Question

有三只大小、形狀完全相同的凸透鏡，分別由坡璃、水晶、塑料制成．現在小宇想要探究“大小、形狀相同的凸透鏡的焦距是否與制作材料有關”，請你幫他設計這次探究的全過程．

Answer 1

【答案】分析：（1）要探究凸透鏡的焦距與制作材料的關系，首先我們要知道如何測量焦距，讓凸透鏡正對太陽光，調整凸透鏡和地面的距離，知道地面上出現很小、很亮的光斑，測出凸透鏡和光斑的距離就是焦距．
探究是需要的器材就是：三只大小、形狀完全相同但材料不同的凸透鏡，刻度尺．
（2）我們用測量焦距的方法依次測出玻璃、水晶、塑料不同材料制成的凸透鏡的焦距，比較焦距，得出結論．
（3）實驗中需要記錄的數據就是三個不同凸透鏡的焦距，據此畫出實驗數據記錄表格．
（4）凸透鏡的焦距和凸透鏡的凸度、大小有光，在探究凸透鏡的焦距和材料的關系，我們采用了三只大小、形狀完全相同的凸透鏡，就是為了保證凸透鏡的凸度和大小不變，這種探究方法叫控制變量法．
解答：解：（1）提出問題：凸透鏡的焦距是否和材料有關．
（2）猜想：凸透鏡的焦距是否和材料有（或無）關．猜想是任意的，只要有猜想依據就可以．
（3）設計實驗：分別測量三只大小、形狀完全相同，分別由玻璃、水晶、塑料制成的凸透鏡的焦距，進行比較．
（4）實驗器材：平行光源制造平行光；分別由玻璃、水晶、塑料制成三只大小、形狀完全相同的凸透鏡；用光屏呈接焦點；光具座；刻度尺測量焦距．
（5）設計實驗表格：記錄三個不同材料有一行，凸透鏡的焦距f₁、f₂、f₃有一行．如下圖：

材料	玻璃f1	水晶f2	塑料f3
焦距f/cm

（6）實驗步驟：①把平行光源、玻璃凸透鏡、光屏依次放在光具座上，調整它們的中心在同一高度．讓平行光源垂直照射玻璃凸透鏡，前后移動光屏，在光屏上出現最亮最小的點，用刻度尺量得光心到焦點的距離f₁．
②用水晶凸透鏡替代玻璃凸透鏡重復上面的實驗記錄f₂．
③用塑料凸透鏡替代水晶凸透鏡重復上面的實驗記錄f₃．
（7）分析結論：①如果f₁=f₂=f₃，說明凸透鏡的焦距和材料無關．②如果f₁≠f₂≠f₃，說明凸透鏡的焦距和材料有關．
（8）交流評估．
點評：此題考查的是我們的實驗探究能力，這是初中物理課標上明確要求的、需要掌握的一種能力．