Question

【題目】某物理興趣小組利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成凹、凸形狀可改變的液體透鏡，并利用液體透鏡探究“光的折射”和“透鏡成像”，如圖所示。

（1）在探究“凸透鏡對光線的作用”時，首先在兩個透明玻璃長方體容器中充入蚊香煙霧，然 后將水注入橡皮膜，制成液體透鏡，再將液體透鏡放置在兩個玻璃容器之間，如圖甲所示，讓 光線沿圖示方向射入玻璃容器，經透鏡折射后折射光線將____（選填“偏離”或“偏向”）主光軸。 如果此時再用注射器向橡皮膜注水，改變液體透鏡的凸起程度，則折射光線偏折的程度____（選 填“變大”、“變小”或“不改變”），在玻璃容器中充入蚊香煙霧的目的是_____ 。

（2）在用液體透鏡探究“凸透鏡成像規律”時，蠟燭、光屏和液體透鏡的位置如圖乙所示，光 屏上出現清晰的燭焰像，若透鏡位置不動，將蠟燭移到光具座 10cm 刻度時，則燭焰經凸透鏡 所成的像是____。

A．放大、倒立的實像 B．放大、正立的虛像

C．縮小、倒立的實像 D．縮小、正立的實像

（3）為了探究“影響液體透鏡折光能力強弱的因素”，物理興趣小組人員做了如下實驗：在圖 甲所示的裝置中，保持液體透鏡的凸起程度、即形狀不變，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油， 觀察光線經不同液體透鏡折射后的偏折程度，此時，他們是在探究液體透鏡折光能力與_________是否有關，在此探究過程中保持液體透鏡的凸起程度，即形狀不變的具體原因是_________。

（4）利用液體透鏡還可以探究哪些問題？（寫出一個即可）__________。

Answer 1

【答案】偏向 變大 顯示光傳播路徑 C 液體種類 為了防止凸起程度對實驗的影響 探究近視眼的成因

【解析】

（1）由圖可知，玻璃容器的形狀相當于一個凸透鏡，凸透鏡對光有會聚作用，經透鏡折射后折射光線將向主光軸方向偏折；凸透鏡對光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關，用注射器向橡皮膜注水，改變液體透鏡的凸起程度，則折射光線偏折的程度會發生改變；在玻璃容器中充入蚊香煙霧，當光照到煙霧時，煙霧顆粒對光的反射方向是不同的，會發生漫反射現象，所以我們從各角度可以看到光的路徑；

（2）由圖可知，物距小于像距，此時成倒立放大的實像，因此物距處于1倍和2倍焦距之間，像距大于2倍焦距，物距u=40cm-25cm=15cm；像距v=70cm-40cm=30cm；由上分析得：30cm＞2f，f＜15cm＜2f；解得：7.5cm＜f＜15cm；將蠟燭移到光具座的10cm刻度處時，物距u=40cm-10cm=30cm，處于2倍焦距之外，所以成倒立縮小的實像；故C正確；

（3）在圖甲中，保持液體透鏡的凸起程度，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，液體的種類不同，光線經不同液體透鏡折射后的偏折程度，探究液體透鏡折光能力與液體的種類是否有關，在此探究過程中保持液體透鏡的凸起程度，即形狀不變是為了防止凸起程度對實驗的影響；

（4）通過小孔向空腔內注入水時，橡皮膜向外鼓出，這樣空腔的中間厚、邊緣薄，是一個凸透鏡的模型；因此利用該實驗模型完全可以模擬眼睛的晶狀體，探究近視眼的成因。