14. 小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,该凸透镜的焦距可能是
B
(填序号)。
A. $5\ cm$
B. $10\ cm$
C. $15\ cm$
D. $20\ cm$
(2)小明把蜡烛向右移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。他可以将光屏向
右
移动或者不移动光屏,将一个度数合适的
远视
(近视/远视)眼镜的镜片放在凸透镜和烛焰之间,都能让光屏上的像重新变清晰。
(3)完成上述探究后,小明把凸透镜换成一块薄玻璃板,透过玻璃板能看到烛焰正立、
等大
(放大/缩小/等大)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上
没有
(有/没有)烛焰的像。

解析:
【分析】
(1)首先根据图中蜡烛、凸透镜、光屏的位置计算物距和像距,此时物距大于像距,成倒立缩小的实像,结合凸透镜成像规律列出关于焦距的不等式,据此筛选符合条件的焦距选项;
(2)根据凸透镜成像“物近像远像变大”的规律,判断光屏的移动方向;若不移动光屏,需利用透镜对光线的作用,选择能使光线提前会聚的镜片让像重新清晰;
(3)薄玻璃板相当于平面镜,根据平面镜成像的特点分析像的性质,再结合虚像的特点判断光屏上是否有像。
【解析】
(1) 由图可知,物距 $ u = 50\ \mathrm{cm} - 20\ \mathrm{cm} = 30\ \mathrm{cm} $,像距 $ v = 65\ \mathrm{cm} - 50\ \mathrm{cm} = 15\ \mathrm{cm} $。此时光屏成清晰的倒立缩小实像,根据凸透镜成像规律:
$ u > 2f $,即 $ 30\ \mathrm{cm} > 2f $,解得 $ f < 15\ \mathrm{cm} $;
$ f < v < 2f $,即 $ f < 15\ \mathrm{cm} < 2f $,解得 $ 7.5\ \mathrm{cm} < f < 15\ \mathrm{cm} $。
选项中只有$10\ \mathrm{cm}$符合范围,故选B。
(2) 蜡烛向右移动,物距减小,根据“物近像远像变大”,像距会增大,因此需将光屏向右移动才能得到清晰的像;若不移动光屏,要使像重新成在光屏上,需在凸透镜和烛焰之间放置对光线有会聚作用的镜片,远视眼镜的镜片是凸透镜,对光线有会聚作用,可使像提前成在光屏上,故应放远视眼镜片。
(3) 薄玻璃板相当于平面镜,根据平面镜成像特点,平面镜成正立、等大的虚像;虚像不能在光屏上呈现,因此把光屏移到像的位置,光屏上没有烛焰的像。
【答案】
(1) B
(2) 右;远视
(3) 等大;没有
【知识点】
凸透镜成像规律;平面镜成像特点;透镜对光的作用
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律、平面镜成像特点的应用,需熟练掌握相关光学规律,结合实验情境分析问题,侧重对实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.6