Question

20．在利用太陽光測量凸透鏡的焦距后，小華將凸透鏡正對著太陽，發(fā)現(xiàn)把火柴頭放在凸透鏡焦點處一段時間后，火柴會被點燃．他想進一步探究不同的透鏡對火柴的點燃效果有什么不同，和同學們討論后，他們提出了以下三種猜想：
猜想1：凹透鏡也能點燃火柴；
猜想2：點燃火柴的快慢與凸透鏡的焦距大小有關；
猜想3：點燃火柴的快慢與凸透鏡的直徑大小有關．
（1）根據所學知識，他們經過討論，判斷猜想1是錯誤的．你認為他們判斷的依據是什么？
（2）為了驗證猜想2是否正確，他們選用直徑相同而焦距不等的凸透鏡進行多次實驗，發(fā)現(xiàn)火柴被點燃的時間基本相等．這說明猜想2是錯誤的．
（3）請設計一個簡單實驗，驗證猜想3是否正確，簡述你的實驗方案．

Answer 1

分析 （1）凹透鏡對光線有發(fā)散作用．
（2）根據控制的變量與實驗現(xiàn)象得出實驗結論．
（3）可以控制凸透鏡的焦距相同而直徑不同，測出點燃火柴所需時間，然后得出結論．

解答 解：（1）凹透鏡對光線具有發(fā)散作用，不能把太陽光聚集在一起而點燃火柴．
（2）用直徑相同而焦距不等的凸透鏡進行多次實驗，發(fā)現(xiàn)火柴被點燃的時間基本相等，這說明點燃火柴的快慢與凸透鏡的焦距大小無關，則猜想2是錯誤的．
（3）選用焦距相同而直徑不同的凸透鏡，分別用它們點燃火柴，測出火柴被點燃所需要的時間，多次重復實驗；
如果點燃火柴所需要的時間相等，說明點燃火柴的快慢與凸透鏡的直徑大小無關，則猜想3錯誤；如果點燃火柴的時間不相等，點燃火柴的快慢與凸透鏡的直徑大小有關，則猜想3是正確的．
故答案為：（1）凹透鏡對光線具有發(fā)散作用，不能把太陽光聚集在一起而點燃火柴；（2）錯誤；
（3）用焦距相同而直徑不同的凸透鏡，點燃火柴，測出點燃火柴所需要的時間；
如果點燃火柴所需要的時間相等，則猜想3錯誤；如果點燃火柴的時間不相等，則猜想3是正確的．

點評 本題考查了凸透鏡焦距的測量，應用控制變量法是正確解題的關鍵；第（3）問實驗設計是本題的難點．