在探究“凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距为10cm。
(1)如图甲,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立______的实像,生活中的______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用了该原理工作;若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜至______刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
(2)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至16cm刻度线处,移动光屏,观察到光屏上只能出现______,而人眼在图中A处应向______(选填“左”或“右”)看才能观察到烛焰的像。
(3)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片是______(选填“凸透镜”或“凹透镜”),可用于矫正______(选填“近视眼”或“远视眼”)。
放大 投影仪 40cm 光圈 左 凸透镜 远视眼
【解析】
解:
(1)由图甲知,凸透镜的焦距是10cm,烛焰放在10cm处时,物距为15cm,物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,生活中投影仪利用了这样的成像原理,v=55cm-25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;
(2)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16cm-10cm=6cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到像,只能出现光圈;透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从A处向左观察;
(3)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。
故答案为:(1)放大;投影仪;40cm;(2)光圈;左;(3)凸透镜;远视眼。
(1)图中测量凸透镜焦距的方法:平行光聚焦法,亮点为焦点,焦点到光心的距离为就焦距。由此可以确定其焦距是多少;
根据物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间的成像性质进行判断;光的折射中光路是可逆的,据此进行分析;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像;
(3)远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成远视眼。
本题考查了凸透镜成像的情况和应用。同时考查了实验中常出现的一种情况,即光屏上没有像,知道这可能是成虚像,或不能成像或光屏、凸透镜、烛焰的中心不在同一高度。
为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表:
实验 | 斜面倾 | 木块重力 | 斜面高度 | 沿斜面拉 | 斜面长度 | 机械 |
1 | 较缓 | 3 | 0.2 | 1.6 | 1 | 37.5% |
2 | 较陡 | 3 | 0.3 | 1.8 | 1 | |
3 | 最陡 | 3 | 0.4 | 2.0 | 1 | 60% |
请你根据表中的数据解答下列问题:
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做______运动,该过程中木块的机械能______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)第2次实验中,斜面的机械效率为______,斜面对木块的摩擦力为______N。
(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是:______。
(4)试列举出生活中利用斜面的一个实例:______。
匀速直线 变大 50% 0.9 斜面越陡,其机械效率越高 盘山公路
【解析】
解:
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动,动能不变,因木块高度变大,重力势能变大,该过程中木块的机械能变大;
(2)第2次实验中,斜面的机械效率:η===×100%=50%。
在第2次实验中,有用功W有=Gh=3N×0.3m=0.9J,总功W总=Fs=1.8N×1m=1.8J,
额外功:W额=W总-W有=1.8J-0.9J=0.9J,
根据W额=fs可得摩擦力:
f===0.9N;
(3)由表中数据可知:斜面越陡,其机械效率越高;
(4)生活中利用斜面的实例:盘山公路。
故答案为:(1)匀速直线;变大;(2)50%;0.9;(3)斜面越陡,其机械效率越高;(4)盘山公路。
(1)实验用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动,测力计示数才恒定;
动能大小与物体的质量和速度大小有关,重力势能大小与物体的质量和举高的高度有关,据此分析;
(2)根据表中数据,由η==×100%求出第2次实验中斜面的机械效率;
在第2次实验中,求出额外功,根据W额=fs可得摩擦力:
(3)由表中数据得出结论;
(4)生活中利用斜面的实例:盘山公路。
本题为斜面机械效率的测量实验,考查了斜面摩擦力的计算、机械效率的计算、影响机械能大小的因素及数据分析能力。
测量小灯泡额定功率的实验中,器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(1)如图甲所示是某同学开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是
______。
A.检查灯泡是否断路 B.检查灯泡是否短路
C.检查开关接触是否良好 D.移动滑动变阻器的滑片
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,示数为______A,小灯泡的额定功率为______W,小灯泡正常发光的电阻为______Ω。
(4)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光。
③只闭合开关S2,保持R1的滑片位置不动,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=______(用I额、I1、I2、R表示)。
D 0.3 0.75 8.33 I额2•
【解析】
解:(1)原电路中,电流表与变阻器串联后与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表与变阻器串联,电压表与灯并联,如下所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关,电流表、电压表均有示数,电路为通路,发现小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,故但接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察灯的发光情况,选D;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,由欧姆定律,小灯泡正常发光的电阻为:
R==≈8.33Ω;
(4)⑤由串联电路特点和欧姆定律可得:
U=I1R2=I2(R+R2),
解得:R2=,
小灯泡额定功率的表达式为:
P额=I额2RL=I额2R2=I额2•。
故答案为:(1)如上所示;(2)D;(3)0.3;0.75;8.33;(4)I额2•。
(1)原电路中,电流表与变阻器串联后与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表与变阻器串联,电压表与灯并,;
(2)电路连接正确后,闭合开关,电流表、电压表均有示数,电路为通路,根据小灯泡不亮分析回答;(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率,由欧姆定律求出小灯泡正常发光的电阻;
(4)已知灯泡的额定电流,可通过R2等效替代正常发光灯泡,再根据电路特点,利用电源不变计算出R2的阻值,由P=I2R计算额定功率。
本题“测定小灯泡电功率”,考查电路连接、注意事项、电流表读数、功率计算及设计实验方案测额定功率的能力,最后一问难度较大。
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