第162页

信息发布者:

甲、乙
控制变量法

不变
缩小

小于


近视眼
变小
【分析】
要解决这道题,需结合凸透镜焦距的影响因素、控制变量法、光的色散及透镜的基本性质分析:
1. 第(1)问:甲、丙材料相同,凸度不同,平行光经凸透镜会聚,凸度越大,会聚能力越强,焦距越小,据此判断;
2. 第(2)问:探究焦距与材料的关系,需控制凸度相同,改变材料,因此选择凸度相同、材料不同的透镜,用到控制变量法;
3. 第(3)问:光的色散中,红光偏折程度小于紫光,偏折越小,焦距越大,据此判断;
4. 第(4)问:透镜缺损仅减少通光面积,不改变透镜的凸度和材料,焦距由凸度和材料决定,因此焦距不变。
【解析】
(1) 甲、丙两凸透镜材料相同,丙的表面更凸,平行光经丙会聚的焦点更近(焦距更小),因此结论:材料相同时,凸透镜表面越凸,焦距越小;
(2) 探究焦距与材料的关系,需控制凸度相同,改变材料,故选择凸度相同的甲、乙(或丙、丁)两个透镜;实验中控制其他变量不变,只改变材料,用到控制变量法;
(3) 光的色散中,红光的偏折程度比紫光小,因此红光经凸透镜后会聚点更远,测得的焦距更大;
(4) 凸透镜的焦距由其凸度和材料决定,边缘缺损仅使通光面积减小,未改变凸度和材料,因此测得的焦距不变。
【答案】
(1)小 (2)甲、乙(或丙、丁) 控制变量法 (3)红 (4)不变
【知识点】
凸透镜焦距的影响因素、控制变量法、光的色散
【点评】
本题围绕凸透镜焦距的探究展开,综合考查了实验方法、透镜性质及光的色散知识,注重基础知识点的应用,难度适中,学生需掌握凸透镜核心性质和实验探究思路。
【难度系数】
0.7
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律展开,需结合凸透镜成像规律、透镜对光线的作用等知识逐一分析各小问:
1. 第(1)问:先确定物距,结合焦距判断成像性质;再根据过光心的光线传播方向不变,分析凸透镜调高时像的移动方向。
2. 第(2)问:计算蜡烛移动后的物距,结合成像规律判断像距变化,比较蜡烛和像移动的距离。
3. 第(3)问:根据凸透镜成虚像的规律,物距越小,虚像越小,判断蜡烛移动方向。
4. 第(4)问:凹透镜对光线有发散作用,分析像的位置变化,结合近视眼成因判断模拟的成像情况。
5. 第(5)问:根据照相机成像原理,物距不变时焦距变化对像的影响,判断焦距调整方向。
【解析】
(1) 由图甲知,凸透镜在50cm刻度处,蜡烛在15cm刻度处,物距$u=50\mathrm{cm}-15\mathrm{cm}=35\mathrm{cm}$,已知焦距$f=10\mathrm{cm}$,故$u>2f$,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像。若只将凸透镜调高,根据过凸透镜光心的光线传播方向不变,烛焰的像会向上移动。
(2) 凸透镜位置不变,蜡烛移到30cm刻度处,此时物距$u'=50\mathrm{cm}-30\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}=2f$,根据成像规律,此时像距$v'=2f=20\mathrm{cm}$;原来的像距为$65\mathrm{cm}-50\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$,故像移动的距离为$20\mathrm{cm}-15\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}$;蜡烛移动的距离为$30\mathrm{cm}-15\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$,因此像移动的距离小于蜡烛移动的距离。
(3) 图乙中是凸透镜成正立、放大的虚像,当物距小于焦距时成虚像,且物距越小,虚像越小。要使虚像变小,需减小物距,即蜡烛向靠近凸透镜的方向(向右)移动。
(4) 凹透镜对光线有发散作用,将其放在蜡烛和凸透镜之间,会使光线延迟会聚,像成在光屏后方,因此光屏应向右移动才能重新接收到清晰的像;近视眼的成因是晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,凹透镜可矫正,此处模拟的是近视眼的成像情况。
(5) 照相机成像原理是$u>2f$时成倒立缩小的实像,要拍摄教学楼全景(像变小),在物距不变时,减小镜头焦距,相当于增大了物距的相对效果,像会变小,因此应适当调小焦距。
【答案】
(1) 缩小;上 (2) 小于 (3) 右 (4) 右;近视眼 (5) 变小
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的作用、照相机与眼睛
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的综合应用,涵盖实像虚像特点、透镜对光线的作用、近视眼成因等知识点,需学生熟练掌握成像规律并结合实际分析,属于中等难度的实验探究题。
【难度系数】
0.5