Question

【题目】某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像”，如图所示．
（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将（选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再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（选填“会改变”或“不改变”），在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是 ．
（2）在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时，蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图乙所示，光屏上出现清晰的烛焰像，若透镜位置不动，将蜡烛移到光具座10cm刻度时，则烛焰经凸透镜所称的像是 ．
A.放大、倒立的实像
B.放大、正立的虚像
C.缩小、倒立的实像
D.缩小、正立的实像
（3）为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，物理兴趣小组人员做了如下实验：在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是 ．
（4）利用液体透镜还可以探究哪些问题？（写出一个即可） ．

Answer 1

【答案】
（1）偏向；会改变；观察光的路径
（2）C
（3）液体种类；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关
（4）模拟眼睛的晶状体和眼镜
【解析】解：（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；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；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）由图知，物距小于像距，此时成倒立放大的实像，因此物距处于1倍和2倍焦距之间，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；
将蜡烛移到光具座的10cm刻度处时，物距u=40cm﹣10cm=30cm，处于2倍焦距之外，所以成倒立缩小的实像；
所以C选项正确；（3）在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；（4）通过小孔向空腔内注入水时，橡皮膜向外鼓出，这样空腔的中间厚、边缘薄，是一个凸透镜的模型，可以类比眼镜和凸透镜；将腔里的水抽出时，空腔的中间薄、边缘厚，是凹透镜的模型；
因此利用该实验模型完全可以模拟眼睛的晶状体和眼镜．
所以答案是：（1）偏向；会改变；观察光的路径；（2）C；（3）液体种类；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；（4）模拟眼睛的晶状体和眼镜．