Question

4．同學們在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中．
（1）如圖甲所示，讓平行光經過凸透鏡后，在光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑，由此可知，該凸透鏡的焦距是10.0cm．

（2）用該凸透鏡做成像實驗，把蠟燭放在距凸透鏡如圖乙所示的位置，移動光屏，在光屏上形成清晰的像．若撤去光屏，人眼在圖示位置能（選填“能”或“不能”）觀察到蠟燭的像．
（3）接著把蠟燭放在距凸透鏡25cm的位置，移動光屏，在光屏上得到清晰的像“A”；再接著把蠟燭放在距凸透鏡28cm的位置，再移動光屏，在光屏上得到清晰的像“B”，由實驗可知像“A”大于（選填“大于”或“小于”）像“B”．
（4）根據(jù)上述（3）的操作，在光屏上得到清晰的像“B”之后，張老師取下自己戴的眼鏡放于蠟燭和凸透鏡之間，光屏上的像又變得模糊，小李同學發(fā)現(xiàn)：當光屏向左移動適當距離后像又清晰．由此可知，張老師所戴的眼鏡是凸透鏡，張老師的眼睛屬于遠視眼（選填“近視眼”、“遠視眼”或“正常眼”）．
（5）小王同學將透鏡及蠟燭、光屏置于光具座上（如圖丙），做成像實驗，記錄每次成實像的物距u，像距v，物像間距L（u+v），繪出圖線丁（以f為長度單位）．由圖可知，要想成實像，蠟燭與光屏的間距應滿足L≥4f．經“百度”發(fā)現(xiàn)，物理學中，有一個凸透鏡成像的“新概念”：放大率n=$\frac{A′B′}{AB}$=$\frac{v}{u}$，結合丙、丁兩圖，可知當物距u=1.5f時，n=2．

Answer 1

分析 （1）掌握凸透鏡對光線的會聚作用；根據(jù)焦距的概念，計算出焦距的大�。畯慕裹c到凸透鏡的距離．
（2）當2f＞u＞f時，成倒立放大實像，實像是光線的真實會聚，可以直接用眼睛觀察到；
（3）凸透鏡成像的規(guī)律及其應用之一：當u＞2f時，成倒立縮小的實像，凸透鏡成實像時，物近像遠像變大；
（4）根據(jù)像的位置變化判斷眼鏡對光線的作用，然后根據(jù)凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用判斷出眼鏡的種類；
（5）根據(jù)圖丁，當物距u=1.5f時找出對應的物像間距L，由L=u+v算出v，再利用n=$\frac{A′B′}{AB}$=$\frac{v}{u}$即可求出．

解答 解：（1）由圖中，平行光線經凸透鏡后會聚到一點，說明凸透鏡對光線具有會聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透鏡的焦點，所以焦距為40.0cm-30.0cm=10.0cm．
（2）由圖可知此時物距為u=18cm，這時2f＞u＞f，成倒立放大實像，由于是實像，當撤去光屏，人眼睛在光屏的位置能看到物體的實像；
（3）把蠟燭放在距凸透鏡25cm的位置，即u＞2f時，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立縮小的實像A，
把燭焰放在距凸透鏡28cm處時，即u＞2f時，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立縮小的實像B，
根據(jù)凸透鏡成實像時，物近像遠像變大，可知，像“A”大于像“B”；
（4）把眼鏡放于蠟燭和凸透鏡之間，光屏向左移動適當距離后像又清晰．說明該眼鏡對光線具有會聚作用，為凸透鏡，遠視眼鏡的鏡片是凸透鏡；
（5）由圖丁可知，當物距u=1.5f時，物像間距L=4.5f，
根據(jù)L=u+v可得，v=L-u=4.5f-1.5f=3f，
則放大率：n=$\frac{A′B′}{AB}$=$\frac{v}{u}$=$\frac{3f}{1.5f}$=2．
故答案為：（1）10.0；（2）能；（3）大于；（4）凸；遠視眼；（5）2．

點評 本題主要考查凸透鏡成像規(guī)律及其應用、焦距的測量和圖象的分析能力，解決此題的關鍵是通過圖象確定凸透鏡的焦距，涉及到了放大率，有一定的難度．