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、凸形狀可改變的水透鏡，并利用水透鏡探究“透鏡成像”，如圖所示。

(1)圖甲中，從形狀上可以判別此時的水透鏡是_____（凹/凸）透鏡；研究小組對水透鏡中繼續注入少許水，發現焦點左移，抽出少許水后，焦點右移；并測得了水透鏡的多個焦距值；這一現象說明水透鏡的凸出程度越大，水透鏡的焦距越_____（大/小）。

(2)如圖乙，在光具座上固定好蠟燭和水透鏡，此時物距為_____cm，移動光屏到如圖的位置獲得了一個清晰的像，這個像是倒立_____（放大/縮小）的實像。

(3)保持蠟燭和水透鏡的位置不變，利用甲圖裝置測量水透鏡的焦距，并在乙圖中進行透鏡成像實驗，獲得多組數據如下：

實驗次數	焦距f/cm	像距v/m	/m-1	/m-1
1	15.0	60.0	6.7	1.7
2	12.0	30.0	8.3	3.3
3		20.0	10.0	5.0
4	8.0	13.0	12.5	7.5
5	5.0	6.7	20.0	15.0

A．表格中，第3次實驗時水透鏡的焦距是_____cm。根據表中數據可得：當凸透鏡成實像時，物距不變，像的大小跟_____有關。

B．作出和的關系圖像。

（________）

C．根據上述數據和圖像，寫出v和f的關系是v=_____。

Answer 1

【答案】凸 大 20.0 放大 10 焦距

【解析】

(1)[1]由圖甲知，該水透鏡中間厚，邊緣薄，為凸透鏡；

[2]注入少許水，發現焦點左移，焦點到凸透鏡的距離變小，可知焦距變小；抽出少許水后，焦點右移，焦點到凸透鏡的距離變大，可知焦距變大；這一現象說明水透鏡的凸出程度越大，水透鏡的焦距越小。

(2)[3]由圖乙知，蠟燭到凸透鏡的距離為20.0cm，則物距為20.0cm；

[4]由圖可知，像距大于物距，此時成倒立放大的實像；

(3)[5]A．由第三組數據可知， ，則f=0.1m=10cm；

[6]由數據知，物距不變，凸透鏡的焦距改變，像距改變，說明像的大小改變，可知當凸透鏡成實像時，物距不變，像的大小與焦距有關；

[7]B．根據表格中的數據，描點并連線，如圖所示：

；

[8]C．由圖像可知，與成正比例關系，設，分別將3、5組數據代入得：

，

，

聯立①②解得：k=1，b=-5；可得

，

進一步可得：

。