题目内容

1.我们都做过“探究凸透镜成像规律”的实验,图示为该实验的装置图.

【测量凸透镜的焦距】
将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小最亮的光斑,则可确定此凸透镜焦距约是10cm.
【评估实验的方案】
方案甲:分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f和二倍焦距2f处,调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点,分析总结得出凸透镜成像的规律.
方案乙:除甲中的做法外,还应该把蜡烛放在大于2f的某一位置,大于f小于2f的某一位置,观察并记录对应的成像情况,才能总结得出凸透镜成像的规律.
方案丙:把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近,通过不断调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像,以及所成像的特点,包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势,尤其是在f和2f处所成像的情况,从而总结得出凸透镜成像的规律.
以上三种方案中,哪些是科学合理的:乙、丙(选填“甲”、“乙”或“丙”).
【解决实验中问题】
(1)小莉同学做实验时,发现烛焰在光屏上的像偏高,如装置图所示,若要使烛焰成像在光屏中心,只调节烛焰,应将烛焰向上(选填“上”或“下”)调节.
(2)小丽同学做实验时,发现无论怎样调节光屏的位置,都不能在光屏上呈现清晰的像.请你写出两种可能的原因:①蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,像距太大,光屏移至最右端还无法成清晰的像,②蜡烛在焦距以内,不成实像.

分析 要解决此题,首先要掌握焦点和焦距的概念:平行于主光轴的光线会聚于一点,此点为凸透镜的焦点.由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距,粗略测量薄透镜的焦距时,可以测出从焦点到凸透镜的距离即可.就在探究凸透镜成像的规律时,需要逐步改变物距,并观察成像的特点及找到像的位置,最后分析数据总结结论.
(1)要知道凸透镜成倒立的实像,要理解实像的含义,即像与物体的左右和上下都相反.
(2)知道虚像是由折射光线的反向延长线的焦点,不能成在光屏上.如果光屏位置与像的位置相离很远时,在光屏上无法成像.

解答 解:
方案甲方案在进行探究时只是让物距在某一位置时,进行探究,太片面,不具有代表性.同时也无法得出结论;
乙和丙让物距逐渐变化,观察成像的特点并测量像距的大小,对所得数据进行分析,便可总结出规律性的结论.物距从大到小或从小到大没有关系,故两种方案均合理;
(1)烛焰在光屏上的像偏高,因为凸透镜成倒立的实像,所以是因为烛焰相对于凸透镜靠下,因此为使像能成在光屏的中央,可以向上移动烛焰或向下移动凸透镜,或向上移动光屏;
(2)在光屏上不能成像,可能是因为成的是虚像,不能成在光屏上.或成了实像,可能由于像距太大,光屏达不到像的位置.
故答案为:乙、丙;(1)上;(2)①蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,像距太大,光屏移至最右端还无法成清晰的像;②蜡烛在焦距以内,不成实像.

点评 此题主要是探究凸透镜成像的实验,通过让学生评估甲乙丙丁的方案,考查了实验中逐步改变物距的目的.同时考查了学生对成倒立实像的理解.要知道倒立指像与物体的上下、左右正好相反.同时考查了学生对实验中所遇到问题的分析,知道光屏不能成像是因为成虚像,或是屏与实像的距离太远,或是凸透镜、光屏、烛焰的中心未在同一高度处.

练习册系列答案
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16.在“探究滑轮组机械效率”的实验中,某实验小组采用A、B两种绕线方式不同的滑轮组进行实验,如图所示发现了一些实际问题.
(1)小明设计记录数据的表格如下表,并在将实验操作过程中的数据填写在表格中,请完成表格中的①的计算结果:66.7%.
 实验
次数
滑
轮
组
 物块重
G/N
 物块上升
的高度h/m
 有用功
W有/J
 拉力
F/N
 弹簧测力
计移动的
距离s/m
 总功
W总/J
机械
效率
机械效率的平均值
 1 A 0.50 0.20.10  0.200.4 0.08 125%  
 2 A 1.90 0.20.38 0.950.40.38 100%
 3 B  0.50 0.20.10  0.250.6 0.15 ①
 4 B 1.90 0.20.38 0.750.60.4584.4% 
小玲同学认为表格设计有问题,请你指出问题所在:表格中不应设计机械效率的平均值;(不说明理由)

(2)图甲B中为了测量绳子自由端的拉力F,小明同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,小玲同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是小玲(选填“小明”或“小玲”)同学的方法.
(3)实际中的机械效率< 1(选填“>”、“=”或“<”),而表格中1、2两次实验的机械效率分别为125%和100%.这是什么原因?通过观察图乙和丙图,手持弹簧测力计在竖直方向时,发现指针的位置不同,乙图中指针在零刻线的下方.经过分析,找到了机械效率为125%和100%的原因是:用滑轮组A进行实验时,弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要小,用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要小,因此测得的机械效率比实际效率要高.
(4)实验总结:在测量滑轮组机械效率的实验中,考虑弹簧测力计对读数的影响,测拉力时,弹簧测力计一般要竖直向上匀速移动;若弹簧测力计倒置时测拉力,要先将指针调至零刻线处.

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