Question

2．在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，小明將蠟燭、凸透鏡、光屏、依次放在光具座上如圖所示．
（1）當把蠟燭放在光具座上如圖所示位置，點燃蠟燭，移動光屏上得到燭焰清晰、倒立、縮小 的實像（選填“放大”或“縮小”）．
（2）若遮住凸透鏡的上半部分，則燭焰在光屏上的成像情況是完整的像（選填“完整的像”、“一半的像”或“無法成像”）．
（3）若把圖中的凸透鏡看作“眼睛的晶狀體”，光屏看作“視網(wǎng)膜”，當“眼睛”帶上近視眼鏡時，燭焰剛好在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像；若取下近視眼鏡，則清晰的像會成在“視網(wǎng)膜”的前方（選填“前方”或“后方”）．
（4）小明在實驗中發(fā)現(xiàn)像高與像距、物距之間有一定的關(guān)系，為了進一步研究，他將5cm高的發(fā)光體作為光源進行實驗．下表是小明同學實驗時記錄的幾組數(shù)據(jù)：根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列問題：
①該凸透鏡的焦距為0.1m．
②從表中的數(shù)據(jù)可以看出“像高與物高的比值”和“像距與物距的比值”之間的具體關(guān)系．小明得出的結(jié)論是像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．

實驗次數(shù)	物距u/cm	像距v/cm	物高l/cm	像高h/cm
1	35	14	5	2
2	30	15	5	2.5
3	20	20	5	5
4	15	30	5	10
5	12	60	5	25

Answer 1

分析 （1）光屏上能承接到的像是實像．凸透鏡成實像時，當u＞2f，成倒立縮小的實像．
（2）要解決此題需要掌握凸透鏡成像的成因．凸透鏡成像屬于光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實像；如果不遮住凸透鏡的下半部分，透過的光多，像就亮；遮住凸透鏡的下半部分，透過的光少，像就暗．
（3）近視眼是晶狀體變厚，晶狀體對光線的會聚能力增強，使像成在視網(wǎng)膜的前方，戴凹透鏡使光線發(fā)散一些，使像呈在視網(wǎng)膜上．
（4）①根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中的物距等于2倍焦距時，成倒立等大的實像，可求得其焦距．
②根據(jù)4次試驗中像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系，可得出結(jié)論．

解答 解：（1）如圖，已知f=10cm，u=30cm，則u＞2f，凸透鏡成倒立、縮小的實像．
（2）凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當將透鏡的下半部分擋住后，整個物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過上半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同，還是完整的像；只是由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，亮度會減弱．
（3）近視眼不戴近視眼鏡，由于晶狀體變厚，像呈在視網(wǎng)膜的前方．給“眼睛”戴上近視眼鏡，使光線發(fā)散一些，使燭焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像，若取下近視眼鏡，又恢復(fù)到原來狀態(tài)．
（4）①由表中第3此實驗的數(shù)據(jù)，物距等于像距，物像等大，可知，此時u=2f=20cm．則f=10cm．即該凸透鏡的焦距為10cm=0.1m．
③第1次實驗中像高與物高的比值：$\frac{2}{5}$，像距與物距的比值：$\frac{14}{35}$=$\frac{2}{5}$，
2次實驗中像高與物高的比值：$\frac{2.5}{5}$=$\frac{1}{2}$=，像距與物距的比值：$\frac{15}{30}$=$\frac{1}{2}$，
3次實驗中像高與物高的比值：$\frac{5}{5}$=1；像距與物距的比值：$\frac{20}{20}$=1，
4次實驗中像高與物高的比值：$\frac{10}{5}$=2，像距與物距的比值：$\frac{30}{15}$=2，
5次實驗中像高與物高的比值：$\frac{25}{5}$=5：像距與物距的比值：$\frac{60}{12}$=5，則由此可得出結(jié)論：像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．
故答案為：（1）縮��；（2）完整的像；（3）前方；（4）①0.1；②像高與物高的比值和像距與物距的比值相等．

點評 凸透鏡相當于由很多個三棱鏡組成的，光經(jīng)過透鏡折射后會聚成像，擋住一部分光不會影響所成的像，只是亮度變暗；此實驗現(xiàn)象可以讓學生做實驗時動手操作一下，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生，感性認識印象會更深，效果會更好．