Question

2．某同学用蜡烛、凸透镜 和光屏做“探究凸透镜成像规 律”的实验，装置如图所示．

（1）要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向上（填“上”或“下”）调节．
（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜 20cm 时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个 等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是10cm．
（3）有同学对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成 LED 灯组、光屏换成带有方格的光屏．
①蜡烛换成 LED 灯的优点是实验现象更明显、便于观察、减少了污染．
②光屏换成带有方格光屏的优点是便于比较像的大小．相比较LED灯组成的图形是T型的还是F型的实验效果好？F型的实验效果．
（4）实验中一个同学特意把自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，屏上的像变模糊了；他适当地调整光屏使之远离凸透镜，光屏上又出现了烛焰清晰的像，则这个同学戴的是近视（选填“近视”或“远视”）眼镜．另一个同学也取下自己戴的眼睛放于蜡烛和凸透镜之间、光屏上的像也变得模糊，当光屏向左移动适当距离后像又清晰．由此可知，这个同学所戴的眼镜是凸透镜，他的眼睛属于远视眼（选填“近视眼”、“远 视眼”、或“正常眼”）．

Answer 1

分析 （1）为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上；
（2）凸透镜成像时，u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，由此判断凸透镜的焦距；
（3）①要解决此题，需要将LED灯与烛焰比较，找出其优点：LED灯的亮度更大，更容易观察其像，同时其形状规则；
②利用方格光屏，更容易比较像与物的大小关系．T字形物体是左右对称的，应换一个上下、左右都不对称的字形；
（4）近视镜是凹透镜对光线具有发散作用，远视镜是凸透镜，对光线具有会聚作用，根据像距的变化判断出透镜对光线的作用，得出结论．

解答 解：
（1）实验中要使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，由图可知，烛焰位置偏低，要想使像成在光屏中央，应调节蜡烛使烛焰向上调节．
（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜 20cm 时，能在光屏上得到一个 等大清晰的像，此时u=20cm=2f，所以该凸透镜的焦距f=10cm．
（3）①蜡烛的亮度低、不稳定，燃烧的产物污染环境等；LED亮度高、稳定、对环境无污染等．所以蜡烛换成LED灯的优点：实验现象更明显、便于观察、减少了污染等；
②光屏换成带有方格光屏的优点：便于比较像的大小；
T形物体是左右对称的，F型上下、左右都不对称的字形，便于比较成像的特点；
（4）适当地调整光屏使之远离凸透镜，光屏上又出现了烛焰清晰的像，说明光线比原来延迟会聚，则该眼镜对光线具有发散作用，为凹透镜，所以这个同学戴的是近视镜；
反之光屏向左移动适当距离后像又清晰，则该眼镜对光线具有会聚作用，为凸透镜，所以另一同学是远视眼，戴的是远视镜．
故答案为：（1）上；（2）10；（3）①实验现象更明显、便于观察、减少了污染；②便于比较像的大小；F型的实验效果；（4）近视；凸；无视眼．

点评 此题是探究凸透镜成像规律的实验，考查了凸透镜成像规律及应用、对凸透镜成像实验的装置进行了改进等．我们不仅要掌握成像特点与物距像距之间的关系，而且要善于总结规律；本题还考查了透镜对光线作用及其应用，与生活联系紧密．