Question

5．小雷对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验：
（1）他第一次测量焦距的实验如图甲所示，则测得的焦距为10.0cm．
（2）由1、2次的实验可得出的结论是：材料和横截面积相同的凸透镜，凸面程度越大其焦距越小．
（3）小雷回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图乙），受此启发，于是他分别用红光和蓝光来进行图甲的实验，结论是：对同一凸透镜，蓝光入射时焦距小些．
（4）探究完成后，小雷和其他同学用焦距为8.0cm的凸透镜和蜡烛进行成像实验．从各组汇报数据中发现，当物距均为16.0cm时，有两个小组所测像距分别为19.0cm、13.0cm，与理论像距16.0cm相比偏差较大．若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距．

次数	1	2	3
材料	玻璃	玻璃	水晶
凸起程度	较小	较大	较大
焦距/cm		8.0	4.0

Answer 1

分析 （1）焦点到透镜中心的距离为焦距，看清刻度尺的分度值，读出示数；
（2）根据图甲读出第一次测得凸透镜的焦距，然后比较1、2次实验数据可知焦距与凸面程度的关系；
（3）白光经三棱镜后，光屏上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，是因为不同颜色的光经玻璃的折射本领不同；
（4）同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距．

解答 解：（1）焦点到透镜中心的距离为焦距，刻度尺的分度值为1cm，此时读数为10.0cm，即透镜焦距为f=10.0cm；
（2）由图甲可知，第一次测得凸透镜的焦距为10cm；根据表中1、2次的实验数据可知，材料和横截面积相同的凸透镜，凸起程度越大其焦距越小；
（3）用红光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、蓝光对凸透镜的焦距不相同．红色光较蓝色光偏折能力弱，所以红色光对凸透镜的焦距大；蓝光入射时焦距小些．
（4）同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距．
故答案为：（1）10.0；（2）材料和横截面积相同的凸透镜，凸面程度越大其焦距越小；（3）蓝；（4）光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距．

点评 此题考查了根据数据分析影响凸透镜焦距的因素、各种颜色的光的偏折程度以及凸透镜成像规律的理解，要熟练掌握凸透镜成像的规律，光路的可逆性、过光心的光线方向不变．