Question

10．不同的凸透鏡對光的折射程度可能是不相同的，即每一個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呢？小雷進行了探究實驗：

次數	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）他第一次測得的焦距如圖甲所示，請你分析表中的實驗數據，由1、2次的實驗可得出的結論是：材料和橫截面積相同的凸透鏡，凸面程度越大其焦距越小．
（2）小雷回想起白光經三棱鏡后，光屏上自上而下出現了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶如圖乙所示，受此啟發，于是他分別用紅光和紫光平行于同一個凸透鏡的主光軸射入進行了實驗，你認為紅光射入時凸透鏡的焦距大．
（3）小雷又進行了凸透鏡成像規律的實驗，若其像成在光屏的左上角如圖丙所示，應將凸透鏡向右下（選填“右下”、“左上”、“右上”或“左下”）調節，使像成在光屏的中央； 當燭焰向透鏡靠近時，光屏應向遠離（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動才能得到清晰的像．
（4）小雷又發現他和同學使用相同焦距的凸透鏡進行實驗時，從各組匯報數據中發現，當物距均為12.00cm時，有三個小組所測像距分別為23.00cm、24.00cm、26.00cm．若他們的數據差別不是因為長度測量誤差導致的，你認為出現這種情況的操作原因是光屏上還沒有出現清晰的像時就測出了像距．

Answer 1

分析 （1）焦點到透鏡中心的距離為焦距，看清刻度尺的分度值，讀出示數；
根據圖甲讀出第一次測得凸透鏡的焦距，然后比較1、2次實驗數據可知焦距與凸面程度的關系；
（2）白光經三棱鏡后，光屏上而下出現了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶，是因為不同顏色的光經玻璃的折射本領不同；
（3）凸透鏡成像的規律：
當u＞2f時，成倒立、縮小的實像．照相機、攝像機就是根據這個原理制成的．
當f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像．幻燈機、投影儀就是根據這個原理制成的．
當u＜f時，成正立、放大的虛像．放大鏡就是根據這個原理制成的．
（4）同一凸透鏡，物距一定，像距一定，小組實驗的像距不同，是因為光屏上還沒有出現清晰的像就測像距．

解答 解：
（1）由圖甲可知，第一次測得凸透鏡的焦距為7cm；根據表中1、2次的實驗屬于可知：材料和橫截面積相同的凸透鏡，凸面程度越大其焦距越小；
（2）用紅光和紫光平行于同一個凸透鏡的主光軸射入，紅光、紫光對凸透鏡的焦距不相同．紅色光較紫色光偏折能力弱，所以紅色光對凸透鏡的焦距大；
（3）物距小于像距，說明2f＞u＞f，v＞2f，此時成倒立、放大的實像，幻燈機是根據這個原理制成的；
像在光屏的左上角，根據物體射出的光線經光心不改變方向，所以凸透鏡向右下方向移動；
成實像時，物距越小，像距越大，實像越大，此時物距變小，則像距變大，因此光屏應向遠離透鏡的方向移動．
（4）同一凸透鏡，物距一定，像距一定，小組實驗的像距不同，是因為光屏上還沒有出現清晰的像就測像距．
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小；
（2）紅；
（3）右下；遠離；
（4）光屏上還沒有出現清晰的像時就測出了像距．

點評 本題考查了根據數據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律的理解，要熟練掌握凸透鏡成像的規律，光路的可逆性、過光心的光線方向不變．