Question

探索設計題?
小宇最喜愛的玩具是叔叔送給他的生日禮物，那是三只大小、形狀完全相同的凸透鏡，分別由玻璃、水晶、塑料制成．現在小宇想要探究“大小、形狀完全相同的凸透鏡的焦距與制作材料是否有關”，請你幫他設計這次探究的全過程，完成如下的工作：
（1）這次探究所需要的器材有哪些？

光源、三只凸透鏡、光屏、光具座、刻度尺

（2）請你寫出探究的主要步驟，并設計出實驗數據記錄的表格
（3）在這次探究過程中，你所運用的一種主要的科學研究方法是什么．

Answer 1

分析：（1）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．
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．
（3）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：答：（1）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．
（2）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f ₃．
設計實驗表格：記錄三個不同材料有一行，凸透鏡的焦距f ₁、f ₂、f ₃，如圖．

材料	玻璃f 1	水晶f2	塑料f3
焦距f/cm

（3）本實驗中主要應用了控制變量法．

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．