①凸透镜的焦距为20cm
②当蜡烛因燃烧逐渐变短,光屏上的像会逐渐向上移动
③若遮挡凸透镜的一部分,光屏上将得不到完整的像
④若在蜡烛和凸透镜之间放置一个远视镜,为得到清晰的像光屏应向左移动
(1)从图乙可以看出,蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是(填像的性质)。
(2)当把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏部不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置的像能成在光具座上的光屏上,他采用了两种做法。
做法一:保持蜡烛和透镜位置不变更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像;由此推断更换的凸透镜比原有的凸透镜的聚光能力(填“强”或“弱”)。
做法二:保持蜡烛和透镜位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。由此实验联系实际可推知,远视眼的晶状体焦距较(选填“大”或“小”),将近处物体的像成在视网膜(填“前”“后”)方。
(3)在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为丁图中的。
(1)一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,得到图甲所示的光路图,该凸透镜的焦距为cm;
(2)利用这个凸透镜在图乙装置中进行以下操作:
①如果烛焰在光屏上的像偏高,应将凸透镜向(选填“上”或“下”)调节;
②当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏,可以在光屏上得到一个清晰的倒立、(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,成像情况与此类似的是(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
③将蜡烛移到距凸透镜5cm处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到清晰的像,这时应从凸透镜的(选填“左”或“右”)侧透过凸透镜直接观察到立的像;
(3)小超同学在一次实验中用“F”光源在光屏上得到了一个倒立的清晰的像,爱动手实验的小超在光源和光屏之间放了一个眼镜(选填“近视”或“远视”),需要将光屏远离透镜才能再次出现清晰的像;
(4)继续利用这个凸透镜进行实验;把高2cm的发光棒立于凸透镜前,在光屏上成了3cm高的像,则测量出的发光棒离凸透镜的距离可能是。
A.8cm B.12cm C.25cm D.32cm
由此小强猜想:此时烛焰通过凸透镜成虚像。要验证小强的猜想是否正确,应进行的实验步骤为:取下光屏,手持光屏在右侧同一水平高度继续向右移动,屏上始终没有烛焰清晰的像,于是在透镜右侧观察,看到了烛焰正立放大的像;再将光屏移到蜡烛左侧并左右移动,在屏上不能接收到烛焰的像,即验证小强的结论正确。
【提出问题】小明上学进校门时进行身份验证,发现屏幕上的头像较小,不能完成人脸识别,后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。他了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的,如何让自己的像变大些呢?于是带着问题进行了以下实验。
【设计实验】小明利用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像的规律”,选用凸透镜的焦距为10cm。
(1)实验在(选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行,现象更明显;
(2)实验前,要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是;
【分析与论证】如图甲,小明将蜡烛放在20cm刻度线处,移动光屏,直到光屏上恰好呈现一清晰的像。接着将蜡烛向右移动一段距离,移动光屏再次呈现清晰的像。根据以上实验,小明进行人脸识别时,为使屏幕上的头像变大,他应该(选填“靠近”或“远离”)镜头;
【交流与合作】
(1)若做实验时,不小心让一碎纸片吸附到了凸透镜上面,将凸透镜的镜面遮挡住了一部分,此时光屏上(选填“烛焰的像不完整”、“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些”);
(2)如图甲所示,要想在光屏上呈现清晰的像,若不改变烛焰、透镜和光屏的位置,可在透镜和蜡烛之间放置合适的(选填“近视”或“远视”)眼镜片;
(3)如图乙所示,保持凸透镜的位置不变,再将蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处,移动光屏直到光屏上出现清晰的像,则像移动的距离(选填“大于”、“小于”或“等于”)蜡烛移动的距离。
(1)保持透镜和光屏位置不动,把蜡烛放在刻度尺的10cm刻度处,可在蜡烛和透镜间合适位置添加一个焦距适当的(选填“近视”或“远视”)眼镜,仍能在光屏上承接到烛焰清晰的像:若不添加眼镜,适当向移动光屏,也可承接到一个清晰的像;
(2)当把蜡烛移到30cm刻度处时,适当移动光屏,(选填“一定”或“不一定”)能再次承接到烛焰清晰的像,因为。
眼睛
如图是我们人的眼睛的结构图,它很像一架照相机。我们看物体时,是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。当睫状体放松时,晶状体比较薄对光的偏折能力变小,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体;当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体。若沉溺于上网或长时间近距离看书写字、看电视,容易使睫状体的调节负担过重不能使晶状体恢复原状,使眼球的前后径过长,致使远处物体折射所形成的物像落到了的前方,形成近视。近视眼可以通过配戴的眼镜加以矫正。近视程度越严重,戴的眼镜度数越大。
透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度,用Φ表示,即Φ=1/f。如果某透镜的焦距是0.5m,它的焦度就Φ=1/0.5m=2m﹣1,而平时说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘100的值,例如,400度远视镜片的透镜焦度是4m﹣1,它的焦距是0.25m。通常远视镜片的度数是正数,而近视镜片的度数是负数。
眼睛瞳孔的作用能改变大小以控制进入眼睛的光线量。在弱光条件下开大,允许更多的光线进入,以便视物清楚。在强光条件下缩小,防止强光损伤视网膜,起到保护视网膜作用。
①用“F”形LED灯模拟VR眼镜的电子屏,用透镜模拟晶状体,用光屏模拟视网膜(如图乙)。在实验前,需要调节LED灯中心、透镜光心、光屏中心在 。
②经过实验小珩发现,若保持光屏和凸透镜位置不变,LED灯向右移动时,要重新在光屏上得到清晰的像,需换用焦距更小的凸透镜,这说明:物体靠近眼睛时,为看清物体,晶状体要变 (选填“厚”或“薄”),以 (选填“增强”或“减弱”)它的折光能力。
③如果物体离眼睛太近,就会超出晶状体的调节范围,使人眼无法看清。小珩发现,只要在原有凸透镜和“F”形LED灯之间放一块合适的透镜,便可以进一步缩小物距,让光屏上重新出现清晰的像(如丙),从而推断出VR眼镜内置的是 透镜。