Question

10．不同的凸透鏡對(duì)光的折射程度可能是不相同的，即每一個(gè)凸透鏡的焦距不一定相同，那么凸透鏡的焦距與什么因素有關(guān)呢？小雷進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)：

次數(shù)	1	2	3	4
材料	玻璃	玻璃	水晶	水晶
截面直徑/cm	3	3	3	5
凸起程度	較小	較大	較大	較小
焦距/cm	7	5	4	4

（1）他第一次測(cè)得的焦距如圖甲所示，請(qǐng)你分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由1、2次的實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是：材料和橫截面積相同的凸透鏡，凸面程度越大其焦距越�。�
（2）小雷回想起白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶如圖乙所示，受此啟發(fā)，于是他分別用紅光和紫光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸射入進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為紅光射入時(shí)凸透鏡的焦距大．
（3）小雷又進(jìn)行了凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，若其像成在光屏的左上角如圖丙所示，應(yīng)將凸透鏡向右下（選填“右下”、“左上”、“右上”或“左下”）調(diào)節(jié)，使像成在光屏的中央； 當(dāng)燭焰向透鏡靠近時(shí)，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動(dòng)才能得到清晰的像．
（4）小雷又發(fā)現(xiàn)他和同學(xué)使用相同焦距的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，從各組匯報(bào)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物距均為12.00cm時(shí)，有三個(gè)小組所測(cè)像距分別為23.00cm、24.00cm、26.00cm．若他們的數(shù)據(jù)差別不是因?yàn)殚L(zhǎng)度測(cè)量誤差導(dǎo)致的，你認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的操作原因是光屏上還沒有出現(xiàn)清晰的像時(shí)就測(cè)出了像距．

Answer 1

分析 （1）焦點(diǎn)到透鏡中心的距離為焦距，看清刻度尺的分度值，讀出示數(shù)；
根據(jù)圖甲讀出第一次測(cè)得凸透鏡的焦距，然后比較1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知焦距與凸面程度的關(guān)系；
（2）白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶，是因?yàn)椴煌�顏色的光�?jīng)玻璃的折射本領(lǐng)不同；
（3）凸透鏡成像的規(guī)律：
當(dāng)u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像．照相機(jī)、攝像機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的．
當(dāng)f＜u＜2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像．幻燈機(jī)、投影儀就是根據(jù)這個(gè)原理制成的．
當(dāng)u＜f時(shí)，成正立、放大的虛像．放大鏡就是根據(jù)這個(gè)原理制成的．
（4）同一凸透鏡，物距一定，像距一定，小組實(shí)驗(yàn)的像距不同，是因?yàn)楣馄辽线�沒有出現(xiàn)清晰的像就測(cè)像距．

解答 解：
（1）由圖甲可知，第一次測(cè)得凸透鏡的焦距為7cm；根據(jù)表中1、2次的實(shí)驗(yàn)屬于可知：材料和橫截面積相同的凸透鏡，凸面程度越大其焦距越�。�
（2）用紅光和紫光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸射入，紅光、紫光對(duì)凸透鏡的焦距不相同．紅色光較紫色光偏折能力弱，所以紅色光對(duì)凸透鏡的焦距大；
（3）物距小于像距，說明2f＞u＞f，v＞2f，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像，幻燈機(jī)是根據(jù)這個(gè)原理制成的；
像在光屏的左上角，根據(jù)物體射出的光線經(jīng)光心不改變方向，所以凸透鏡向右下方向移動(dòng)；
成實(shí)像時(shí)，物距越小，像距越大，實(shí)像越大，此時(shí)物距變小，則像距變大，因此光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)．
（4）同一凸透鏡，物距一定，像距一定，小組實(shí)驗(yàn)的像距不同，是因?yàn)楣馄辽线�沒有出現(xiàn)清晰的像就測(cè)像距．
故答案為：
（1）材料和橫截面積相同的凸透鏡，凸面程度越大其焦距越�。�
（2）紅；
（3）右下；遠(yuǎn)離；
（4）光屏上還沒有出現(xiàn)清晰的像時(shí)就測(cè)出了像距．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了根據(jù)數(shù)據(jù)分析影響凸透鏡焦距的因素、各種顏色的光的偏折程度以及凸透鏡成像規(guī)律的理解，要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律，光路的可逆性、過光心的光線方向不變．