23 学过透镜知识后，小明所在实验小组在光学实验室（暗室）想对学过的知识进行深入研究，可用的器材有：光源S（视为点光源）、圆形凸透镜（直径为D）、光具座、光屏（足够大）。经讨论他们决定先从测凸透镜的焦距开始。
（1）在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心$O'$.

（2）将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和在同一水平直线上.
（3）固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距，此时各器材在光具座上的位置如图所示，该凸透镜的焦距为cm.
（4）为了验证测出的焦距值是否准确，小明提出可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，则测出的焦距准确.若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值.

23. (2) 圆心$O'$ (3) 与所画圆完全重合 20 (4) 偏小

【分析】
本题考查凸透镜焦距测量的实验操作与原理，解题思路如下：
1. 实验前需调节各器材高度，使光源、凸透镜光心和光屏的圆心在同一水平线上，确保像能成在光屏中央；
2. 当光源紧贴凸透镜向外移动，直到光屏上的光斑与所画圆完全重合时，光源到凸透镜的距离即为焦距，结合光具座刻度计算焦距；
3. 通过移动光屏时光斑的变化，分析测出的焦距与真实值的偏差，理解实验误差的判断方法。
【解析】
（2）实验时需调节光源、凸透镜光心和光屏的高度，使三者的中心在同一水平直线上，保证像成在光屏中央，因此此处应填圆心$O'$。
（3）固定凸透镜位置，光源从紧贴凸透镜处外移，当光屏上的光斑与所画圆完全重合时，光源到凸透镜的距离等于凸透镜的焦距；由图可知，光源在30.0cm刻度处，凸透镜在50.0cm刻度处，因此焦距$f=50.0\mathrm{cm}-30.0\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$，故此处依次填与所画圆完全重合、20。
（4）若向右移动光屏时光斑变大，说明此时光线经过凸透镜后，发散程度比真实情况更大，即测出的焦距比真实值偏小，因此此处填偏小。
【答案】
(2) 圆心$O'$；(3) 与所画圆完全重合；20；(4) 偏小
【知识点】
凸透镜焦距测量、凸透镜成像规律
【点评】
本题围绕凸透镜焦距测量的实验展开，考查实验操作要点、焦距计算及误差分析，需理解实验原理才能准确解答，是光学实验的基础题型。
【难度系数】
0.6