Question

小剛在學完透鏡之后，他想知道凸透鏡的焦距跟材料是否有關，于是，他找來了三只大小、形狀完全相同的凸透鏡，其材料分別由玻璃、水晶、透明塑料制成．請你幫他設計這次探究的全過程，完成如下工作：
（1）猜想：

形狀相同的凸透鏡的焦距可能與材料有關

．
（2）這次探究需要的器材主要有

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

．
（3）寫出探究的主要步驟．

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

用水晶凸透鏡替代玻璃凸透鏡重復上面的實驗記錄f ₂

用塑料凸透鏡替代水晶凸透鏡重復上面的實驗記錄f ₃

．
（4）請你設計數據記錄表格．
（5）結論：

①如果f ₁=f ₂=f ₃，說明凸透鏡的焦距和材料無關．②如果f ₁≠f ₂≠f ₃，說明凸透鏡的焦距和材料有關

．

Answer 1

分析：（1）凸透鏡的焦點：平行光經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這個點是凸透鏡的焦點．焦距：光心到焦點的距離是焦距．
（2）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．
（3）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．
（4）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．
（5）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．
（2）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．
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．
（3）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．
（4）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

（5）分析結論：：①如果f ₁=f ₂=f ₃，說明凸透鏡的焦距和材料無關．②如果f ₁≠f ₂≠f ₃，說明凸透鏡的焦距和材料有關．
故答案為：（1）形狀相同的凸透鏡的焦距可能與材料有；
（2）平行光源；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；光屏；光具座；刻度尺．
（3）主要的步驟：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．
（4）表格同上；
（5）結論：①如果f₁=f₂=f₃，說明凸透鏡的焦距和材料無關．②如果f ₁≠f ₂≠f ₃，說明凸透鏡的焦距和材料有關．

點評：（1）掌握探究實驗的七個步驟，提出問題、猜想、設計實驗和表格、進行實驗、分析實驗數據得出結論、評估和交流．
（2）探究的步驟有時是不固定的，要靈活運用．
（3）掌握凸透鏡、凹透鏡的焦點、焦距、光心．