Question

5．小雷對凸透鏡焦距與制成凸透鏡的材料種類、凸透鏡凸起程度的關系進行了探究實驗：
（1）他第一次測量焦距的實驗如圖甲所示，則測得的焦距為10.0cm．
（2）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．
（3）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），受此啟發，于是他分別用紅光和紫光來進行圖甲的實驗，結論是：對同一凸透鏡，藍光入射時焦距小些．理由是：藍光的偏折能力大．
（4）探究完成后，小雷和其他同學用焦距為8.0cm的凸透鏡和蠟燭進行成像實驗．從各組匯報數據中發現，當物距均為16.0cm時，有兩個小組所測像距分別為19.0cm、13.0cm，與理論像距16.0cm相比偏差較大．若不是因為長度測量方法錯誤和測量誤差導致的，請分析出現這種情況的原因：光屏上還沒有出現清晰的像時就測出了像距．

次數	1	2	3
材料	玻璃	玻璃	水晶
凸起程度	較小	較大	較大
焦距/cm		8.0	4.0

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；
（2）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；
（3）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；
（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）焦點到透鏡中心的距離為焦距，刻度尺的分度值為1cm，此時讀數為10.0cm，即透鏡焦距為f=10.0cm；
（2）由圖甲可知，第一次測得凸透鏡的焦距為10cm；根據表中1、2次的實驗數據可知，材料和橫截面積相同的凸透鏡，凸起程度越大其焦距越小；
（3）用紅光和藍光平行于同一個凸透鏡的主光軸射入，紅光、藍光對凸透鏡的焦距不相同．紅色光較藍色光偏折能力弱，所以紅色光對凸透鏡的焦距大；藍光入射時焦距小些．
（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）10.0；（2）材料和橫截面積相同的凸透鏡，凸面程度越大其焦距越小；（3）藍；藍光的偏折能力大；（4）光屏上還沒有出現清晰的像時就測出了像距．

點評 此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．