Question

【題目】小明用自制的水凸透鏡（當向水凸透鏡里注水時焦距變小，抽水時焦距變大）來探究凸透鏡成像的規律。

（1）若實驗在光屏上得到如圖甲的像，應將蠟燭向_____（選填“右下”“左上”“右上”“左下”）調節，直至_____。

（2）如圖乙，讓一束平行于主光軸的光射向水凸透鏡，調節光屏位置，此時光屏上出現了一個最小最亮的光斑，則此水凸透鏡的焦距為_____cm。

（3）小明將蠟燭水凸透鏡和光屏調整至如圖丙的位置時，光屏上出現清晰的燭焰的像，此像是倒立的、_____的實像，小明接著在蠟燭和光屏位置都不變的情況下，將水凸透鏡移至光具座_____cm刻度處，再次得到清晰地燭焰像。

（拓展）小明利用注射器從水凸透鏡中向外抽少許水，光屏上原來清晰的像變的模糊不清，這與_____（選填“近視眼”或“遠視眼”）的成因相同：要想重新得到清晰的燭焰的像，在蠟燭和水凸透鏡的位置都不變的情況下，應將光屏向_____（選填“遠離”或“靠近”）水凸透鏡的方向移動。

Answer 1

【答案】左上 像成在光屏的中央 10.0 縮小 35.0 遠視眼 遠離

【解析】

（1）由圖甲可知，像在光屏左上方，根據燭焰發出的光線經透鏡的光心不改變方向，說明燭焰位置偏右、偏低，所以要調節蠟燭向左上方移動，直到像成在光屏的中央；

（2）由圖乙結合焦距的概念可知，此時光斑到凸透鏡的距離即為焦距，即f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm；

（3）由圖丙可知，物距u=50.0cm﹣20.0cm=30.0cm，u＞2f，物體處于2倍焦距之外，所以成倒立、縮小的實像，此時的像距v=65.0cm﹣50.0cm=15.0cm；

在蠟燭和光屏位置都不變的情況下，要再次得到清晰的燭焰像，根據光路的可逆性，應將此時的物距調整為u′=15.0cm（與之前的像距相等），即將水凸透鏡移至光具座的20.0cm+15.0cm=35.0cm處；

【拓展】

當把“水凸透鏡”水向外抽取時，使其變薄、凸透鏡對光線的會聚能力減弱，使像成在原來像的后方，這與遠視眼的成因相同，因此要想重新得到清晰的像，應將光屏向遠離透鏡的方向移動。