Question

【題目】小周同學(xué)想探究凸透鏡焦距與哪些因素有關(guān)，他猜想之后進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)：

次數(shù)	1	2	3
材料	玻璃	玻璃	水晶
凸起程度	較小	較大	較大
焦距/cm		8.0	4.0

（1）他測(cè)量焦距的實(shí)驗(yàn)如圖 甲所示，則測(cè)得的焦距為_____cm。

（2）由以上三次實(shí)驗(yàn)可初步得出凸透鏡的焦距與_____和_____有關(guān)。實(shí)驗(yàn)涉及運(yùn)用的研究方法與下列哪個(gè)相同_____。

A、用抽氣機(jī)和玻璃罩探究真空能否傳聲

B、研究光的直線(xiàn)傳播時(shí)引入光線(xiàn)

C、研究影響聲音響度與振幅的關(guān)系時(shí)采用控制鋼尺長(zhǎng)度不變來(lái)控制音調(diào)

D、通過(guò)蠟燭火焰的情況來(lái)判斷聲音是否可以傳遞能量

（3）小周回想起白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶（如圖乙所示），受此啟發(fā)，于是他選取焦距為 10cm 的凸透鏡，用紅光和藍(lán)光來(lái)進(jìn)行圖甲的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對(duì)同一凸透鏡，_____光的焦距小些。

（4）小周繼續(xù)做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，固定凸透鏡的位置不動(dòng)，實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，當(dāng)他將蠟燭，凸透鏡和光屏調(diào)節(jié)到如圖 3 所示的位置時(shí)，燭焰恰好在光屏上成清晰的像。

①圖 3 成像原理與_____（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機(jī)”）相同，若將蠟燭稍微向右移動(dòng)一些，則應(yīng)將光屏向_____移動(dòng)（選填“左”或“右”）才能再次在光屏上成清晰的像。

②若保持凸透鏡、光屏的位置不變，在凸透鏡左側(cè)附近放置一個(gè)凸透鏡（圖中未畫(huà)出），這時(shí)需要將光屏向_____（選填“左”或“右”）移動(dòng)才能在光屏上成清晰的像。

③燭焰成虛像時(shí)，人眼應(yīng)該從_____（填“燭焰”或“光屏”）一側(cè)向透鏡方向觀察。

④小明測(cè)出透鏡焦距為 10cm，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，小紅用該凸透鏡觀察小明的眼睛，看到小明的眼睛如圖 4 所示， 則物距應(yīng)該滿(mǎn)足的條件是_____。

A．小于 10cm

B．大于 10cm 且小于 20cm

C．等于 20cm

D．大于 20cm

⑤小明在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)蠟燭，物距 u 隨時(shí)間 t 的變化圖象如圖 5 所示，則像距 v 與 t 的大致變化關(guān)系為圖 6 中的_____。

⑥若蠟燭燃燒了一段時(shí)間后變短了，但仍要使蠟燭的像成在光屏的中央，應(yīng)把凸透鏡向_____（選填“上”或“下”）調(diào)節(jié)。

Answer 1

【答案】10.0 材料 凸起程度 C 藍(lán) 照相機(jī) 右 左 光屏 B B 下

【解析】

(1)[1]焦點(diǎn)到透鏡中心的距離為焦距，刻度尺的分度值為1cm，此時(shí)讀數(shù)為

40.0cm-30.0cm=10.0cm

即透鏡焦距為

f=10.0cm

(2)[2]根據(jù)表中2、3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，凸起程度相同的凸透鏡，材料不同其焦距也不同；故可初步得出凸透鏡的焦距與材料有關(guān)；

[3]根據(jù)表中1、2次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，材料相同的凸透鏡，凸起程度越大其焦距越小；故可初步得出凸透鏡的焦距與凸起程度有關(guān)

[4]本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了控制變量法；

A．用抽氣機(jī)和玻璃罩探究真空能否傳聲，運(yùn)用的是推理法，故A不符合題意；

B．研究光的直線(xiàn)傳播時(shí)引入光線(xiàn)，采用的是模型法，故B不符合題意；

C．研究影響聲音響度與振幅的關(guān)系時(shí)采用控制鋼尺長(zhǎng)度不變來(lái)控制音調(diào)，采用了控制變量法，故C符合題意；

D．通過(guò)蠟燭火焰的情況來(lái)判斷聲音是否可以傳遞能量，采用的是轉(zhuǎn)換法，故D不符合題意。

(3)[5]用紅光和藍(lán)光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸射入，紅光、藍(lán)光對(duì)凸透鏡的焦距不相同。紅色光較藍(lán)色光偏折能力弱，所以紅色光對(duì)凸透鏡的焦距大；藍(lán)光入射時(shí)焦距小些。

(4)①[6]物體到凸透鏡的距離是物距，像到凸透鏡的距離是像距。如圖1，物距大于像距，成倒立、縮小的實(shí)像，照相機(jī)就是利用此原理制成的；

[7]當(dāng)凸透鏡的位置不變時(shí)，只向右移動(dòng)蠟燭少許，根據(jù)物近(物距變小)像遠(yuǎn)(像距變大)像變大，要使光屏上再次出現(xiàn)一個(gè)明亮清晰的像，應(yīng)向右移動(dòng)光屏；

②[8]若保持凸透鏡、光屏的位置不變，再在凸透鏡左側(cè)附近放置一個(gè)凸透鏡，因凸透鏡對(duì)光線(xiàn)有會(huì)聚作用，成像較原來(lái)提前了，這時(shí)需要將光屏向左移動(dòng)才能在光屏上成清晰的像；

③[9]燭焰成虛像時(shí)，像與物同側(cè)，故人眼應(yīng)該從光屏一側(cè)向透鏡方向觀察；

④[10]小明用該凸透鏡觀察小紅的眼睛，看到小紅的眼睛如圖甲2所示，即看到倒立、放大的實(shí)像，所以眼睛和凸透鏡之間的距離在一倍焦距和二倍焦距之間，所以物距大于10cm小于20cm，故選B；

⑤[11]將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠(yuǎn)離凸透，物距逐漸增大，根據(jù)凸透鏡成的實(shí)像時(shí)有：物遠(yuǎn)(物距變大)像近(像距變小)像變小，像距逐漸減小，從v>2f到f<v<2f，但像距只能接近1倍焦距，而不能小于1倍焦距，故選B；

⑥[12]凸透鏡成倒立的實(shí)像，蠟燭變短，相對(duì)于凸透鏡向下移動(dòng)，所以其像向上移動(dòng)，要使蠟燭的像仍然成在光屏的中心，應(yīng)該把凸透鏡向下移動(dòng)。