Question

【題目】如圖是英國(guó)物理學(xué)家牛頓曾經(jīng)做過(guò)的光的色散實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中將一束太陽(yáng)光投射到玻璃三棱鏡上，在棱鏡后側(cè)光屏上的范圍內(nèi)可以觀察到不同顏色的光，則：

（1）實(shí)驗(yàn)中，將溫度計(jì)放到范圍處的外側(cè)，會(huì)看到________；處應(yīng)該是________光．

（2）從實(shí)驗(yàn)看出，光線(xiàn)經(jīng)過(guò)三棱鏡后是向它的________偏折（填“頂角”或“底邊”）．這一規(guī)律可以用來(lái)類(lèi)比說(shuō)明凸透鏡對(duì)光的________作用和凹透鏡對(duì)光的________作用．

（3）如圖下圖1所示，如果分別用紅光和藍(lán)光以平行于主軸的方向照射凸透鏡，之后它們的光路會(huì)略有差異，圖中通過(guò)點(diǎn)的光線(xiàn)是________光（填“紅”或“藍(lán)”）．

（4）物理實(shí)驗(yàn)要遵循實(shí)事求是的原則．小雯同學(xué)在“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，完成了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)并記錄了數(shù)據(jù)．

通過(guò)分析數(shù)據(jù)，她覺(jué)得與書(shū)中的結(jié)論有較大偏差．你一定也做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，回想你的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，回答下列問(wèn)題：

①該實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是什么_____？

②請(qǐng)你對(duì)小雯的實(shí)驗(yàn)方法提出合理的改進(jìn)意見(jiàn)_____．

Answer 1

【答案】溫度計(jì)的示數(shù)升高 紫 底邊 會(huì)聚 發(fā)散 紅 由表中數(shù)據(jù)可看出，使用定滑輪時(shí)（乙圖），這是由于沒(méi)有考慮到彈簧測(cè)力計(jì)外殼受到的重力；使用動(dòng)滑輪時(shí)（丙圖），是由于沒(méi)有考慮動(dòng)滑輪受到的重力． 使用定滑輪時(shí)（乙圖），將彈簧測(cè)力計(jì)倒過(guò)來(lái)使用（或水平拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；或?qū)嶒?yàn)前先測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)自身的重力）；使用動(dòng)滑輪時(shí)（丙圖），要先測(cè)出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重，然后比較拉力與總重的關(guān)系（或采用輕質(zhì)滑輪或增加鉤碼重）．

【解析】

（1）太陽(yáng)光經(jīng)三棱鏡后發(fā)生色散，圖中從A到B依次呈現(xiàn)紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等七種顏色的色光，紅色光之外稱(chēng)為紅外線(xiàn)，由于紅外線(xiàn)的熱效應(yīng)很強(qiáng)，所以，若溫度計(jì)放應(yīng)放在A處的外側(cè)，則示數(shù)會(huì)上升，而B處應(yīng)為紫光；

（2）由光的折射規(guī)律知道，光透過(guò)三棱鏡時(shí)，發(fā)生兩次折射，最終的折射光線(xiàn)是向三棱鏡的底邊偏折的，這一規(guī)律可以用來(lái)類(lèi)比說(shuō)明凸透鏡對(duì)光的匯聚作用和凹透鏡對(duì)光的發(fā)射作用；

（3）由圖1下圖所示知道，從太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡被分解后發(fā)現(xiàn)，不同光的折射率不同，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以，圖中b點(diǎn)的光線(xiàn)是紅光；

（4）圖乙中彈簧測(cè)力受到向上繩子的拉力（大小等于鉤碼重），向下受到重力和手向下的拉力，圖中手拉測(cè)力計(jì)掛鉤，即測(cè)力計(jì)測(cè)量的是手向下的拉力而不是繩子自由端的拉力，所以在勻速拉動(dòng)時(shí)，由二力平衡條件知道，實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)造成 F1 的測(cè)量值小于物重；

改進(jìn)意見(jiàn)是：彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤應(yīng)該掛在繩子自由端，其讀數(shù)才是用定滑輪提升物體時(shí)繩子自由端的拉力值。

“使用動(dòng)滑輪能省一半力”是在不考慮動(dòng)滑輪和摩擦的理想情況下才成立的，在丙圖實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)滑輪的物重和摩擦是客觀存在的，由表中數(shù)據(jù)知道，隨著物重的增加，測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大，但比物重的一半要大，這與“使用動(dòng)滑輪能省一半的力”的結(jié)論偏差較大，其主要原因是沒(méi)有考慮滑輪的自重。

改進(jìn)意見(jiàn)是：可以先測(cè)出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重，然后比較拉力與總重的關(guān)系或采用輕質(zhì)滑輪。