Question

3．實驗桌上有高度不同的發光物體A和B，焦距分別為5cm、10cm的凸透鏡兩個，刻度尺、光具座和光屏各一個．小華選用這些器材，探究“凸透鏡成實像時，像的高度與凸透鏡的焦距是否有關”．小華的主要實驗步驟如下：
①將焦距為10cm的凸透鏡固定在光具座中央，將發光物體A、光屏分別放在凸透鏡兩側．調節發光物體A、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心在同一高度．
②將發光物體A放在光具座上距凸透鏡30cm處，移動光屏，在光屏上得到發光物體A清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中．
③用發光物體B替換A放在光具座上距凸透鏡30cm處，移動光屏，在光屏上得到發光物體B清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中．
根據以上敘述，回答下列問題：
（1）小華計劃探究問題的自變量是凸透鏡的焦距．
（2）該實驗探究過程中存在的問題：沒有改變自變量凸透鏡的焦距．
（3）請你針對小華探究過程中存在的問題，寫出改正措施：保持物距、物體高度不變，用焦距為5cm的凸透鏡替換焦距為10cm的凸透鏡，移動光屏，在光屏上得到發光物體A清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中．

Answer 1

分析 （1）由實驗可知，三次實驗中物體的高度是變化的，用刻度尺測量的是像的高度，據此分析；
（2）（3）根據控制變量的思想解答，探究像的高度與焦距關系，應控制物距和物體高度不變．

解答 解：
（1）小華計劃探究“凸透鏡成實像時，像的高度與凸透鏡的焦距是否有關”，計劃探究問題的自變量是凸透鏡的焦距；
（2）由題意探究“凸透鏡成實像時，像的高度與凸透鏡的焦距有關”可知，應控制物距、物體的高度不變，改變凸透鏡的焦距，多次實驗后分析像的高度與凸透鏡的焦距是否有關，而小華的探究過程中卻改變了物體的高度，沒有改變自變量凸透鏡的焦距，故不能達到探究目的；
 （3）保持物距、物體高度不變，用焦距為5cm的凸透鏡替換焦距為10cm的凸透鏡，移動光屏，在光屏上得到發光物體A清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中．
故答案為：
（1）凸透鏡的焦距；（2）沒有改變自變量凸透鏡的焦距；（3）保持物距、物體高度不變，用焦距為5cm的凸透鏡替換焦距為10cm的凸透鏡，移動光屏，在光屏上得到發光物體A清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中．

點評 “探究凸透鏡成像規律”是學生做過的、比較熟悉的實驗，本題考查角度與以往相比有創新，計劃探究的是“凸透鏡成實像時，像的高度與物體的高度是否有關”，是以“物體高度”為自變量．這就要求學生具有明確實驗中“自變量”、“因變量”和“不變量”的能力．引導我們在探究教學中關注科學問題和實驗設計的一致性，讓學生真正體驗探究的過程，理解探究過程中的科學方法．