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“會改變”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，則燭焰經凸透鏡所稱的像是 ．
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】
（1）偏向；會改變；觀察光的路徑
（2）C
（3）液體種類；凸透鏡對光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關
（4）模擬眼睛的晶狀體和眼鏡
【解析】解：（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；
所以C選項正確；（3）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，即形狀不變是因為凸透鏡對光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關；（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，可以類比眼鏡和凸透鏡；將腔里的水抽出時，空腔的中間薄、邊緣厚，是凹透鏡的模型；
因此利用該實驗模型完全可以模擬眼睛的晶狀體和眼鏡．
所以答案是：（1）偏向；會改變；觀察光的路徑；（2）C；（3）液體種類；凸透鏡對光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關；（4）模擬眼睛的晶狀體和眼鏡．