Question

3．实验桌上有高度不同的发光物体A和B，焦距分别为5cm、10cm的凸透镜两个，刻度尺、光具座和光屏各一个．小华选用这些器材，探究“凸透镜成实像时，像的高度与凸透镜的焦距是否有关”．小华的主要实验步骤如下：
①将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座中央，将发光物体A、光屏分别放在凸透镜两侧．调节发光物体A、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在同一高度．
②将发光物体A放在光具座上距凸透镜30cm处，移动光屏，在光屏上得到发光物体A清晰的像，用刻度尺测量像的高度，并记录在表格中．
③用发光物体B替换A放在光具座上距凸透镜30cm处，移动光屏，在光屏上得到发光物体B清晰的像，用刻度尺测量像的高度，并记录在表格中．
根据以上叙述，回答下列问题：
（1）小华计划探究问题的自变量是凸透镜的焦距．
（2）该实验探究过程中存在的问题：没有改变自变量凸透镜的焦距．
（3）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施：保持物距、物体高度不变，用焦距为5cm的凸透镜替换焦距为10cm的凸透镜，移动光屏，在光屏上得到发光物体A清晰的像，用刻度尺测量像的高度，并记录在表格中．

Answer 1

分析 （1）由实验可知，三次实验中物体的高度是变化的，用刻度尺测量的是像的高度，据此分析；
（2）（3）根据控制变量的思想解答，探究像的高度与焦距关系，应控制物距和物体高度不变．

解答 解：
（1）小华计划探究“凸透镜成实像时，像的高度与凸透镜的焦距是否有关”，计划探究问题的自变量是凸透镜的焦距；
（2）由题意探究“凸透镜成实像时，像的高度与凸透镜的焦距有关”可知，应控制物距、物体的高度不变，改变凸透镜的焦距，多次实验后分析像的高度与凸透镜的焦距是否有关，而小华的探究过程中却改变了物体的高度，没有改变自变量凸透镜的焦距，故不能达到探究目的；
 （3）保持物距、物体高度不变，用焦距为5cm的凸透镜替换焦距为10cm的凸透镜，移动光屏，在光屏上得到发光物体A清晰的像，用刻度尺测量像的高度，并记录在表格中．
故答案为：
（1）凸透镜的焦距；（2）没有改变自变量凸透镜的焦距；（3）保持物距、物体高度不变，用焦距为5cm的凸透镜替换焦距为10cm的凸透镜，移动光屏，在光屏上得到发光物体A清晰的像，用刻度尺测量像的高度，并记录在表格中．

点评 “探究凸透镜成像规律”是学生做过的、比较熟悉的实验，本题考查角度与以往相比有创新，计划探究的是“凸透镜成实像时，像的高度与物体的高度是否有关”，是以“物体高度”为自变量．这就要求学生具有明确实验中“自变量”、“因变量”和“不变量”的能力．引导我们在探究教学中关注科学问题和实验设计的一致性，让学生真正体验探究的过程，理解探究过程中的科学方法．