Question

7．如圖所示，某興趣小組利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成凸透鏡，并利用液體透鏡探宄“凸透鏡成像規(guī)律”．

（1）如圖甲，在透鏡中繼續(xù)注入少許水，發(fā)現(xiàn)焦點左移，抽出少許水后，焦點右移；這一現(xiàn)象說明：水透鏡的凸出程度越大，焦距越�。�
（2）圖甲中，讀出水凸透鏡的焦距為12.0cmcm；將該水透鏡放在圖乙所示位置，光屏上恰能成一清晰的像，這個像是倒立放大的實像．
①若保持透鏡位置不變，將蠟燭向右移動5cm，要在光屏上得到清晰的像，光屏向右移動的距離應大于  （選填“大于”、“小于”或“等于”）5cm．
②若在蠟燭和透鏡問放一遠視眼鏡，要再次成清晰的像，需將光屏向左 移動．
（3）保持蠟燭和水透鏡的位置不變，利用圖甲裝置測量水透鏡的焦距，并在乙圖中進行透鏡成像實驗．獲得多組數(shù)據(jù)如下：

實驗次數(shù)	焦距f/cm	像距v/cm	$\frac{1}{f}$/m-1	$\frac{1}{v}$/m-1
1	15.0	60.0	6.7	1.7
2	12.0	30.0	8.3	3.3
3		20.0	10.0	5.0
4	8.0	13.3	12.5	7.5
5	5.0	6.7	20.0	15.0

①第3次實驗時水透鏡的焦距是10.0cm，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得結論：當凸透鏡成實像時，物距不變，焦距越大，像距越大．
②分析數(shù)據(jù)可知，像距v和焦距f的定量關系為v=$\frac{f}{1-5f}$．
（4）小明又拿來酒精，準備探究液體透鏡的焦距大小與液體種類是否有關．請你寫出實驗的簡要做法和判斷方法．
簡要做法：保持其他因素不變，在橡皮膜中注入與水等體積的酒精，利用圖甲中的方法，測出焦距，與水透鏡的焦距比較．
如何判斷：若焦距不相等，則焦距與液體種類有關；否則無關．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)焦點的變化判斷焦距的變化；
（2）根據(jù)焦點讀出焦距；根據(jù)物距和像距的關系判斷成像的特點；物近像遠像變大，物遠像近像變��；凸透鏡對光線有會聚作用；
（3）根據(jù)焦距的倒數(shù)計算出焦距的大小；分析表格中數(shù)據(jù)，分析變化的量，得出在物距不變情況下，像的大小的影響因素；根據(jù)數(shù)據(jù)分析規(guī)律得出結論．
（4）在探究凸透鏡的焦距和材料的關系，應該采用了三只大小、形狀完全相同的凸透鏡，就是為了保證凸透鏡的凸度和大小不變，這種探究方法叫控制變量法．

解答 解：（1）在透鏡中繼續(xù)注入少許水，發(fā)現(xiàn)焦點左移，則焦距減小，抽出少許水后，焦點右移，則焦距變大，故水透鏡的凸出程度越大，焦距越��；
（2）由圖可知凸透鏡的焦距為52.0cm-40.0cm=12.0cm；由圖可知，物距小于像距，所以成的是倒立、放大的實像；
①將蠟燭向右移動5cm，物距減小，像距變大，像變大，故光屏應向右移動，且移動距離大于5cm；
②若在蠟燭和透鏡問放一遠視眼鏡，遠視眼鏡為凸透鏡，對光線有會聚作用，故光屏左移；
（3）①由第三組數(shù)據(jù)可知，$\frac{1}{f}$=10m^-1，則f=0.1m=10cm；
由數(shù)據(jù)知，物距不變，凸透鏡的焦距改變，像距改變，說明像的大小改變，可知當凸透鏡成實像時，物距不變，像的大小與焦距有關；
②．由圖象可知，$\frac{1}{v}$與$\frac{1}{f}$成正比例關系，設$\frac{1}{v}$=k$\frac{1}{f}$+b，
分別將3、5組數(shù)據(jù)代入得：
5=k×10+b     ①
15=k×20+b    ②
聯(lián)立①②解得：k=1，b=-5；則可得$\frac{1}{v}=\frac{1}{f}$-5，v=$\frac{f}{1-5f}$．
（4）用太陽光聚焦法分別測量三只外觀相同，分別由水、酒精制成的凸透鏡的焦距，進行比較．兩種種材料制成的凸透鏡的焦距不相同，說明凸透鏡的焦距與制作凸透鏡的材料有關．
故答案為：（1）小；（2）12.0cm；放大； ①大于； ②右；（3）①10.0； 焦距越大，像距越大； ②$\frac{f}{1-5f}$；（4）簡要做法：保持其他因素不變，在橡皮膜中注入與水等體積的酒精，利用圖甲中的方法，測出焦距，與水透鏡的焦距比較；如何判斷：若焦距不相等，則焦距與液體種類有關；否則無關．

點評 本題首先確定凸透鏡的焦距，然后根據(jù)凸透鏡成像的幾種情況進行判斷，要熟練掌握成像特點與物距、像距之間的關系及其應用．