Question

【題目】某興趣小組利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成形狀可改變的水透鏡進(jìn)行以下探究實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示。

（1）在探究“凸透鏡對光線的作用”時，先在兩個透明長方體玻璃容器中噴入蚊香煙霧，然后將水注入橡皮膜制成水透鏡，再將其放在兩個玻璃容器之間，如圖甲所示。讓一束光沿箭頭方向射入玻璃容器，經(jīng)水透鏡折射后光將____（選填“偏離”或“偏向”)主光軸。如果此時再向水透鏡中注水，改變水透鏡的凸起程度，折射光偏折的程度將____(選填“改變”或“不改變”)，上述實(shí)驗(yàn)在玻璃容器中噴入蚊香煙霧的目的是____.

（2）圖乙中燭焰清晰的像成在光屏上方，為使像成在光屏中央，應(yīng)將水透鏡______(選填“向上”或“向下”)移動。

（3）保持水透鏡的形狀不變，依次改變蠟燭的位置，并移動光屏呈現(xiàn)清晰的像，記錄數(shù)據(jù)如下表

次數(shù)	1	2	3	4	5
物距（cm）	30.0	15.0	10.0	7.5	6.0
像距（cm）	6.0	7.5	10.0	15.0	30.0

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可推斷此水透鏡的焦距為________ cm。

在實(shí)驗(yàn)時，保持透鏡不變，將蠟燭從圖乙圖位置勻速的移動到主光軸18cm刻度處，則蠟燭移動的速度__ 蠟燭的像移動的速度 (選填“大于”“小于”或“等于”)；

（4）當(dāng)光屏上出現(xiàn)清晰像時，如果再向水透鏡中注水，若保持光屏和透鏡的位置不變，為使光屏上的像變清新，蠟燭______（選填”遠(yuǎn)離”“靠近”)凸透鏡；若保持蠟燭、透鏡、光屏位置不動，為使光屏上的像變清晰，此時在蠟燭和水透鏡之間放一塊度數(shù)合適的______ (選填“近視”或“遠(yuǎn)視”)鏡片。

Answer 1

【答案】偏向 改變 顯示光路 向下 5.0 大于 靠近 近視

【解析】

(1)[1]由圖可知，玻璃容器的形狀相當(dāng)于一個凸透鏡，凸透鏡對光有會聚作用，經(jīng)透鏡折射后折射光線將向主光軸方向偏折；

[2]凸透鏡對光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關(guān)，用注射器向橡皮膜注水，改變液體透鏡的凸起程度，則折射光線偏折的程度會發(fā)生改變；

[3]在玻璃容器中充入蚊香煙霧，當(dāng)光照到煙霧時，煙霧顆粒對光的反射方向是不同的，會發(fā)生漫反射現(xiàn)象，所以我們從各角度可以看到光的路徑；

(2)[4]根據(jù)光線過光心不改變方向，像在光屏的上方。為使像在光屏的中心位置，蠟燭向上移動，或凸透鏡向下移動，或光屏向上移動；

(3)[5]由第3組數(shù)據(jù)可知，物距u=10.0cm時，像距v=10.0cm，此時成倒立、等大的實(shí)像，故水透鏡的焦距：

[6]凸透鏡成實(shí)像時，物近像遠(yuǎn)像變大，當(dāng)物距大于2f時，像距處于f與2f之間，此時像距小于物距，則像移動的速度小于物體移動的速度，即蠟燭移動的速度大于蠟燭的像移動的速度；

(4)[7][8]用注射器向水凸透鏡里加水，使凸透鏡變凸，由于凸透鏡折射能力變強(qiáng)，所以像將靠近透鏡，像距變小，此時像變模糊，相當(dāng)于像成在視網(wǎng)膜前，是近視眼的成因；要在光屏上得到清晰的像，蠟燭應(yīng)向靠近透鏡的方向移動，或者在蠟燭與凸透鏡之間再加上一個適當(dāng)?shù)陌纪哥R，對光線起發(fā)散作用，使像成在原來的位置。