Question

小明在实验室用蜡烛、凸透镜、光屏做“探究凸透镜成像的规律”实验．

（1）小明将透镜正对太阳光，当移动光屏找到最小最亮的光斑时，如图所示则该凸透镜的焦距是___cm.

 

（2）小明将点燃的蜡烛、凸透镜固定好位置后，无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是_____．

（3）小明用该透镜进行实验，他把蜡烛放在如图所示A位置时，光屏应向M点的_____（选填“左”或“右”）侧移动，才能接收到一个清晰的像，该成像规律在实际生活中的应用是_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．

（4）近视眼的形成原因是：晶状体较正常人眼更凸，导致晶状体对光线的会聚能力更_____（选填“强”或“弱”），所以近视眼用_____透镜来矫正．

（5）小明用如图所示的装置在光屏上得到一个清晰的像C，接着他保持蜡烛的位置不变，用另一个焦距为f′的凸透镜代替原来焦距为f的凸透镜并保持透镜的位置不变，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像D，观察实验现象，他发现像D比像C变大了，则根据上述实验可以判断f′与f大小关系是f′_____ f （填“大于”或“小于”或“等于”）；在光屏上得到清晰的像D之后，保持透镜的位置不变将光屏向右移动一小段距离，为在光屏上得到清晰的像，蜡烛应向_____移动；  由实验可知：当用变焦照相机拍照时，如果想使被拍摄景物的像变大些，应调节相机的焦距变_____些．

Answer

10.0烛焰在凸透镜的焦点上右投影仪强凹大于右大于

【解析】（1）凸透镜正对太阳光时，光线平行于主光轴，光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10.0cm；

（2）无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，这说明光通过凸透镜后为平行光，所以蜡烛放在了凸透镜的焦点上；

（3）由图可知，把蜡烛放在图乙所示A位置时，u=40cm-25cm=15cm，2f＞u＞f，则凸透镜成倒立放大的实像，此时像距v＞2f，所以光屏应向M点的右侧移动，光屏上才能接收到一个清晰的像．该成像规律在实际生活中的应用是投影仪；

（4）近视眼的晶状体比正常人眼更凸，导致晶状体对光线的会聚能力更强，因此像成在视网膜之前，凹透镜对光线有发散作用，因此近视者应该佩带凹透镜，使光线推迟会聚，使像正好成在视网膜上，以便看清远处的物体；

（5）凸透镜成像时，光屏上成的像都是倒立的实像．由图可知，光屏上得到一个清晰的像A，是倒立缩小的实像，则焦距为f的凸透镜：物体离凸透镜30cm处，30cm＞2f，所以，15cm＞f，即f＜15cm．当用另一个焦距为f′的凸透镜代替原来焦距为f的凸透镜并保持透镜的位置不变，可以成倒立，缩小的实像，但这个像B比像A变大，那么像距比原来的像距也大了；由此可知焦距为f′的凸透镜的焦距比原来凸透镜的焦距要大；也可以成倒立、放大的实像，此时物距：2f＞u＞f，物体离凸透镜30cm处，2f′＞30cm＞f′，所以焦距为f′的凸透镜：30cm＞f′＞15cm，所以，焦距为f′的凸透镜的焦距大于焦距为f的凸透镜，即可以判断f′与f大小关系是 f′＞f。保持透镜的位置不变将光屏向右移动一小段距离，则增大了像距，为在光屏上得到清晰的像，就要减小物距，则蜡烛应向右（或透镜）移动，照相机和被拍照的物体保持不变时，照相机的焦距增大时（或变长），物距相对减小，像距要增大，像会变大；照相机的焦距减小时，物距相对增大，像距要减小，像会变小，所以如果想使被拍摄景物的像变大些，应调节相机的焦距变大些。