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17.小華做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗.實驗桌上備有帶支架的蠟燭、光屏、兩個焦距不同的凸透鏡A和凸透鏡B、平行光源、光具座等器材.

(1)小華先測量凸透鏡A的焦距:將凸透鏡A固定在光具座50cm刻線處,調整平行光源,使它發(fā)出平行于透鏡主光軸的光照射到凸透鏡A上,在透鏡另一側移動光屏,直到光屏上出現一個最小、最亮的光斑,如圖甲所示,則凸透鏡A的焦距為10.0cm;
(2)小華用蠟燭替換掉平行光源進行實驗,實驗前應先將燭焰中心、透鏡光心和光屏中心調到同一高度;
(3)保持凸透鏡A的位置不變,將點燃的蠟燭放在光具座上35cm刻線處,移動光屏,在光屏上得到燭焰倒立、放大的像,如圖乙所示.此實驗現象可說明幻燈機(選填“照相機”、“幻燈機”或“放大鏡”)的成像特點;
(4)保持蠟燭位置不變,小華用凸透鏡B替換凸透鏡A,將凸透鏡B固定在光具座上50cm刻線處,移動光屏,在光屏上得到燭焰倒立、縮小的像.由此可以判斷:凸透鏡A的焦距大于凸透鏡B的焦距(選填“大于”或“小于”).

分析 (1)根據凸透鏡焦點和焦距的定義進行判斷.光點到凸透鏡的距離即為焦距.
(2)探究凸透鏡成像的實驗時,在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏,三者在同一條直線上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中央位置.
(3)掌握凸透鏡成像的規(guī)律及應用.知道幻燈機、投影儀都是根據當物距處于1倍和2倍焦距之間時,成放大倒立實像的原理制成的.
(4)首先根據成縮小的實像確定物距與焦距的關系,根據物距的大小關系判斷焦距之間的大小關系.

解答 解:(1)由圖知,光點到凸透鏡的距離為10.0cm,所以凸透鏡的焦距為10.0cm.
(2)應將透鏡、蠟燭火焰、光屏的中心調到同一高度,像才能呈在光屏的中央位置.
(3)在光屏上可以得到燭焰倒立、放大的像,此時物距處于1倍和2倍焦距之間,幻燈機、投影儀都是根據這個原理制成的.
(4)蠟燭和凸透鏡的位置不變,凸透鏡A成放大的實像,說明此時物距處于1倍和2倍焦距之間;凸透鏡B成縮小的實像,說明物距大于2倍焦距.因此凸透鏡B的焦距小于凸透鏡A的焦距.
故答案為:(1)10.0;(2)同一高度;(3)幻燈機;(4)大于.

點評 此題探究凸透鏡成像的規(guī)律,掌握凸透鏡成像的特點與物距、像距之間的關系是解決此題的關鍵.(3)問是此題的難點,解決的關鍵是判斷出物距與焦距之間的關系.

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2.閱讀以下材料,回答相關問題.
碳納米管是一種具有特殊結構的材料.碳納米管具有良好的力學性能.它的硬度與金剛石相當,卻擁有良好的柔韌性,可以拉伸.碳納米管的強度比同體積鋼的強度高100倍,質量卻只有后者的$\frac{1}{6}$.碳納米管因而被稱為“超級纖維”.
研究人員曾將碳納米管置于巨大的水壓下(相當于水下1×104m深處的壓強),由于巨大的壓力,碳納米管被壓扁.撤去壓力后,碳納米管像彈簧一樣立即恢復了原狀,表現出良好的韌性.這啟示人們可以利用碳納米管制造輕薄的彈簧,用在汽車、火車上作為減震裝置,能夠大大減輕重量.
由于碳納米管的結構與石墨的片層結構相同,所以具有很好的電學性能.碳納米管表現出良好的導電性,導電能力通?蛇_銅的1萬倍.
碳納米管具有良好的傳熱性能,由于具有非常大的長徑比,因而其沿著長度方向的熱交換性能很高,相對其垂直方向的熱交換性能較低,通過合適的取向,碳納米管可以合成各向異性的熱傳導材料.
(1)碳納米管的密度約為鋼密度的$\frac{1}{6}$;
(2)水下1×104m處的壓強約為1×108Pa;
(3)跟銅相比,碳納米管的導電能力更強;
(4)通過合適的取向,碳納米管可以合成各向異性的熱傳導材料.

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3.在測定額定電壓為3.8V的小燈泡(電阻大約為10Ω)額定功率的實驗中,小明連接了如圖甲所示的電路,其中電源電壓為6V且保持不變.

(1)請將實物電路連接完整(要求:滑動變阻器的滑片向左移動時小燈泡變亮).
(2)在連接電路時,開關必須斷開,若有A(5Ω1A)、B(10Ω0.5A)和C(15Ω0.2A)三個滑動變阻器可供選擇,則應該變阻器B(填“A”、“B”或“C”)連入電路,才能保證實驗順利進行.
(3)閉合開關,移動滑動變阻器的滑片P的過程中,觀察到電流表示數幾乎接近最大值時,小燈泡仍然不亮,且電壓表無示數,其原因可能是小燈泡短路.
(4)排除故障后,閉合開關,移動滑片P至電壓表的示數如圖乙所示,則小燈泡的實際功率小于額定功率(填“大于”、“小于”、“等于”);在此基礎上,為了能測量小燈泡的額定功率,應將滑動變阻器的滑片向A(選填“A”或“B”)端滑動,燈泡正常發(fā)光時電流表的示數如圖丙為0.3A,則燈泡的額定功率為1.44W.
(5)為了考察同學們的能力,老師拿來了一個已知額定電流為0.2A,但額定電壓未知的小燈泡,一個已知阻值為R的電阻,一個滑動變阻器,兩個開關S1、S2.電源電壓未知,為同學們設計了如圖丁所示的電路來測量小燈泡的額定功率,請你將下列實驗步驟補充完整:
①閉合開關S、S1,斷開S2(填開關S、S1、S2的通斷情況),調節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為0.2R;
②閉合開關S、S2,斷開S1,保持滑動變阻器的滑片不動(選填“適當調節(jié)滑動變阻器的滑片”“保持滑動變阻器的滑片不動”),讀出電壓表的示數為U;
③燈泡額定功率的表達式為:P=0.2A×(U-0.2R).

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