Question

如图所示，小明在探究凸透镜成像规律时，将焦距为f ₁的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰放大的像．
（1）保持蜡烛位置不变，小明将焦距为f ₂的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰缩小的像．要想在光屏上得到清晰的像，第二次光屏应该向______透镜的方向移动．（选填“靠近”或“远离”）
（2）通过实验现象可以比较先后两个凸透镜的焦距：f ₁______ f ₂（选填“＞”或“＜”）．

Answer 1

解：由“将焦距为f ₁的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时（u=15cm），移动光屏，在光屏上可以得到烛焰放大的像”可知2f₁＞15cm＞f₁，即7.5cm＞f₁＞15cm．像距v＞2f₁，
（1）由“保持蜡烛位置不变，小明将焦距为f₂的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰缩小的像”可知，u=15cm＞2f₂，则f₂＜7.5cm
像距2f₂＞v＞f₂，
由7.5cm＞f₁＞15cm；和f₂＜7.5cm可知，f ₁＞f ₂
又因为第一次成像时，像距v＞2f₁，第二次成像时像距2f₂＞v＞f₂，所以更换透镜后，光屏在的位置相对于第一次离凸透镜的距离要小一些，因此要想在光屏上得到清晰的像，第二次光屏应该向靠近透镜的方向移动．
故答案为：靠近．
（2）由上面的分析可知，7.5cm＞f₁＞15cm；f₂＜7.5cm．所以通过比较可知两个凸透镜的焦距：f ₁＞f ₂
故答案为：＞．
分析：（1）根据“将焦距为f ₁的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰放大的像”得出凸透镜焦距为f ₁的大致范围和像距的范围．
（2）由“保持蜡烛位置不变，小明将焦距为f ₂的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰缩小的像”可得出凸透镜焦距为f ₂的大致范围和像距的范围．由此也可以比较出两个凸透镜焦距的大小．然后根据更换透镜后，光屏在的位置相对于第一次离凸透镜的距离怎样变化，从而可知第二次光屏移动的方向．
点评：这道题目就是考查学生观察凸透镜成像实验的掌握，根据题目提供的信息得出两个凸透镜的焦距范围是此题的难点，还要注意的是“凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时”，此时的物距是15cm，而不是35cm．