Question

17．（1）小明想探究凸透鏡成像規(guī)律．實驗桌上有兩個凸透鏡，焦距分別為10cm和20cm．

①小明將其中一塊凸透鏡放在光具座上，當(dāng)燭焰、透鏡及光屏的位置如圖1所示時，恰能在光屏上得到一個清晰的像，則他選擇的凸透鏡的焦距為10cm；
②小明將蠟燭和光屏的位置對換，發(fā)現(xiàn)在光屏上仍能成一清晰的像，此時像的性質(zhì)是倒立、放大的實像；
③實驗②中，不改變各元件的位置，小明換了另一塊凸透鏡，調(diào)節(jié)光屏的位置，此時不能（填“能”或“不能”）在光屏上找到燭焰的像，這是因為物距小于焦距（或蠟燭在凸透鏡的焦距以內(nèi)或u＜f）．
（2）小華在探究質(zhì)量與體積的關(guān)系時，找來大小不同的同種塑料塊和某種液體做實驗．
①圖甲是小華在水平桌面上使用托盤天平的情景，他的錯誤是稱量時調(diào)節(jié)平衡螺母．
②改正錯誤后，小華正確操作，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別畫出了塑料塊和液體質(zhì)量隨體積變化的圖象，如圖2乙所示．分析圖象可知：同種物質(zhì)的不同物體，其質(zhì)量與體積的比值相同（選填“相同”或“不同），物理學(xué)中將質(zhì)量與體積的比值定義為密度，塑料的密度為1.2×10³kg/m³．
③往燒杯內(nèi)倒入10cm³的液體，用天平稱出燒杯和液體的總質(zhì)量，天平平衡時，右盤中砝碼的質(zhì)量及游碼的位置如圖2丙所示，則燒杯和液體的總質(zhì)量為37.4g．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)物距大于2f時成倒立縮小的實像的特點判斷焦距的大��；
②根據(jù)折射光路的可逆性及成像規(guī)律進行分析；
③首先判斷能否成實像，若能夠成實像判斷像距是否夠大；
（2）①天平的正確使用方法：
一放：將托盤天平放置在水平桌面上，將游碼撥至標尺左端零刻度線上；
二調(diào)：調(diào)節(jié)橫梁左右兩端的平衡螺母，使橫梁平衡，此時指針恰好指在分度盤的中央或左右擺幅度相等；
三稱：左物右碼，用鑷子向右盤中加減砝碼，當(dāng)加減最小砝碼橫梁還不平衡時，調(diào)節(jié)游碼在標尺上的位置，使天平再次平衡；
四記：物體的質(zhì)量等于右盤中砝碼的質(zhì)量與標尺上游碼所對應(yīng)的刻度值之和．
②要先找出圖象中相等的量，然后在這個等量關(guān)系的條件下，去比較其它幾個物理量之間有什么關(guān)系，即可得出結(jié)論；
根據(jù)密度計算公式計算出密度的大小；
③根據(jù)圖示讀出天平的示數(shù)．

解答 解：（1）①由圖知，凸透鏡成倒立縮小的實像，所以物距u=50cm-20cm=30cm＞2f，則f＜15cm，可知凸透鏡的焦距為10cm的；
②此時凸透鏡成倒立縮小的實像，物距大于2f，像距處于f和2f之間，根據(jù)折射光路的可逆性，若對換凸透鏡和光屏的位置，光屏上仍可呈現(xiàn)清晰的像，此時物距處于f和2f之間，成倒立、放大的實像；
③此時物距為65cm-50cm=15cm，另一凸透鏡的焦距為20cm，若換另一凸透鏡，物距小于焦距，此時成虛像，所以不能在光屏上成像．
（2）①天平正確的調(diào)節(jié)方法是：將托盤天平放置在水平桌面上，將游碼撥至標尺左端零刻度線上；調(diào)節(jié)橫梁左右兩端的平衡螺母，使橫梁平衡；小明錯誤的在稱量時調(diào)節(jié)平衡螺母；
②由圖象可知，塑料（或液體）的質(zhì)量和體積成正比，說明同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值相同；
由塑料的質(zhì)量為30g時，對應(yīng)的體積為25cm³，其密度ρ_塑料=$\frac{m}{V}$=$\frac{30g}{25c{m}^{3}}$=1.2g/cm³=1.2×10³kg/m³；
②燒杯和10cm³液體的總質(zhì)量m_總=20g+10g+5g+2.4g=37.4g．
故答案為：（1）①10；②放大；③不能；物距小于焦距（或蠟燭在凸透鏡的焦距以內(nèi)或u＜f ）；（2）①稱量時調(diào)節(jié)平衡螺母；②相同；1.2×10³；③37.4．

點評 本題考查的知識點較多，綜合性強；熟練掌握凸透鏡成像規(guī)律，掌握物距、像距的概念、天平的使用方法、密度公式和密度的測量方法是解題的關(guān)鍵．