Question

为了研究同一个物体放在焦距不同的凸透镜前的位置不变时，所成实像的大小有什么变化．小文用如图所示的光具座一台，蜡烛一根、光屏一个以及焦距分别为5cm、10cm、15cm的凸透镜各一个．设计了如下实验步骤，请补充完整．
实验步骤：（1）把凸透镜支架固定在光具座上30cm处，在凸透镜支架的左侧________cm处放上蜡烛并点燃，在凸透镜支架的右侧放上光屏．
（2）把焦距为5cm的凸透镜插入支架，并使烛焰、凸透镜和光屏的中心________；调节光屏的位置，得到清晰的像．
（3）观察记录像的大小．
（4）换用焦距为10cm、15cm的凸透镜重复步骤（2）、（3）．实验中观察到的现象是：________．

Answer 1

解：①物体在一倍焦距以外时成实像，本实验用到三个透镜，若使每个透镜都能在光屏上成像，需使物距大于三个透镜的最大焦距15cm，所以，蜡烛要放在凸透镜支架的左侧小于15cm的位置．
②为了使像成在光屏的中央，烛焰、凸透镜和光屏的中心要在同一高度．
③对于同一个凸透镜，成实像时，物距越大像越小．本实验保持物距不变，而是换用不同焦距的透镜，则根据物距与焦距的大小关系，对于焦距小的透镜物距相对要大一些，成的像最小．
故答案为：
①10（只要小于15cm均正确）．
②在同一高度．
③焦距为5cm的凸透镜所成像最小，焦距为15cm的凸透镜所成像最大．
分析：要解决此题，需要掌握凸透镜成实像的规律：①物体在一倍焦距以外时成实像．②成实像时，物近像远像变大．
在此题中给出了三种焦距，所以要注意物距相同时成像特点与焦距的大小关系．
为了使像成在光屏的中央，要保证“三心一线”．
点评：本题考查学生对凸透镜成像实验及凸透镜成像规律的掌握，要求学生能够根据实验要求设计实验并能分析出实验的现象，要熟练掌握凸透镜成像的规律才行．