【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开,需结合透镜对光线的作用、凸透镜成像规律、焦距的判断等知识逐步分析:
1. 第一问:观察平行光经透镜后的传播方向,判断透镜对光的作用;
2. 第二问:先通过图甲确定凸透镜焦距,再计算图乙的物距,结合成像规律判断像的位置、性质及应用;
3. 第三问:根据图丙的u-v关系确定两透镜的焦距,结合“像成在光屏后”分析更换的透镜,再根据成像规律分析后续操作。
【解析】
(1) 图甲中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光有会聚作用。
(2) 由图甲可知,凸透镜的焦距$f=55\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$;图乙中,物距$u=50\mathrm{cm}-30\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$,满足$f<u<2f$,根据凸透镜成像规律,此时像距应$v>2f=30\mathrm{cm}$,当前像距为$70\mathrm{cm}-50\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}<30\mathrm{cm}$,因此需将光屏向右移动,才能得到清晰的倒立、放大的实像,该原理应用于投影仪。
(3) 由图丙,当$u=v=2f$时成等大实像,可知甲透镜焦距$f_甲=10\mathrm{cm}$,乙透镜焦距$f_乙=15\mathrm{cm}$;更换透镜后像成在光屏后,说明透镜会聚能力变弱(焦距变大),故更换的是乙透镜;
② 保持透镜和光屏位置不变,要使像距减小,需增大物距,因此蜡烛向左移动;
③ 保持元件位置不变,需使光线提前会聚,应放置凸透镜,远视眼镜为凸透镜,故放置远视眼镜。
【答案】
(1) 会聚 (2) 右 放大 投影仪 (3) 乙 ②左 ③远视眼镜
【知识点】
凸透镜对光的作用;凸透镜成像规律;远视眼矫正
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实验应用,需掌握焦距确定、成像规律及透镜作用,结合图像和实验装置分析,难度适中。
【难度系数】
0.5