Question

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

（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）探究近视眼的矫正

试题分析：（1）由图可知，液体透镜中央厚边缘薄相当于一个凸透镜，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，当光在玻璃容器中传播时，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30cm＞2f 和 f＜15cm＜2f，得到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，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，这样的中间液体透镜厚、边缘薄，是一个凸透镜的模型，可以类比眼镜，蜡烛通过液体透镜成的像落在光屏上，模拟正常眼睛的成像情况。如果患有近视眼，晶状体突起程度加深，光屏上的像变得模糊，在凸透镜前加一个合适的凹透镜会使光屏上的像再次变清晰，模拟近视眼视力的矫正。