Question

小剛在學(xué)完透鏡之后，他想知道凸透鏡的焦距跟材料是否有關(guān)，于是，他找來(lái)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(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)這次探究的全過(guò)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(guān)

．
（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(diǎn)；光具座；刻度尺測(cè)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(diào)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(dòng)光屏，在光屏上出現(xiàn)最亮最小的點(diǎn)，用刻度尺量得光心到焦點(diǎn)的距離f₁

用水晶凸透鏡替代玻璃凸透鏡重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)記錄f ₂

用塑料凸透鏡替代水晶凸透鏡重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)記錄f ₃

．
（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格．
（5）結(jié)論：

①如果f ₁=f ₂=f ₃，說(shuō)明凸透鏡的焦距和材料無(wú)關(guān)．②如果f ₁≠f ₂≠f ₃，說(shuō)明凸透鏡的焦距和材料有關(guān)

．

Answer 1

分析：（1）凸透鏡的焦點(diǎn)：平行光經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)．焦距：光心到焦點(diǎn)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(cè)量焦距的方法依次測(cè)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(jié)論．
（4）實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)就是三個(gè)不同凸透鏡的焦距，據(jù)此畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(guān)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(wú)）關(guān)．猜想是任意的，只要有猜想依據(jù)就可以．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：分別測(cè)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(jìn)行比較．
實(shí)驗(yàn)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(diǎn)；光具座；刻度尺測(cè)量焦距．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：①把平行光源、玻璃凸透鏡、光屏依次放在光具座上，調(diào)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(dòng)光屏，在光屏上出現(xiàn)最亮最小的點(diǎn)，用刻度尺量得光心到焦點(diǎn)的距離f₁．
②用水晶凸透鏡替代玻璃凸透鏡重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)記錄f₂．
③用塑料凸透鏡替代水晶凸透鏡重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)記錄f ₃．
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格：記錄三個(gè)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(jié)論：：①如果f ₁=f ₂=f ₃，說(shuō)明凸透鏡的焦距和材料無(wú)關(guān)．②如果f ₁≠f ₂≠f ₃，說(shuō)明凸透鏡的焦距和材料有關(guān)．
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(diào)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(dòng)光屏，在光屏上出現(xiàn)最亮最小的點(diǎn)，用刻度尺量得光心到焦點(diǎn)的距離f₁．
②用水晶凸透鏡替代玻璃凸透鏡重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)記錄f₂．
③用塑料凸透鏡替代水晶凸透鏡重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)記錄f₃．
（4）表格同上；
（5）結(jié)論：①如果f₁=f₂=f₃，說(shuō)明凸透鏡的焦距和材料無(wú)關(guān)．②如果f ₁≠f ₂≠f ₃，說(shuō)明凸透鏡的焦距和材料有關(guān)．

點(diǎn)評(píng)：（1）掌握探究實(shí)驗(yàn)的七個(gè)步驟，提出問(wèn)題、猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和表格、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論、評(píng)估和交流．
（2）探究的步驟有時(shí)是不固定的，要靈活運(yùn)用．
（3）掌握凸透鏡、凹透鏡的焦點(diǎn)、焦距、光心．