Question

20．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偏向主光轴．在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是便于观察光路．
（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，则烛焰经凸透镜所成的像是C．
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）利用液体透镜还可以探究哪些问题？（写出一个即可）模拟眼睛的晶状体和眼镜．

Answer 1

分析 （1）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）分析图象中物距和像距的大小关系，得出此时成像的特点及像距、物距与焦距的关系，从而判断当物体在10cm刻度处时物距与焦距的关系，从而得出成像的特点；
（3）根据透镜的特点和用途进行解答．

解答 解：（1）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）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．
故答案为：（1）便于观察光路；（2）C；（3）模拟眼睛的晶状体和眼镜．

点评 此题考查了有关凸透镜成像的规律，掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系．此题需根据物距与像距的大小关系得出成像的特点及物距和像距的范围，难度稍大．