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12. 某同学用自制的水透镜探究凸透镜成像的规律。当向水透镜里注水时,水透镜的焦距变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距变大。
(1) 如图(a)所示,一束平行光平行于主光轴射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为____cm。实验前,应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在____。
(2) 该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图(b)所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像。在此实验场景下,该同学给水透镜“戴上”自己的眼镜,如图(c)所示,烛焰的像变得模糊。当从水透镜中抽出适量水后,他发现烛焰的像再次变清晰。由此判断该同学戴的是____(近视/远视)眼镜。


(1) 如图(a)所示,一束平行光平行于主光轴射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为____cm。实验前,应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在____。
(2) 该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图(b)所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像。在此实验场景下,该同学给水透镜“戴上”自己的眼镜,如图(c)所示,烛焰的像变得模糊。当从水透镜中抽出适量水后,他发现烛焰的像再次变清晰。由此判断该同学戴的是____(近视/远视)眼镜。
答案:
【解析】:
本题主要考查凸透镜成像规律以及透镜对光线的作用,同时涉及到实验操作中的调节和视力矫正的知识。(1)对于凸透镜,平行于主光轴的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。在调节实验装置时,要使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在同一高度,这样才能使像成在光屏的中央。(2)当向水透镜里注水时,水透镜的焦距变小,会聚能力变强;从水透镜里抽水时,水透镜的焦距变大,会聚能力变弱。根据凸透镜成像规律以及视力矫正的原理来分析该同学戴的眼镜类型。
(1)由图知,平行光线经凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,由此可知,该凸透镜的焦距是$20.0cm - 10.0cm = 10.0cm$。实验前应调节烛焰、水透镜和光屏三者的中心在同一高度,目的是使像成在光屏的中央。
(2)当从水透镜中抽出适量的水后,对光线的会聚能力减弱,发现烛焰的像再次变得清晰,说明水透镜原来“戴上”的是具有会聚作用的凸透镜,由于凸透镜可用来纠正远视眼,所以该同学戴的是远视眼镜。
【答案】:
(1) $10.0$;同一高度
(2) 远视
本题主要考查凸透镜成像规律以及透镜对光线的作用,同时涉及到实验操作中的调节和视力矫正的知识。(1)对于凸透镜,平行于主光轴的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。在调节实验装置时,要使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在同一高度,这样才能使像成在光屏的中央。(2)当向水透镜里注水时,水透镜的焦距变小,会聚能力变强;从水透镜里抽水时,水透镜的焦距变大,会聚能力变弱。根据凸透镜成像规律以及视力矫正的原理来分析该同学戴的眼镜类型。
(1)由图知,平行光线经凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,由此可知,该凸透镜的焦距是$20.0cm - 10.0cm = 10.0cm$。实验前应调节烛焰、水透镜和光屏三者的中心在同一高度,目的是使像成在光屏的中央。
(2)当从水透镜中抽出适量的水后,对光线的会聚能力减弱,发现烛焰的像再次变得清晰,说明水透镜原来“戴上”的是具有会聚作用的凸透镜,由于凸透镜可用来纠正远视眼,所以该同学戴的是远视眼镜。
【答案】:
(1) $10.0$;同一高度
(2) 远视
13. 如图所示是简易天文望远镜的内部结构。远处的物体经过物镜成____的实像,落在目镜____的位置,该实像经过目镜成____(虚/实)像。如果你想制作简易天文望远镜,但是没有现成的透镜,可以选用合适的____(近视/远视)镜片来代替。

答案:
【解析】:本题主要考查望远镜的原理。
远处的物体的光到物镜时,由于物体离物镜非常远,所以此时的物体到物镜的距离几乎等于两倍焦距,根据透镜成像规律可知,物镜成倒立、缩小的实像 。
目镜相当于一个放大镜,这个倒立缩小的实像落在目镜的一倍焦距以内,根据透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像 。
远视眼是晶状体曲度变小,会聚能力减弱,即折光能力减弱,像呈在视网膜的后方,应佩戴会聚透镜(即凸透镜),使光线提前会聚 。
近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜(即凹透镜),使光线推迟会聚 。
因此,可以选用合适的远视镜片来代替望远镜的物镜和目镜。
【答案】:倒立、缩小;一倍焦距以内;虚;远视。
远处的物体的光到物镜时,由于物体离物镜非常远,所以此时的物体到物镜的距离几乎等于两倍焦距,根据透镜成像规律可知,物镜成倒立、缩小的实像 。
目镜相当于一个放大镜,这个倒立缩小的实像落在目镜的一倍焦距以内,根据透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像 。
远视眼是晶状体曲度变小,会聚能力减弱,即折光能力减弱,像呈在视网膜的后方,应佩戴会聚透镜(即凸透镜),使光线提前会聚 。
近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜(即凹透镜),使光线推迟会聚 。
因此,可以选用合适的远视镜片来代替望远镜的物镜和目镜。
【答案】:倒立、缩小;一倍焦距以内;虚;远视。
14. 如图所示是自制的水滴显微镜。
(1) 应使箭头(水滴下面被观察的物体)、小水滴和凸透镜在同一____上。在上下移动凸透镜时,要始终保持凸透镜是水平的,并且眼睛离凸透镜不要太近。
(2) 在此实验中,小水滴作为显微镜的物镜,它的焦距____(很短/较长),凸透镜作为显微镜的目镜,它的焦距____(很短/较长)。
(3) 实验时先调节箭头与小水滴之间的距离,使箭头位于小水滴一倍焦距至二倍焦距之间,这样才能成____(放大/缩小)的____(实/虚)像;然后再调节凸透镜与水滴之间的距离,使实像成在凸透镜一倍焦距以内,这样从目镜观察到的是比实物大得多的____(实/虚)像。

(1) 应使箭头(水滴下面被观察的物体)、小水滴和凸透镜在同一____上。在上下移动凸透镜时,要始终保持凸透镜是水平的,并且眼睛离凸透镜不要太近。
(2) 在此实验中,小水滴作为显微镜的物镜,它的焦距____(很短/较长),凸透镜作为显微镜的目镜,它的焦距____(很短/较长)。
(3) 实验时先调节箭头与小水滴之间的距离,使箭头位于小水滴一倍焦距至二倍焦距之间,这样才能成____(放大/缩小)的____(实/虚)像;然后再调节凸透镜与水滴之间的距离,使实像成在凸透镜一倍焦距以内,这样从目镜观察到的是比实物大得多的____(实/虚)像。
答案:
【解析】:
(1) 要使像成在视网膜上,应使箭头(水滴下面被观察的物体)、小水滴和凸透镜在同一高度上。在上下移动凸透镜时,要始终保持凸透镜是水平的,并且眼睛离凸透镜不要太近。
(2) 小水滴相当于显微镜的物镜,能成倒立放大的像,放大倍数较大,焦距较短;凸透镜相当于显微镜的目镜,它的焦距比物镜长。
(3) 实验时先调节箭头与小水滴之间的距离,使箭头位于小水滴一倍焦距至二倍焦距之间,这样才能成放大的实像;然后再调节凸透镜与水滴之间的距离,使实像成在凸透镜一倍焦距以内,这样从目镜观察到的是比实物大得多的虚像。
【答案】:
(1) 高度
(2) 很短;较长
(3) 放大;实;虚
(1) 要使像成在视网膜上,应使箭头(水滴下面被观察的物体)、小水滴和凸透镜在同一高度上。在上下移动凸透镜时,要始终保持凸透镜是水平的,并且眼睛离凸透镜不要太近。
(2) 小水滴相当于显微镜的物镜,能成倒立放大的像,放大倍数较大,焦距较短;凸透镜相当于显微镜的目镜,它的焦距比物镜长。
(3) 实验时先调节箭头与小水滴之间的距离,使箭头位于小水滴一倍焦距至二倍焦距之间,这样才能成放大的实像;然后再调节凸透镜与水滴之间的距离,使实像成在凸透镜一倍焦距以内,这样从目镜观察到的是比实物大得多的虚像。
【答案】:
(1) 高度
(2) 很短;较长
(3) 放大;实;虚
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