【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开,需结合焦距测量方法、凸透镜成像规律、透镜对光线的作用及实验操作注意事项逐一分析:
(1)测量凸透镜焦距时,最小最亮的光斑才是焦点,若光斑不是最小,说明纸片不在焦点位置,此时光斑到透镜的距离L可能是焦点前或后的距离,故实际焦距可能小于或大于L;
(2)图乙中物距小于像距,成倒立放大实像,对应投影仪的工作原理;遮住凸透镜一半,透镜仍能折射光线成像,像完整;
(3)放眼镜后光屏需靠近透镜才能成像,说明眼镜是会聚透镜,用于矫正远视眼;
(4)物距相同像距不同,非测量误差,原因是未等像最清晰就测像距。
【解析】
(1)太阳光为平行光,经凸透镜后会聚于焦点,焦点处光斑最小最亮。当纸片上光斑不是最小时,纸片可能在焦点前或后,因此光斑到透镜的距离L与实际焦距的关系不确定,可能小于L,也可能大于L,故选D;
(2)由图乙可知,物距$u=50\mathrm{cm}-35\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$,像距$v=80\mathrm{cm}-50\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$,此时$f<u<2f$、$v>2f$,成倒立、放大的实像,投影仪利用该规律工作;遮住凸透镜上半部分,透镜下半部分仍能折射光线成像,因此光屏上的像完整,仅亮度变暗;
(3)将眼镜放在凸透镜前,光屏向透镜方向移动才能再次成清晰的像,说明该眼镜对光线有会聚作用,是凸透镜,用于矫正远视眼(远视眼晶状体折光能力弱,像成在视网膜后方,需凸透镜会聚光线);
(4)物距相同像距不同,非长度测量误差,原因是各组实验中,光屏上还未出现最清晰的像就测量了像距,导致数据存在差异。
【答案】
(1)D;(2)投影仪;完整;(3)远;(4)光屏上还没有出现清晰的像就测像距
【知识点】
凸透镜成像规律;远视眼矫正;实验操作
【点评】
本题全面考查凸透镜成像规律实验的核心知识点,涵盖焦距测量、成像规律应用、透镜遮挡影响、视力矫正及实验误差分析,是光学实验的典型题目,需学生熟练掌握实验细节与规律。
【难度系数】
0.6