Question

13．實驗前先要測量凸透鏡的焦距．
（1）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、靛、紫的色帶（如圖1），受此啟發(fā)，于是他分別用紅光和藍光來進行圖甲的實驗，結論是：對同一凸透鏡，紫（紅/紫）光入射時的焦距小些．

（2）物理興趣小組想知道某只透鏡的焦距f為多少，做實驗甲，鏡面垂直于陽光，在透鏡下面放上白紙（紙、鏡平行），測出透鏡與白紙間距s/cm與對應的白紙被烤焦的時間t/min，繪出圖線乙，可判斷該透鏡的焦距f為12cm；
（3）小華測焦距f時，將凸透鏡正對太陽，在透鏡下方的白紙上呈現(xiàn)一光斑時，測得光斑到透鏡的距離為l，將白紙再遠離透鏡一段距離，發(fā)現(xiàn)白紙上又出現(xiàn)了相同大小的光斑，則l小于f（選填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）由圖可以看出：紅光的偏折程度小，紫光的偏折程度大，即紅光折射能力弱、紫光折射能力強．
（2）根據(jù)圖乙找出白紙被烤焦的最短時間，所對應的透鏡與白紙間距即為焦距；
（3）平行光線經(jīng)過凸透鏡折射后可會聚在焦點，此時成一個最小最亮的光斑，成等大的光斑，光屏可能在焦點前后位置．

解答 解：（1）三棱鏡相當于一部分凸透鏡，不同顏色的光的折射本領不同，所以經(jīng)三棱鏡后的偏折程度不同．故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．紅色光對凸透鏡的焦距大，紫光偏折程度大，其焦距較短．
（2）由圖乙可知，當透鏡與白紙間距s=12cm時，白紙被烤焦的時間t=4min，所用的時間最短，
說明太陽光經(jīng)過凸透鏡會聚后該點的溫度最高，這個點就是凸透鏡的焦點，則測出透鏡與白紙間距即為焦距f=12cm．
（3）將白紙再遠離透鏡一段距離，發(fā)現(xiàn)白紙上又出現(xiàn)了相同大小的光斑，說明開始光屏在焦點前，后一次在焦點后，即l小于f．
故答案為：（1）紫；（2）12cm；（3）小于．

點評 本題主要考查凸透鏡成像規(guī)律及其應用、焦距的測量和圖象的分析能力，解決此題的關鍵是通過圖象確定凸透鏡的焦距，有一定的難度．