Question

6．不同的凸透镜对光的折射程度可能是不相同的，即每一个凸透镜的焦距不一定相同，那么凸透镜的焦距与什么因素有关呢？小雷进行了探究实验，实验结果记录到表中．

次数	1	2	3	4
材料	玻璃	玻璃	水晶	水晶
截面直径/cm	3	3	3	5
凸起程度	较小	较大	较小	较小
焦距/cm		5	4	4

（1）如图甲所示是他第一次测量透镜焦距的情景，此透镜的焦距为10cm．

（2）请你分析表中的实验数据，由1、2次的实验可得出的结论是：材料、截面直径相同时，凸透镜凸起越大，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、紫的色带如图所示，受此启发，产生了一个问题：红光、紫光对凸透镜的焦距是否相同？于是他分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入进行了实验，你认为红光射入时凸透镜的焦距大．
（4）小雷又进行了凸透镜成像规律的实验，若其像成在光屏的左上角如图丙所示，应将凸透镜向右下（选填“右下”、“左上”、“右上”或“左下”）调节，使像成在光屏的中央； 当烛焰向透镜靠近时，光屏应向远离（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动才能得到清晰的像．
（5）小雷又发现他和同学使用相同焦距的凸透镜进行实验时，从各组汇报数据中发现，当物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为23.00cm、24.00cm、26.00cm．若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是没有找到最清晰的像时就开始读数了．

Answer 1

分析 （1）平行光经凸透镜折射后，会聚于一点，即焦点，焦点到光心之间的距离即为焦距；
（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）只要是平行光，经凸透镜折射后都会与主光轴交于一点，不同颜色的光经过玻璃的折射本领不同，所以与主光轴交集的点也会不同；
（4）凸透镜对光有会聚作用，其中三条光线特殊：平行于主光轴的光线折射后经焦点射出，经过焦点的光线折射后平行于主光轴射出，经过光心的光线不改变传播方向；
（5）根据凸透镜成像特点，同一凸透镜，物距一定，像距也会一定．

解答 解：（1）由图可知，平行光经凸透镜折射后，会聚光屏上一点，此时光屏在刻度尺40cm处，得知f=40cm-30cm=10cm；
（2）由表中1、2数据对比知道，材料、截面直径相同，凸起程度越大，焦距越小；
（3）由图可知，红色光较紫色光偏折能力弱，所以红色光对凸透镜的焦距大；
（4）像成在光屏的左上角，依据物体射出的光线经光心不改变方向，所以凸透镜向右下方向移动；
（5）同一凸透镜，物距一定，像距应该一定，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；（2）材料、截面直径相同时，凸透镜凸起越大，焦距越小；（3）红；（4）右下； 远离；（5）没有找到最清晰的像时就开始读数了．

点评 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，要熟练掌握凸透镜成像的规律，光路的可逆性、经过凸透镜的三条特殊光线．