Question

（2012?薊縣模擬）圖1是英國物理學(xué)家牛頓曾經(jīng)做過的光的色散實驗．實驗中將一束太陽光投射到玻璃三棱鏡上，在棱鏡后側(cè)光屏上的AB范圍內(nèi)可以觀察到不同顏色的光，則：
（1）實驗中，將溫度計放到AB范圍A處的外側(cè)，會看到

溫度計的示數(shù)升高

；B處應(yīng)該是

紫

光．
（2）從實驗看出，光線經(jīng)過三棱鏡后是向它的

底邊

偏折（填“頂角”或“底邊”）．這一規(guī)律可以用來類比說明凸透鏡對光的

會聚

作用和凹透鏡對光的

發(fā)散

作用．
（3）如圖1下圖所示，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，之后它們的光路會略有差異，圖中通過b點的光線是

紅

光（填“紅”或“藍(lán)”）．
（4）物理實驗要遵循實事求是的原則．小雯同學(xué)在“研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗中，完成了如圖2所示的實驗并記錄了數(shù)據(jù)．

實驗次數(shù)	物重G/N	使用定滑輪時測力計的示數(shù)F1/N	使用動滑輪時測力計的示數(shù)F2/N
1	1.00	0.60	0.65
2	1.50	1.10	0.90
3	2.00	1.60	1.15

通過分析數(shù)據(jù)，她覺得與書中的結(jié)論有較大偏差．你一定也做過這樣的實驗，回想你的實驗經(jīng)歷，回答下列問題：
①該實驗中出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是什么？
②請你對小雯的實驗方法提出合理的改進(jìn)意見．

Answer 1

分析：（1）太陽光經(jīng)過三棱鏡被分解為：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等七種顏色的色光，稱為光的色散；紅色光之外稱為紅外線，紅外線的熱效應(yīng)很強，太陽光向地球輻射熱，主要依靠紅外線；
（2）光的色散實際是由于光從空氣斜射入玻璃時發(fā)生一次折射，再由玻璃斜射入空氣時又發(fā)生一次折射造成的，根據(jù)折射規(guī)律，可知，最后的光線是向三棱鏡的底邊偏折．
（3）從太陽光經(jīng)過三棱鏡被分解后發(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．
（4）根據(jù)表格記錄的數(shù)據(jù)的分析可知3次定滑輪拉力的測量存在問題．根據(jù)圖乙對彈簧測力計進(jìn)行受力分析可以找到問題所在．
滑輪組中如果忽略滑輪自重和摩擦力的大小，使用動滑輪能省一半的力，如果考慮動滑輪自重，則F=

1

2

（G_動+G_物）．
使用定滑輪時，改進(jìn)彈簧測力計的使用法；使用動滑輪時，要考慮到動滑輪的重力．

解答：解：（1）太陽光經(jīng)三棱鏡后發(fā)生色散，圖中位置從A到B依次呈現(xiàn)紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等七種顏色的色光；紅外線具有熱效應(yīng)，它位于紅色光的外面，所以溫度計放應(yīng)放在A處的外側(cè)示數(shù)會上升；故B處為紫光．
（2）根據(jù)光的折射規(guī)律，光透過三棱鏡時，發(fā)生兩次折射，最終的折射光線是向三棱鏡的底邊偏折的．這一規(guī)律可以用來類比說明凸透鏡對光的匯聚作用和凹透鏡對光的發(fā)射作用．
（3）因為紅光的折射率最小，因此圖中b點的光線是紅光．
（4）對圖乙：
①分析：對彈簧測力計進(jìn)行受力分析：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．圖中手拉測力計掛鉤，因此測力計測量的是手向下的拉力而不是繩子自由端的拉力．所以在勻速拉動時，根據(jù)二力平衡條件可知實驗會造成 F₁的測量會小于物重．
②改進(jìn)：彈簧測力計的掛鉤應(yīng)該掛在繩子自由端，其讀數(shù)才是用定滑輪提升物體時繩子自由端的拉力值．
（2）對丙圖：
①分析：“使用動滑輪能省一半力”是在不考慮動滑輪和摩擦的理想情況下才成立的，在實際實驗中，動滑輪的物重和摩擦是客觀存在的．由表中數(shù)據(jù)可知，隨著物重的增加，測力計的示數(shù)變大，但比物重的一半要大，這與“使用動滑輪能省一半的力”的結(jié)論偏差較大．其主要原因是沒有考慮滑輪的自重．
②改進(jìn)：可以先測出鉤碼和動滑輪的總重，然后比較拉力與總重的關(guān)系或采用輕質(zhì)滑輪．
故答案為：（1）溫度計的示數(shù)升高；紫；
（2）底邊；會聚；發(fā)散；
（3）紅；
（4）①由表中數(shù)據(jù)可看出，使用定滑輪時（乙圖）F₁≠G，這是由于沒有考慮到彈簧測力計外殼受到的重力；使用動滑輪時（丙圖） F₂≠

G

2

，是由于沒有考慮動滑輪受到的重力．
②使用定滑輪時（乙圖），將彈簧測力計倒過來使用（或水平拉動彈簧測力計；或?qū)嶒炃跋葴y出彈簧測力計自身的重力）；使用動滑輪時（丙圖），要先測出鉤碼和動滑輪的總重，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）．

點評：本題考查了學(xué)生對實驗測量數(shù)據(jù)的分析能力，屬實驗評估類題目范疇．有許多物理中的結(jié)論是建立在理想模型條件下得出的，在實際的應(yīng)用中會出現(xiàn)與結(jié)論不一致的情況，是受到了客觀條件的影響，而不能說結(jié)論有錯誤．