Question

14．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小刚选用了焦距为10cm的凸透镜．
（1）他将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，并调节到如图所示的位置时，光屏上出现了倒立、缩小（填“放大”“缩小”或“等大”）的烛焰的像．
（2）若图中的点划线为凸透镜的主光轴，A点为烛焰上的一点，请通过作图确定凸透镜的一个焦点F和A点在光屏上的像A′的位置．
（3）小刚又把蜡烛移到光具座上35cm刻度线处，屏上的像变模糊了，此时他摘下自己的眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间，只适当调整眼镜的位置，光屏上又出现了清晰的像，则小刚戴的远视（填“近视”或“远视”）眼镜．
（4）接着他取下这个眼镜，保持此时蜡烛和凸透镜的位置不变，若使光屏上的像仍然清晰，应将光屏移至光具座上80cm刻度线处．
（5）保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到距凸透镜5cm处时，前后移动光屏，在光屏上不能（填“能”或“不能”）得到蜡烛的像，此时凸透镜成虚（填“实”或“虚”）像．若想看到此像，观察方法应是从凸透镜右侧透过透镜观察
（6）如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，结果D．
A．没有影响   B．不能成像
C．成一半的像   D．仍能成完整的像，但亮度变暗．

Answer 1

分析 （1）掌握凸透镜成像的三种情况：
U＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞V＞f．
2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，V＞2f．
U＜f，成正立、放大的虚像，光屏上不能呈接到像，透过凸透镜能看到虚像．
（2）平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于焦点；过光心的方向不变；从焦点发出的光线，过凸透镜后平行于主光轴．还要知道由物体经过凸透镜的光线会聚到像点．
（3）近视眼镜是凹透镜，当近视眼镜靠近凸透镜时，会聚能力减弱，使像呈在光屏的后方；近视眼的晶状体变厚，会聚能力增强，像距减小，像呈在视网膜的前方；戴近视眼镜使光线发散一些，使像距增大，使像呈在视网膜上．
（4）根据$\frac{1}{f}$=$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$即求出像距，然后根据透镜的位置确定光屏位置．
（5）u＜f，成正立、放大的虚像；
（6）物体由无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像．所以遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像．

解答 解：（1）由图可知：U＞2f，2f＞V＞f，则光屏上成倒立、缩小的实像．
（2）解：在主轴上确定出凸透镜的右边的焦点位置．
过A点和光心作一条光线，折射光线与光屏的交点为像点A′；
过A点作平行于主光轴的入射光线，然后过透镜后到达A′点，折射光线与主光轴的交点即为焦点F；
如下图所示：

（3）小刚又把蜡烛移到光具座上35cm刻度线处，即物距减小，像距则变大，屏上的像会变模糊了，此时他摘下自己的眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间，只适当调整眼镜的位置，光屏上又出现了清晰的像，说明眼镜又将像距变小了，也就是眼镜对光线有会聚作用，因此这只眼镜是凸透镜；则小刚戴的是远视眼镜．
（4）由图可知：u=50cm-35cm=15cm，f=10cm，
根据$\frac{1}{f}$=$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$的：v=$\frac{uf}{u-f}$=$\frac{15cm×10cm}{15cm-10cm}$=30cm，
则光屏位置在50cm+30cm=80cm．
（5）若将蜡烛移到距凸透镜5cm处时，此时u＜f，成正立、放大的虚像，在光屏上不能得到蜡烛的像；若想看到此像，观察方法应是从凸透镜右侧透过透镜观察；
（6）遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗．
故答案为：（1）缩小；（2）如上图；（3）远视；（4）80；（5）不能；虚；从凸透镜右侧透过透镜观察；（6）D．

点评 此题考查了凸透镜成像的特点和三条特殊光线的应用，要理解成像的原理，知道据=$\frac{1}{u}$+$\frac{1}{v}$．