Question

11．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，發現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l：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凹透鏡對光線有發散作用．
（2）為了驗證猜想2是否正確，小華他們選用直徑相同而焦距不等的凸透鏡進行多次實驗，發現火柴被點燃的時間基本相等．這說明猜想2是錯誤的．
（3）小華他們在驗證猜想2后，又選用直徑和焦距不等的凸透鏡進行多次實驗來驗證猜想3是否正確．
①請你評價該實驗方案：小華他們的實驗能（選填“能”或“不能”）驗證猜想3是否正確，理由是因為點燃快慢與焦距大小無關，達到了只改變透鏡直徑的大小實現控制變量的目的．
②你認為實驗中，直徑最大的凸透鏡點燃火柴的時間最短，你判斷的依據是直徑最大的透鏡匯聚的太陽光的能量最多．

Answer 1

分析 （1）透鏡對光線的作用：凸透鏡對光線起會聚作用，凹透鏡對光線起發散作用；
（2）根據控制的變量與實驗現象得出實驗結論；
（3）探究透鏡對火柴的點燃效果與透鏡直徑的關系時要選取直徑不等的凸透鏡進行實驗；凸透鏡的直徑越大，會聚的太陽光的能量越多．

解答 解：（1）凹透鏡對光線起發散作用，不能夠會聚光線，不能點燃火柴；所以猜想1是錯誤的；
（2）用直徑相同而焦距不等的凸透鏡進行多次實驗，發現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）①小華的實驗中，選用直徑不同的凸透鏡，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；因為點燃快慢與焦距大小無關，達到了只改變透鏡直徑的大小實現控制變量的目的，所以能夠驗證猜想3是否正確；
②直徑最大的凸透鏡會聚的太陽光的能量最多，所以點燃火柴的時間最短．
故答案為：（1）凹透鏡對光線有發散作用；（2）錯誤；（3）①能；因為點燃快慢與焦距大小無關，達到了只改變透鏡直徑的大小實現控制變量的目的；②直徑最大；直徑最大的透鏡匯聚的太陽光的能量最多．

點評 本題考查了透鏡對光線的不同作用，以及設計實驗探究不同的透鏡對火柴的點燃效果；應用控制變量法探究實驗的是正確解題的關鍵．