，取下凹透镜，光线会聚点向前移动．
（5）蜡烛的位置不变，用另一个焦距为f′的凸透镜代替原来焦距为f的凸透镜并保持透镜的位置不变，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像B，观察实验现象，他发现像B比像A变大了．说明物距相对变小，凸透镜的焦距应该是变大了，所以，f′＞f．
故答案为：（1）15；（2）上；缩小；（3）c；投影仪；（4）前面；（5）f′＞f．
分析：（1）根据凸透镜的焦点和焦距的定义进行判断．
（2）根据光线过光心不改变方向．
凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像．
（3）凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
（4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，发散作用是使原来会聚成像的光线错后会聚．
（5）物距不变时，凸透镜的焦距变大，物距相对变小，根据凸透镜成实像时，物距减小，像距变大，像变大进行判断．
点评：物距不变时，改变凸透镜的焦距，物距相对焦距发生变化，根据凸透镜成实像时，物距减小，像距变大，像变大进行判断，在调焦的照相机中经常使用．