题目内容

5．在学完凸透镜成像规律后，小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究．

（1）为测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，须调节光屏位置直到在屏上得到一个最亮最小的光斑．图1是调节完成的状态，该透镜的焦距f=10cm；
（2）小明按照图2组装好实验装置后，在只移动透镜的情况下，他发现都不能在光屏上成清晰的像，由此，你猜想造成上述现象的原因是蜡烛和光屏间距离较小．
（3）如图3所示，蜡烛在光具座上A处时，可在B处的光屏上成一清晰的像，所成像为倒立、放大的实像的实像．若把蜡烛从A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏，则他应将光屏向左（左或右）移动，则s′大于s．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）当烛焰、凸透镜位于如图甲中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、缩小（选填“放大”或“缩小”）的实像．此时所成的像与照相机所成的像性质相同（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．
（5）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的一个像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为23.00cm，24.00cm，26.00cm．若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是像没调到最清晰的位置就进行测量了．
（6）把图甲中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜．给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像，如图乙所示．若取下近视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近（选填“远离”或“靠近”）透镜．

分析 （1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点．焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．
（2）根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系，当u=2f，成倒立、等大的实像，此时v=2f；
（3）根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系可确定像的性质；凸透镜成像时，物距增大，像距减小；
凸透镜成像时，当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之距最小．当由A处向左移动时，由于物体向2f处靠近，所以物像之距在减小．由此可得出s′与s的关系．
（4）当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用其原理制成．
（5）要知道确定像的位置．在实验中要移动光屏，直到光屏上出现清晰的像为止．
（6）近视眼是晶状体变厚，晶状体对光线的会聚能力增强，使像成在视网膜的前方，戴凹透镜使光线发散一些，使像呈在视网膜上．当去掉凹透镜，又恢复到原来的状态，光屏向凸透镜方向移动．

解答 解：（1）让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，由图1可知：焦点到光心的距离是25.00cm-15.00cm=10.00cm，所以凸透镜的焦距是10.00cm．
（2）由图2可知，此时u=2f，在只移动透镜的情况下，当物距u=2f，成倒立、等大的实像，此时v=2f，但光屏的位置就不符合v=2f；
当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f，同样光屏的位置也不符合v＞2f；因此都不能在光屏上成清晰的像．要想在光屏上得到像，就得将光屏远离透镜，因此造成都不能在光屏上成清晰的像的原因是蜡烛和光屏间距离较小．
（3）由图3可知，物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，可在B处的光屏上成一清晰的像，所成像为倒立、放大的实像；凸透镜位置不变，蜡烛向左移动，物距增大，像距减小，光屏向左移动才能接到清晰的像．当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之距最小．当由A处向左移动时，由于物体向2f处靠近，所以物像之距在减小，因为物体向左移动，像也向左移动，所以物体移动的距离s小于像移动的距离s′．
（4）蜡烛在15cm处，则此时物距为45cm-15cm=30cm，此时u＞2f，所以成倒立、缩小的实像，根据这个原理制成了照相机．
（5）像的位置应该是像最清晰的位置．各小组的像距不同的原因，可能是有的小组光屏上的像不是最清晰的时候测量的．
（6）近视眼是由于晶状体变厚，像呈在视网膜的前方．给“眼睛”戴上近视眼镜，使光线发散一些，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像，
若取下近视眼镜，又恢复到原来状态，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近透镜．
故答案为：（1）最亮最小；10；（2）蜡烛和光屏间距离较小；（3）倒立、放大的实像；左；大于；
（4）缩小；照相机；（5）像没调到最清晰的位置就进行测量了；（6）靠近．

点评 此题主要探究凸透镜成像的规律，一定要掌握物体、像、物距、像距之间的大小关系，并做到举一反三．

练习册系列答案
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8．为了研究物质的某种特性，某小组同学先做如图所示的实验：在三只完全相同的杯子中分别放入100克水、200克水和200克沙子，各插入一支温度计，并在杯口上盖上一薄塑料片，观察到温度计的示数均为20℃．将三只杯子同时放置在太阳光下，过一段相同时间后，观察到温度计的示数如图（a）、（b）、（c）所示．请根据实验现象及相关条件，归纳得出初步结论．
（1）比较图（a）和（b）两图可得：质量不同的水，吸收相同的热量后，质量小的水升高的温度多．
（2）比较图（b）和（c）两图可得：质量相等的水和沙子，吸收相同的热量后，沙子升高的温度比水升高的温度多．
16．在用电压表和电流表测电阻的实验中：
（1）如图甲所示是某同学已经连接好的实验电路，但电路中有一根导线连接错误，请你把错误的连接改正过来；（新改接的导线用笔画线表示，并在错接的导线上画“×”）
（2）在图中a是电压表，b是电流表；（填电流/电压）
（3）在连接电路中，开关应处于断开状态（填闭合/断开）．测量时，该同学多次改变滑动变阻器滑片的位置是为了改变被测电阻两端的电压，达到多次测量，求平均值，减小误差的目的．
（4）电路改正后，闭合开关，在第一次实验时，两只电表的示数分别如图乙所示，测得的电流是0.5A，电压是4V，待测电阻的阻值是8Ω；
（5）在第二次实验时，决定在待测电阻两端施加3V的电压，应调节滑动变阻器滑片，使其处于第一次实验时滑片位置右侧的适当位置（填左/右）；
（6）在第三次实验时，决定在待测电阻两端施加2V的电压，除应调节滑动变阻器的滑片位置外，还应换电压表的量程．
13．长兴县已推行公共自行车交通服务．许多市民也开始不使用汽车而骑自行车上班．
（1）从环保角度看，这主要有利于减少城市的A污染．
A．大气污染      B．水污染     C．土壤污染      D．白色污染
（2）骑车上班还有利于身体健康．体重80千克的金老师每天骑车（车的质量约20千克）上班“减肥”．若他以5米/秒的速度匀速前行，受到的阻力约为人与车总重的0.04倍，则他消耗的功率约为多少？（g=10牛/千克）
（3）由表可知用中速跑的运动方式来进行减肥比骑自行车效果更好．若金老师以中速跑的运动方式来进行减肥，要坚持锻炼多长时间才能消耗60克脂肪？（假设所需能量全由脂肪提供；而每克脂肪分解释放能量约40千焦．肌肉效率为25%，即100份化学能有25份转化为机械能．）
运动方式每小时每千克消耗的能量（千焦）
1慢走12.01
2中速跑42.00
3自行车17.97
4驾驶汽车8.82
20．如图是学校里面常用的一种移动指示牌，某天下午摆放在水平地面上的指示牌被一阵风刮倒了．爱动脑子的小明同学非常想知道那阵风有多大，于是他画了指示牌的模型，其中AB为牌面，CD和BE为支架，并且测得牌面长为60cm （即模型中AB部分长度），宽为50cm，支架长度CD=BE=60cm，指示牌的质量为3Kg，据此回答（支架面积不计）．
（1）小明所画指示牌的模型可以看作杠杆模型．  
（2）假设此时指示牌的重心恰好在E点，根据图示风向可计算出刚好把D端吹离地面瞬间的风力大小为10N，此 时的支点为C点．（提示风力作用点可认为在AB的中点）
10．用电压表和电流表测定值电阻的实验．

（1）此实验的原理：R=$\frac{U}{I}$．
（2）实验前在检查实验器材时，发现电压表的指针指在了零刻线的左侧，接下来的操作是沿顺时针旋动调零螺母将指针调零．
（3）在图1的实物连接中，有两根导线没有连接，请把它们连接起来．
（4）连接电路时，开关应断开，滑动变阻器有两个作用：一是保护电路，二是调节R两端的电压．
（5）在某次实验中，电流表和电压表的示数如图2，则该次实验测得的电阻R为5Ω．
（6）如果要使电流表的示数变为0.4A，则滑动变阻器滑片应为实物图中右（填“左”或“右”）端移动，此时电压表示数为2V．
17．小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点，实验前，他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上，如图甲所示：

（1）将压强计的探头放入水中，通过观察U型管两侧液面的高度差来判断探头处水的压强大小．
（2）比较乙图和丙图，可以得到：同一种液体里，液体的压强随深度的增加而增大．
（3）接着小强要探究液体内部压强与液体密度的关系，则应保持深度不变．
（4）小强保持图丙中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图丁所示．比较丙、丁两次实验，小强得出了：在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大的结论．你认为他的结论是否可靠？不可靠．原因是：小强没有考虑到烧杯中因加入盐水而使金属盒到液面的深度发生了变化．
14．某同学想利用图1甲电路测量RX的阻值．

①该实验的原理是R=$\frac{U}{I}$（用公式表示）；
②根据图1甲电路，连接图1乙的实物图时，需将导线a接到滑动变阻器的C（选填“A”或“C”）接线柱．
③正确连接电路后，开关S闭合前应将滑片移至滑动变阻器的A（选填“A”或“B”）端；闭合开关后，该同学发现，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，该电路故障应是Rx断路（填“断路”或“短路”）．
④在实验过程中，滑动变阻器除了保护电路外，还有一个重要的作用是改变电阻两端电压；如果用两个定值电阻R1和R2（R1＜R2）替代滑动变阻器，组成如图2a、b、c三种电路分别 进行实验，正确测得三组实验数据并记入表格中，则第3次实验数据应是按照a（填“a”、“b”或“c”）图的电路进行实验测得的．
实验次数电压U/V电流I/A电阻RX/Ω
10.850.146.07
21.210.206.05
32.110.356.03
⑤根据实验数据可知，Rx的阻值是6.05Ω．
15．“五一”假期，小华在中山路老城区漫步，在巷子里的居民室外发现如图甲所示的水龙头．外人很难徒手拧开水龙头，用水时需用如图乙所示的钥匙，安装并旋转钥匙就能正常出水（如图丙所示）．下列有关这把钥匙的分析中正确的是（　　）
A．在使用过程中可以减小阻力臂B．在使用过程中可以减小阻力
C．在使用过程中可以减小动力臂D．在使用过程中可以减小动力

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