Question

【题目】某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成形状可改变的水透镜进行以下探究实验，装置如图所示。

（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，先在两个透明长方体玻璃容器中喷入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜制成水透镜，再将其放在两个玻璃容器之间，如图甲所示。让一束光沿箭头方向射入玻璃容器，经水透镜折射后光将____（选填“偏离”或“偏向”)主光轴。如果此时再向水透镜中注水，改变水透镜的凸起程度，折射光偏折的程度将____(选填“改变”或“不改变”)，上述实验在玻璃容器中喷入蚊香烟雾的目的是____.

（2）图乙中烛焰清晰的像成在光屏上方，为使像成在光屏中央，应将水透镜______(选填“向上”或“向下”)移动。

（3）保持水透镜的形状不变，依次改变蜡烛的位置，并移动光屏呈现清晰的像，记录数据如下表

次数	1	2	3	4	5
物距（cm）	30.0	15.0	10.0	7.5	6.0
像距（cm）	6.0	7.5	10.0	15.0	30.0

根据表中数据可推断此水透镜的焦距为________ cm。

在实验时，保持透镜不变，将蜡烛从图乙图位置匀速的移动到主光轴18cm刻度处，则蜡烛移动的速度__ 蜡烛的像移动的速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)；

（4）当光屏上出现清晰像时，如果再向水透镜中注水，若保持光屏和透镜的位置不变，为使光屏上的像变清新，蜡烛______（选填”远离”“靠近”)凸透镜；若保持蜡烛、透镜、光屏位置不动，为使光屏上的像变清晰，此时在蜡烛和水透镜之间放一块度数合适的______ (选填“近视”或“远视”)镜片。

Answer 1

【答案】偏向 改变 显示光路 向下 5.0 大于 靠近 近视

【解析】

(1)[1]由图可知，玻璃容器的形状相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折；

[2]凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度会发生改变；

[3]在玻璃容器中充入蚊香烟雾，当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径；

(2)[4]根据光线过光心不改变方向，像在光屏的上方。为使像在光屏的中心位置，蜡烛向上移动，或凸透镜向下移动，或光屏向上移动；

(3)[5]由第3组数据可知，物距u=10.0cm时，像距v=10.0cm，此时成倒立、等大的实像，故水透镜的焦距：

[6]凸透镜成实像时，物近像远像变大，当物距大于2f时，像距处于f与2f之间，此时像距小于物距，则像移动的速度小于物体移动的速度，即蜡烛移动的速度大于蜡烛的像移动的速度；

(4)[7][8]用注射器向水凸透镜里加水，使凸透镜变凸，由于凸透镜折射能力变强，所以像将靠近透镜，像距变小，此时像变模糊，相当于像成在视网膜前，是近视眼的成因；要在光屏上得到清晰的像，蜡烛应向靠近透镜的方向移动，或者在蜡烛与凸透镜之间再加上一个适当的凹透镜，对光线起发散作用，使像成在原来的位置。