Question

11．在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗中，小明選用了一塊焦距為10cm的凸透鏡．

（1）小明按照圖甲組裝好實驗器材，在只移動透鏡的情況下，無論怎樣調(diào)節(jié)燭焰都不能在光屏上成清晰的像，造成上述現(xiàn)象的原因是蠟燭和光屏間距離較�。�
（2）如圖乙所示，燭焰能在光屏上成清晰的像，此像是倒立、放大（填“放大”或“縮小”）的實像，利用這一成像規(guī)律可以制成投影儀．如果撤去光屏，人眼在圖乙所示的位置能（填“能”或“不能”）直接看到燭焰的實像．
（3）保持凸透鏡的位置不變，小明將圖乙中蠟燭與光屏的位置對調(diào)后，發(fā)現(xiàn)在光屏上還會出現(xiàn)一個清晰的像，這是因為在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．看著“對調(diào)”后光屏上的像，小明想到了眼睛的成像原理，為了解釋近視眼形成的原因，小明應(yīng)該用焦距小于（填“大于”或“小于”）10cm的凸透鏡來替換原來的凸透鏡．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中像距和物距的關(guān)系，當(dāng)u=2f，成倒立、等大的實像，此時v=2f；
（2）當(dāng)2f＞u＞f時，成倒立放大實像；應(yīng)用于投影儀．
（3）凸透鏡成像中，當(dāng)u＞2f時，成倒立、縮小的實像，f＜v＜2f．當(dāng)f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像，v＞2f．知道光路是可逆的．
近視眼成因：眼球晶狀體的曲度過大，遠(yuǎn)處物體反射來的光線通過晶狀體折射后形成的物像，就會落在視網(wǎng)膜的前方造成近視眼．

解答 解：（1）由圖甲可知，此時u=2f，在只移動透鏡的情況下，當(dāng)物距u=2f，成倒立、等大的實像，此時v=2f，但光屏的位置就不符合v=2f；
當(dāng)2f＞u＞f時，成倒立、放大的實像，此時v＞2f，同樣光屏的位置也不符合v＞2f；因此都不能在光屏上成清晰的像．要想在光屏上得到像，就得將光屏遠(yuǎn)離透鏡，因此造成都不能在光屏上成清晰的像的原因是蠟燭和光屏間距離較小．
（2）由圖乙可知此時物距為u=30cm-18cm=12cm，這時，2f＞u＞f，成倒立放大實像，利用這一成像規(guī)律可以制成投影儀．當(dāng)撤去光屏，人眼睛在光屏的位置能看到物體的實像；
（3）蠟燭與凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間時，在凸透鏡的另一側(cè)移動光屏，會在光屏上得到一個倒立的、放大的實像．接下來保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭與光屏的位置對調(diào)后，則蠟燭與凸透鏡的距離在二倍焦距以外，在光屏上還會出現(xiàn)一個倒立的、縮小的實像，這是因為光在折射時光路是可逆的．
因為近視眼的原因是：晶狀體太厚，折光能力太強，或者眼球在前后方向上太長，因此來自遠(yuǎn)處點的光會聚在視網(wǎng)膜前，所以小明應(yīng)該用焦距小于10cm的凸透鏡來替換原來的凸透鏡．
故答案為：（1）蠟燭和光屏間距離較��；（2）放大；投影儀；能；（3）可逆；小于．

點評 此題主要探究凸透鏡成像的規(guī)律，一定要掌握物體、像、物距、像距之間的大小關(guān)系，并做到舉一反三．