Question

18．某小組做“驗證凸透鏡成像規律”的實驗，現有凸透鏡若干，光具座如圖所示．為了方便驗證成像的各種情況，應在焦距為15厘米或25厘米的透鏡中，選用焦距為15厘米的透鏡．實驗前，先調節透鏡、光屏的中心和燭焰的中心在同一高度．若在實驗中找到一個等大的像后，保持蠟燭與透鏡的位置不變，再調換另一個焦距未知的凸透鏡，并將光屏向透鏡方向移動直至光屏上的像最清晰，則所選透鏡的焦距比原來的小（選填“大”或“小”），此時光屏上的像是縮小的（選填“放大”或“縮小”）．

Answer 1

分析 （1）選用凸透鏡的依據是光具座的標尺刻度范圍，若透鏡的焦距過大，則有可能出現光具座的端點與凸透鏡之間的距離滿足不了物距或者像距大于二倍焦距這個要求，導致不易觀察物體在凸透鏡中的各種物距下的成像情況．若焦距過小，則會出現研究物體在一倍焦距與二倍焦距之間的成像情況時，改變物體位置，容易超過其范圍：超過二倍焦距，或低于一倍焦距．
（2）根據凸透鏡成像規律實驗的要求，調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的高度，使三者中心放在同一高度上處．
（3）物體位于凸透鏡二倍焦距處，像成在二倍焦距處，成倒立、等大的實像；物距不變，更換不同焦距的凸透鏡，像距縮小，凸透鏡的焦距變小，像變小．

解答 解：（1）因為實驗室的光具座的長度約為100cm，選擇15cm的凸透鏡進行實驗才能方便觀察物距分別大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距時的各種成像的規律；
（2）燭焰、凸透鏡、光屏三者中心在同一高度處，可以使像成在光屏中央．
（3）當用另一個焦距為f′的凸透鏡代替原來焦距為f的凸透鏡并保持透鏡的位置不變，需要將光屏向凸透鏡方向移動才能成清晰的像，那么像距比原來的像距也小了；所以像距小于物距，成倒立，縮小的實像，此時物距：U＞2f，像距：2f＞v＞f，但這個像比原來的像小，由此可知焦距為f′的凸透鏡的焦距比原來凸透鏡的焦距要小．
故答案為：15；高度；小；縮小．

點評 本題考查了凸透鏡成像規律的理解和應用，掌握凸透鏡成像的兩種判斷方法，根據物距和像距的關系、根據物距和焦距的關系．