Question

18．在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：
（1）將凸透鏡正對(duì)著太陽，在另一側(cè)移動(dòng)光屏，距凸透鏡10cm處，光屏接收到一個(gè)最小、最亮的光斑．由此可知，該凸透鏡的焦距為10.0cm．
（2）如圖所示，將光具座上點(diǎn)燃的蠟燭的火焰、透鏡、光屏三者的中心調(diào)節(jié)在同一高度．移動(dòng)光屏始終找不到像，這是因?yàn)橥哥R與蠟燭的距離小于10cm所致（選填“大于”、“等于”或“小于”），應(yīng)將蠟燭向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)一段距離后，才能在光屏上得到燭焰清晰的像．
（3）把蠟燭移動(dòng)到A處，移動(dòng)光屏可得到放大的像（選填“放大”或“縮小”），此時(shí)光屏與透鏡的距離應(yīng)大于20cm．
（4）學(xué)校新購(gòu)了一箱物理器材，小云同學(xué)將它從一樓搬到三樓，小彬同學(xué)想測(cè)定小云搬運(yùn)器材過程中對(duì)箱子做功的功率．
①實(shí)驗(yàn)需要的主要器材為：磅秤、卷尺、秒表．
②小彬同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下，其中多余的是B．
A、測(cè)出箱子的質(zhì)量m      B、測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度L    C、測(cè)出一樓到三樓的豎直度h
D、測(cè)出小云上樓所用的時(shí)間t     E、算出小云搬運(yùn)箱子的功率P．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距的定義分析．
（2）為使像能成在光屏的中央，應(yīng)使蠟燭的火焰、透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度處；物距小于焦距時(shí)成虛像；
（3）根據(jù)凸透鏡成像的特點(diǎn)，物距處于1倍和2倍焦距之間，成倒立放大的實(shí)像，像距大于2倍焦距；當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，像距處于1倍和2倍焦距之間；
（4）搬箱子上樓就是克服箱子的重力做功，做的功除以做功的時(shí)間就是功率；所以該實(shí)驗(yàn)的原理是：P=$\frac{W}{t}=\frac{Gh}{t}=\frac{mgh}{t}$，據(jù)此選擇所需的器材和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟．

解答 解：（1）一凸透鏡正對(duì)著太陽光上下移動(dòng)，可在距透鏡10cm處得到一個(gè)最小最亮的光斑．即說明該凸透鏡的焦距是10cm；
（2）為使像能成在光屏的中央，將光具座上點(diǎn)燃的蠟燭的火焰、透鏡、光屏三者的中心調(diào)節(jié)在同一高度處；透鏡與蠟燭的距離小于10cm時(shí)成的是虛像，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上；將蠟燭向左移動(dòng)一段距離后，使物距大于焦距，才能在光屏上得到燭焰清晰的像；
（3）如圖所示，把蠟燭移動(dòng)到A處，物距略大于一倍焦距，小于2倍焦距，所以成倒立放大的實(shí)像，此時(shí)像距大于二倍焦距，所以光屏與透鏡的距離大于20cm．
（4）①量小云同學(xué)搬運(yùn)器材過程中對(duì)箱子做功的功率，需結(jié)合公式P=$\frac{W}{t}=\frac{Gh}{t}=\frac{mgh}{t}$，m為箱子的質(zhì)量，h為一樓到三樓的豎直高度，t為上樓所用的時(shí)間．所以需要臺(tái)秤測(cè)量箱子的質(zhì)量m、用卷尺測(cè)量一樓到三樓的豎直高度h，用秒表測(cè)量上樓所用的時(shí)間t．
②由以上分析可知并不需要測(cè)量樓梯的總長(zhǎng)度．
故答案為：（1）10.0；（2）同一高度；小于；左；（3）放大；20；（4）①卷尺；秒表；②B．

點(diǎn)評(píng) 掌握凸透鏡成像的三種情況：u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像；2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像；u＜f，成倒正立、放大的虛像．