Question

【題目】小張同學探究“凸透鏡成像規律”的實驗裝置如圖所示，其中凸透鏡固定在光具座上 50cm 刻度線處，光屏和蠟燭分別位于凸透鏡兩側。

(1)實驗室有焦距為1cm 、15cm 、30cm 的凸透鏡，在本實驗中選用焦距為______cm 的凸透鏡較為合適。實驗時，應使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在______。

(2)小張將蠟燭移至光具座上 10 cm刻度線處，移動光屏直到燭焰在光屏上成清晰的像， 則該像是______ 的實像（選填：放大”、“等大”或“縮小”）；

(3)小張將蠟燭移至光具座上 30cm 刻度線處移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，則該像是______ 的實像（選填：“倒立”或“正立”）；然后小張用遮光板擋住凸透鏡的上半部分，______（選填：“能”或“不能”）在光屏上看到完整的像；

實驗結束后，小張又拿來一只眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，且較靠近凸透鏡，結果光屏上原來清晰的像變得模糊，他將光屏遠離透鏡移動時才能在光屏上看到燭焰清晰的像。由此可知：該眼鏡是用來矯正______ 眼的（選填：“近視”或“遠視”）。

Answer 1

【答案】15 同一高度 縮小 倒立 能 近視

【解析】

(1)[1]當u=2f時，物體經凸透鏡成倒立、等大的實像，v=2f，若選用f=30cm的凸透鏡，則此時

u=v=60cm

u+v=60cm+60cm=120cm

120cm大于光具座的長度，所以無法完成實驗。

若選用f=1cm的凸透鏡，則此時

u=v=2cm

u+v=2cm+2cm=4cm

4cm過小，容易造成誤差，所以無法完成實驗。故只能選擇f=15cm的做實驗。

[2]為了使像成在光屏中央，所以需要將光源、凸透鏡、光屏三種中心調節在同一高度。

(2)[3]小張將蠟燭移至光具座上 10 cm刻度線處，此時物距為

u=50cm-10cm=40cm>2f

所以移動光屏，成倒立、縮小的實像。

(3)[4]小張將蠟燭移至光具座上 30cm 刻度線處移動光屏，此時物距為

u=50cm-30cm=20cm

物距在一到二倍焦距間，所以移動光屏，成倒立、放大的實像。

[5]擋住透鏡相當于減少光透過透鏡，成像依舊完整，只是亮度變暗。

[6]他將光屏遠離透鏡移動時才能在光屏上看到燭焰清晰的像，說明透鏡使像成在更后，即光會聚能力變弱了，所以該透鏡為凹透鏡，用來矯正近視眼。