Question

14．（1）在研究凸透镜成像规律的实验中，
①要保证烛焰的中心，透镜的中心和光屏的中心在同一高度上．
②若透镜的位置偏高，则像在光屏上的位置将会偏高．（填“高”或“低”）
③凸透镜的焦距为10cm，在如图1所示的位置恰好成清晰的像，在物距不变的情况下，换用焦距为15cm的凸透镜进行实验，应将光屏向右移动才能接收到清晰的像
（2）在学习液体的内部压强时，老师根据公式p=$\frac{F}{S}$，推导得出了液体内部的压强公式p=ρgh，该公式说明液体对容器底部的压强只与液体的密度和深度有关，与容器的底面积无关，小刚对此表示怀疑，于是他选用了不同形状的容器进行了实验，如图2所示．
①实验表明，液体对容器底部的压强与容器的底面积无关
②在实验中，容器中和压强计中的液体均为水，若将容器中的水换成酒精进行实验，则探头在容器底部时，压强计中两水面的高度差将小于9.2cm（填“小于”“等于”“大于”）其原因是酒精的密度小于水的密度

容器形状	液体深度h1（cm）	压强计两液面高度差h2（cm）
甲	10	9.2
乙	10	9.2
丙	10	9.2

Answer 1

分析 （1）①为使像能成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度处．
②根据光线过凸透镜的光心不改变方向，根据这个规律判断若透镜的位置偏高，则像在光屏上的位置偏高还是偏低．
③物距大小不变，但是凸透镜的焦距增大，相当于物距减小，凸透镜的焦距减小，相当于物距增大．根据凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大进行判断．
（2）①橡皮膜处于相同深度处，根据U形管中两液面高度差分析液体内部的压强与容器底面积是否有关．
②根据p=ρgh可知，液体压强与液体密度和液体深度有关．

解答 解：（1）①为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处．
（2）②根据光线过凸透镜的光心不改变方向可知，若透镜的位置偏高，则像在光屏上的位置将会偏高；
③凸透镜的焦距是10cm，如图物距u=50cm，u＞2f，成倒立、缩小的实像．
保持蜡烛与凸透镜在如图所示的位置不变，换用焦距为15cm的凸透镜进行实验，凸透镜的焦距变大，相当于物距减小，像距要增大，所以光屏要向右远离凸透镜．
（2）①对甲、乙、丙三个图进行比较，橡皮膜处于相同深度处，U形管中两液面高度差相同，说明液体内部的压强与容器的底面积无关；
②由图可知，当容器中和压强计中的液体均为水时，压强计中两水面的高度差为9.2cm，当将容器中的水换成酒精进行实验，由于酒精的密度小于水的密度，由p=ρgh可知，压强计中两水面的高度差将小于9.2cm．
故答案为：（1）①同一高度；②高；③右；（2）①无关；②小于；酒精的密度小于水的密度．

点评 （1）关于凸透镜成像的规律中，共涉及四个方面的内容：①物距与焦距的关系；②成像的性质；③像距与焦距的关系；④具体的应用．一般情况下，只要告诉其中的一条，就可以确定另外三方面的内容；
（2）了解压强计的原理，知道液体压强计的操作要求等．本题考查的是研究物理问题常用的一种方法：每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，这也是一种重要的研究方法．