Question

【題目】小明探究凸透鏡的成像原理，與老師一起研制了如圖所示的實驗裝置，用水透鏡模擬眼睛，光屏模擬視網膜，通過對水透鏡注水或抽水可改變水透鏡的厚薄。蠟燭、光屏和水透鏡在光具座上的位置如圖所示。

(1)實驗時，首先要使燭焰、水透鏡、光屏三者的中心在_____上，目的是使像成在光屏中心。

(2)三者擺放位置如圖甲所示，在光屏上成了一個清晰的像(像未畫出)，該像為倒立、_____的實像。此時水透鏡的焦距f的范圍為_____。

(3)用水透鏡模擬正常眼睛，將圖甲中的燭移動到光具座上40cm處，光屏不動，此時應對水透鏡_____(填“注水”或“抽水” )，使其焦距變_____(填“長”或“短” )，才能在光屏上重新得到一個清晰的像。

(4)用水透鏡模擬爺爺的老花眼，如圖乙所示，若爺爺不戴老花鏡時恰好能夠看到圖中位置上的蠟燭，在圖中的虛線框內安裝上適當度數的老花鏡的鏡片，則爺爺將能看清蠟燭位置_____(填“左側”或“右側” )的物體。小明因為長期不注意用眼衛生，變成了近視眼，應該配戴_____(填“凸“或“凹” )透鏡矯正。

Answer 1

【答案】同一高度 縮小 10cm＜f＜20cm 注水 短 右側 凹

【解析】

(1)[1]燭焰、水透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央；

(2)[2]由圖甲可知，此時物距大于像距，凸透鏡成倒立縮小的實像；

[3]此時物距u＝50cm，50cm＞2f，像距v＝20cm，f＜20cm＜2f，解得10cm＜f＜20cm；

(3)[4][5]物距減小后，像距應增大，如果像的位置不變，則凸透鏡的焦距要變短，凸透鏡的厚度要增加，故此時應注水；

(4)[6]老花鏡是凸透鏡，對光線有會聚作用，水凸透鏡前放置老花鏡后，透鏡的折光能力變強，焦距變小，光屏位置不變，相當于像距變大，根據物近像遠像變大的成像原理可知，爺爺能夠看清右側的物體；

[7]近視眼是晶狀體太厚，折光能力太強，或者眼球在前后方向上太長，因此來自遠處點的光會聚在視網膜前，對近視眼的矯正可通過凹透鏡對光線的發散作用進行糾正。