题目内容

13．初级中学八（1）班的小刚同学想探究凸透镜的成像规律．实验桌上有A、B、C三个透镜，焦距分别为8cm、30cm、未知，光具座如图所示．

（1）做“凸透镜成像规律”实验时，放好一起，调节烛焰、凸透镜和光屏使它们的中心同一高度，其目的是使像呈在光屏的中央．
（2）小刚想探究凸透镜成像规律，应选择A（A、B）凸透镜，实验过程中他将点燃的蜡烛放在距凸透镜25cm处，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，则该像是倒立的、缩小的实像．
（3）小刚将凸透镜C固定在光具座的50cm刻度处，当烛焰在光具座的30cm刻度线和40cm刻度线之间时，烛焰的像是倒立的、放大的实像；当烛焰在光具座的0cm刻度线和30cm刻度线之间时，烛焰的像是倒立的、缩小的实像；由此可以判断烛焰在光具座的45cm刻度线上时，烛焰的像是正立、放大的虚像．
（4）把图中的凸透镜看做眼睛的晶状体，光屏看成视网膜．给“眼睛”带上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像．若取下远视眼镜，为使光屏上成清晰的像，应将光屏远离（选填“远离”或“靠近”）透镜．

分析 （1）在做凸透镜成像规律实验时，首先调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上，其目的是使像能呈在光屏的中心．
（2）根据成实像时蜡烛与光屏的最小距离分析；物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像；
（3）物距小于焦距时，成正立、放大的虚像．物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像．物距等于二倍焦距时，成倒立、等大、实像．物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像．
（4）远视镜是凸透镜，对光线有会聚作用，成的像会比没有远视镜靠近凸透镜，根据这个特点分析光屏的调节方向．

解答 解：（1）为了达到实验的效果，能使像呈在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上．
（2）探究凸透镜成实像的规律，分别要使物距小于f、大于f而小于2f、大于2f，而光具座的长度为100cm．所以不能选择f=50cm的凸透镜B．应选择f=8cm的透镜A．
将点燃的蜡烛放在距凸透镜25cm处时，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；
（3）由图知，凸透镜在50cm处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间时，烛焰的像是放大、倒立的实像，说明此时蜡烛处于f和2f之间；当烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间时，烛焰的像是缩小、倒立的实像，说明此时蜡烛在2倍焦距之外．所以当物体在30cm处时，u=50cm-30cm=20cm为2倍焦距处．因此f=10cm．烛焰在光具座上45cm刻线处时，u=50cm-45cm=5cm＜f，所以成正立、放大的虚像．
（4）远视镜是凸透镜，对光线有会聚作用，若取下远视眼镜，则光线比原来发散，像会远离凸透镜，所以应使光屏远离凸透镜．
故答案为：（1）烛焰；凸透镜；光屏；同一高度；使像呈在光屏的中央；（2）A；缩小；（3）正立；放大；虚；（4）远离．

点评 此题是探究凸透镜成像规律的实验，考查了焦距的概念及实验问题的分析，同时考查了远视眼眼镜的特点．

练习册系列答案
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①你的猜想是：苹果的导电性能可能与苹果的甜度有关．
②下表是小聪同学用电池研究苹果的形状，甜度和通过的电流的实验数据：
苹果1　一般甜苹果2　较甜苹果3　很甜
完整100μA200μA300μA
削了皮100μA200μA300μA
切掉一部分100μA200μA300μA
根据上述信息，你能够得出什么结论？（写出两条即可）
结论一：苹果的导电性能与苹果的甜度有关，甜度越高，导电性越好．
结论二：苹果的导电性能与苹果的大小无关．
③你认为探究过程中使用的电池有什么要求？
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（2）对一定质量的气体，在体积不变的条件下，研究压强和温度之间的关系，得到下表所示实验数据；可以得出的结论是压强与温度的比值不变，此时$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$．
nP′（mmHg）P=P0+P′（mmHg）t（℃）T（K）$\frac{P}{T}$（$\frac{mmHg}{K}$）
120775.030.0303.02.557
230785.033.4306.42.562
340795.037.0310.02.565
450805.041.0314.02.563
560815.045.5318.52.558
（3）利用以上两条研究的结论，推导一定质量气体的压强（P）、体积（V）和温度（T）的普遍关系，即这一定质量气体在初始状态时的压强（P1）、体积（V1）、温度（T1）跟它在末状态时的压强（P2）、体积（V2）和温度（T2）之间的数量关系．为此先设想该气体的一个中间状态--压强（P3）、体积（V2）和温度（T1），即认为气体先由初始状态变化到中间状态，再由中间状态变化到末状态．请你推导得出一个只含有P1、V1、T1、P2、V2、T2这六个物理量的数学表达式．
1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中．
（1）调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，如图所示，这样调整的目的是为了使像能成在光屏的中央．
（2）把点燃的蜡烛由图示位置移至光具座的30cm刻度处时，需将光屏向左移动到70cm处．在光屏上刚好成一个等大的、倒立的实像，则该凸透镜的焦距为10cm．
（3）完成实验后，继续模拟远视眼的缺陷：给透镜“戴上”远视眼镜，调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成一个清晰的像；取下远视眼镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏远离（选填“远离”或“靠近”）透镜．
8．在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
（1）将蜡烛、薄凸透镜、光屏置于光具座上，调节三者的中心在同一高度处．
（2）如图所示，将薄凸透镜固定在光具座上40cm刻线处，将点燃的蜡烛放在20cm刻线处，移动光屏到60cm刻线处，蜡烛在光屏上成等大的像．该凸透镜的焦距为10cm．
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