Question

18．某物理興趣小組利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成凹、凸形狀可改變的液體透鏡，并利用液體透鏡探究“光的折射”和“透鏡成像”，如圖所示．

（1）在探究“凸透鏡對(duì)光線的作用”時(shí)，首先在兩個(gè)透明玻璃長(zhǎng)方體容器中充入蚊香煙霧，然后將水注入橡皮膜，制成液體透鏡，再將液體透鏡放置在兩個(gè)玻璃容器之間，如圖甲所示，讓光線沿圖示方向射入玻璃容器，經(jīng)透鏡折射后折射光線將偏離（選填“偏離”或“偏向”）主光軸．如果此時(shí)再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(huì)改變（選填“會(huì)改變”或“不改變”），在玻璃容器中充入蚊香煙霧的目的是顯示光的傳播路徑．
（2）在用液體透鏡探究“凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，蠟燭、光屏和液體透鏡的位置如圖乙所示，光屏上出現(xiàn) 清晰的燭焰像，若透鏡位置不動(dòng)，將蠟燭移到光具座10cm刻度時(shí)，則燭焰經(jīng)凸透鏡所成的像是C．
A．放大、倒立的實(shí)像 B．放大、正立的虛像C．縮小、倒立的實(shí)像 D．縮小、正立的實(shí)像
（3）為了探究“影響液體透鏡折光能力強(qiáng)弱的因素”，物理興趣小組人員做了如下實(shí)驗(yàn)：在圖甲所示的裝置中，保持液體透鏡的凸起程度、即形狀不變，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，觀察光線經(jīng)不同液體透鏡折射后的偏折程度，此時(shí)，他們是在探究液體透鏡折光能力與液體種類是否有關(guān)，在此探究過(guò)程中保持液體透鏡的凸起程度，即形狀不變的具體原因是凸透鏡對(duì)光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，當(dāng)平行光線經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后向主光軸偏折；凸透鏡對(duì)光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關(guān)；當(dāng)光照到煙霧時(shí)，煙霧顆粒對(duì)光的反射方向是不同的，會(huì)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）分析圖象中物距和像距的大小關(guān)系，得出此時(shí)成像的特點(diǎn)及像距、物距與焦距的關(guān)系，從而判斷當(dāng)物體在10cm刻度處時(shí)物距與焦距的關(guān)系，從而得出成像的特點(diǎn)；
（3）光的折射程度與光的傳播介質(zhì)有關(guān)；凸透鏡對(duì)光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關(guān)．

解答 解：
（1）由圖可知，玻璃容器的形狀相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，經(jīng)透鏡折射后折射光線將向主光軸方向偏折；凸透鏡對(duì)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(huì)發(fā)生改變；在玻璃容器中充入蚊香煙霧，當(dāng)光照到煙霧時(shí)，煙霧顆粒對(duì)光的反射方向是不同的，會(huì)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）由圖知，物距小于像距，此時(shí)成倒立放大的實(shí)像，因此物距處于1倍和2倍焦距之間，像距大于2倍焦距，
物距u=40cm-25cm=15cm；像距v=70cm-40cm=30cm；
由上分析得：
30cm＞2f，f＜15cm＜2f；
解得：7.5cm＜f＜15cm；
將蠟燭移到光具座的10cm刻度處時(shí)，物距u=40cm-10cm=30cm，處于2倍焦距之外，所以成倒立縮小的實(shí)像；
所以C選項(xiàng)正確；
（3）在圖甲所示的裝置中，保持液體透鏡的凸起程度、即形狀不變，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，觀察光線經(jīng)不同液體透鏡折射后的偏折程度，此時(shí)，他們是在探究液體透鏡折光能力與液體的種類是否有關(guān)，在此探究過(guò)程中保持液體透鏡的凸起程度，即形狀不變是因?yàn)橥雇哥R對(duì)光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關(guān)；
故答案為：（1）偏向、會(huì)改變、顯示光的傳播路徑；
（2）C；
（3）液體種類；凸透鏡對(duì)光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了有關(guān)凸透鏡成像的規(guī)律，掌握凸透鏡成像的特點(diǎn)與物距、像距之間的關(guān)系．此題需根據(jù)物距與像距的大小關(guān)系得出成像的特點(diǎn)及物距和像距的范圍，難度稍大．