Question

為了研究同一個物體放在焦距不同的凸透鏡前的位置不變時，所成實像的大小有什么變化．小文用如圖所示的光具座一臺，蠟燭一根、光屏一個以及焦距分別為5cm、10cm、15cm的凸透鏡各一個．設計了如下實驗步驟，請補充完整．
實驗步驟：（1）把凸透鏡支架固定在光具座上30cm處，在凸透鏡支架的左側________cm處放上蠟燭并點燃，在凸透鏡支架的右側放上光屏．
（2）把焦距為5cm的凸透鏡插入支架，并使燭焰、凸透鏡和光屏的中心________；調節光屏的位置，得到清晰的像．
（3）觀察記錄像的大小．
（4）換用焦距為10cm、15cm的凸透鏡重復步驟（2）、（3）．實驗中觀察到的現象是：________．

Answer 1

解：①物體在一倍焦距以外時成實像，本實驗用到三個透鏡，若使每個透鏡都能在光屏上成像，需使物距大于三個透鏡的最大焦距15cm，所以，蠟燭要放在凸透鏡支架的左側小于15cm的位置．
②為了使像成在光屏的中央，燭焰、凸透鏡和光屏的中心要在同一高度．
③對于同一個凸透鏡，成實像時，物距越大像越小．本實驗保持物距不變，而是換用不同焦距的透鏡，則根據物距與焦距的大小關系，對于焦距小的透鏡物距相對要大一些，成的像最小．
故答案為：
①10（只要小于15cm均正確）．
②在同一高度．
③焦距為5cm的凸透鏡所成像最小，焦距為15cm的凸透鏡所成像最大．
分析：要解決此題，需要掌握凸透鏡成實像的規律：①物體在一倍焦距以外時成實像．②成實像時，物近像遠像變大．
在此題中給出了三種焦距，所以要注意物距相同時成像特點與焦距的大小關系．
為了使像成在光屏的中央，要保證“三心一線”．
點評：本題考查學生對凸透鏡成像實驗及凸透鏡成像規律的掌握，要求學生能夠根據實驗要求設計實驗并能分析出實驗的現象，要熟練掌握凸透鏡成像的規律才行．