题目内容

16．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）实验时，应使烛焰和光屏中心位于凸透镜的主光轴上．
（2）小明将蜡烛由距透镜200cm处移至距透镜150cm处的过程中，在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为10cm．透镜的焦距约为10cm，判断的依据是物距远大于2倍焦距时，焦距近似等于像距．小明运用这种方法测出来的焦距与实际相比偏大（偏大、偏小、等于）．
（3）小明按图1组装好实验装置．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像和物之间距离小于4倍焦距；
（4）小明向左移动蜡烛，直至光屏上出现清晰的像，此时小明又把一个远视眼镜镜片放在凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清．远视眼镜镜片对光线有会聚（选填“会聚”或“发散”）作用．图3中表示近视眼成像情况的是B（选填“A”或“B”）．他们想再次得到清晰的像，应将光屏向左（选填“左”或“右”）调，或将蜡烛向右（选填“左”或“右”）调．
（5）如图2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，所成像为放大的实像（填“放大”“缩小”或“等大”）．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，则他应将光屏向左（填“左”或“右”）移动，移动距离s′大于s．（填“大于”或“小于”或“等于”）
（6）当在光屏上呈现蜡烛清晰的像后，取下光屏．当眼睛在原光屏处，眼睛能（填“能”或是“不能”）看到蜡烛的像；眼睛靠近凸透镜，眼睛不能（填“能”或是“不能”）看到蜡烛的像．

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大，当物距很大时，像距非常靠近焦点．
（3）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；
（4）正常的眼睛可以将光线会聚在视网膜上．近视眼会将物体的像呈在视网膜之前，应该佩戴凹透镜进行矫正．远视眼会将物体的像呈在视网膜之后，应该佩戴凸透镜进行矫正；
物近像远像变大，物远像近像变小．
（5）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．
（6）要解决此题，需要掌握实像的概念．知道实像是实际光线会聚成的．要知道在像点之前光线还未会聚成像．人眼的成像原理与凸透镜成像原理相似．

解答 解：（1）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）从“小明将蜡烛由距透镜200cm处移至距透镜150cm处的过程中，在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为10cm”，可知当物体到凸透镜的距离远远大于二倍焦距时，像距稍大于焦距，所以透镜的焦距约为10cm；小明运用这种方法测出来的焦距与实际相比偏大．
（3）由图乙可知，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；因此造成上述现象的原因是蜡烛和光屏间距离较小，像和物之间距离小于4倍焦距；
（4）凹透镜对光线有发散作用，近视眼会将物体的像呈在视网膜之前，故图B示近视眼的成因；
由于凸透镜的会聚作用，像提前会聚，像距变小，故光屏应向左移动；如果不移动光屏，则应减小物距，即蜡烛应向右移动靠近透镜．
（5）由图2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大于像移动的距离s′．
（6）当在光屏上呈现蜡烛清晰的像后，已经是清晰的像；取下光屏，人眼在光屏处，人眼可以代替光屏，所以当眼睛在原光屏处能看到这个像；
在像点之前光线还未会聚成像，所以当眼睛靠近凸透镜时不能看到像．
故答案为：（1）光屏；
（2）10；物距远大于2倍焦距时，焦距近似等于像距；偏大；
（3）像和物之间距离小于4倍焦距；
（4）会聚； B；左；右；
（5）放大；左；大于；
（6）能；不能．

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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（1）36km=3.6×1010um
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A．空间实验室外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而吸收了大量的热保护了空间实验室
B．火箭点火燃烧，从能量转换角度看，是内能转换为机械能
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D．火箭发射加速起飞的一段时间里，火箭的动能，重力势能均增大
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（1）用两个相同的电加热器加热相同时间的目的是：使水和煤油吸收的热量相同．
（2）要使水和煤油升高相同的温度，哪个需要加热的时间长？答：水．
（3）下表是实验记录的数据．请分析实验数据，回答下列问题：
液体名称实验次数液体质量m/g液体初温t1/℃液体末温t2/℃升高的温t2-t1/℃通电时t/min
水110020ziyuanku．com38m184
21002056368
煤油3100202991
$来&源：ziyuanku．com41002056364
①比较1、2的实验数据得出的结论是：质量相同的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量不同；
②比较1、4的实验数据得出的结论是：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同；（以上两空选填“相同或不同”）
③比较2、4的实验数据得出的结论是：质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同．
（4）①加热过程中，用搅棒搅动的目的是使水和煤油受热均匀；
②热量是一个抽象的物理量．本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间（选填“温度计示数”或“加热时间”）来实现，这种方法称为“转换法”．
③以下描述中同样采用“转换法”的是D
A．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流
B．根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态
C．研究导体的电阻与导体的长度，横截面积，材料是否有关系
D．通过观察木桩被重物打入沙子的深度，可比较重物重力势能的大小
（5）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是B（填字母）
A．采用相同的加热方法
B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C．使用相同的烧杯．
8．如图是小明自制的游戏打桩机的示意图，它利用光学元件改变太阳光的传播方向，从而烧断细线，使重锤下落打在桩上．图中元件Q为凸透镜，元件P为平面镜，元件P对光没有（选填：有/没有）会聚作用．
5．下列单位中，不属电功单位的是（　　）
A．伏•库B．伏•安•秒C．瓦•秒D．伏•库/秒
6．在做“观察凸透镜成像”的实验中（如图），保持凸透镜的位置不动，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置，那么：
（1）把烛焰放在a点时，屏上所成的像最小；
（2）把烛焰放在c点时，屏上所成的像最大；
（3）把烛焰放在e点时，光屏上不能（填“能”“不能”）接收到像．

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