初中物理微专题-探究透镜焦距与材料的关系 学案

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探究透镜焦距与材料的关系变量即为透镜的制作材料，因此在选择器材时应保证透镜的大小，厚薄等因素均相同。为保证测得的焦距准确，在实验时应采用太阳光或平行光源进行实验。当光屏上出现最小最亮的光斑即为焦点，焦点到光心的距离即为焦距。
1.测焦距的方法：
（1）平行于主光轴的光线（太阳光或平行光源）经凸透镜折射后会聚于一点即焦点（最小最亮的光斑）。焦点到光心的距离即焦距。
（2）利用光路可逆原理，点光源位于焦点时，经凸透镜折射后平行于主光轴射出，可在光屏上观察到大小不变的光斑。
（3）利用物距等于像距等于二倍焦距的成像规律进行测量。
2.实验时为了使测定焦距更为准确，尽量选择在有刻度的光具座上进行实验。
1．有三只大小、形状完全相同的凸透镜，分别由坡璃、小晶、塑料制成．现在小宇想要探究“大小、形状相同的凸透镜的焦距是否与制作材料有关”，请你帮他设计这次探究的全过程．
2．小刚在学完透镜之后，他想知道凸透镜的焦距跟材料是否有关，于是，他找来了三只大小、形状完全相同的凸透镜，其材料分别由玻璃、水晶、透明塑料制成。请你帮他设计这次探究的全过程，完成如下工作：
(1)猜想： 。
(2)这次探究需要的器材主要有 。
(3)写出探究的主要步骤 。
(4)请你设计数据记录表格 。
(5)结论： 。
参考答案：
1．见解析所示
【详解】（1）提出问题：凸透镜的焦距是否和材料有关。
（2）猜想：凸透镜的焦距是否和材料有（或无）关．猜想是任意的，只要有猜想依据就可以。
（3）设计实验：分别测量三只大小、形状完全相同，分别由玻璃、水晶、塑料制成的凸透镜的焦距，进行比较。
（4）实验器材：平行光源制造平行光；分别由玻璃、水晶、塑料制成三只大小、形状完全相同的凸透镜；用光屏呈接焦点；光具座；刻度尺测量焦距。
（5）设计实验表格：记录三个不同材料有一行，凸透镜的焦距f1、f2、f3有一行．如下图：
（6）实验步骤：①把平行光源、玻璃凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整它们的中心在同一高度．让平行光源垂直照射玻璃凸透镜，前后移动光屏，在光屏上出现最亮最小的点，用刻度尺量得光心到焦点的距离f1；
②用水晶凸透镜替代玻璃凸透镜重复上面的实验记录f2；
③用塑料凸透镜替代水晶凸透镜重复上面的实验记录f3。
（7）分析结论：①如果f1=f2=f3，说明凸透镜的焦距和材料无关．②如果f1≠f2≠f3，说明凸透镜的焦距和材料有关。
（8）交流评估。
2． 见详解 见详解 见详解 见详解 见详解
【详解】(1)[1]提出猜想凸透镜的焦距是否和材料有（或无）关，猜想是任意的，只要有猜想依据就可以。
(2)[2]平行光源制造平行光，分别由玻璃、水晶、塑料制成三只大小、形状完全相同的凸透镜，用光屏呈接焦点，光具座，刻度尺测量焦距。
(3)[3]把平行光源、玻璃凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整它们的中心在同一高度，让平行光源垂直照射玻璃凸透镜，前后移动光屏，在光屏上出现最亮最小的点，用刻度尺量得光心到焦点的距离f1，用水晶凸透镜替代玻璃凸透镜重复上面的实验记录f2，用塑料凸透镜替代水晶凸透镜重复上面的实验记录f 3。
(4)[4]记录三个不同材料一行，另一行记录凸透镜的焦距f 1、f 2、f 3。
(5)[5]如果f1=f2=f3，说明凸透镜的焦距和材料无关，如果f1≠f 2≠f 3，说明凸透镜的焦距和材料有关。
材料
玻璃
水晶
塑料
焦距f/cm