凸透镜焦距大小与成像的关系

【探究凸透镜成像规律】

在图示位置，蜡烛、透镜甲和光屏形成清晰的像。若保持透镜和蜡烛的位置不变，更换透镜乙后，需要将光屏向右移动距离s才能在光屏上再次形成清晰的像。针对此现象，以下分析正确的是：

A．透镜甲的焦距等于20cm。由于光屏上有像，因此物距u等于像距v等于两倍焦距，即u=v=2f。如果没有说明光屏上有像，只能说明物距u等于焦距f，无法确定u=v=2f。对于凸透镜来说，仅凭u=f无法确定一定形成等大的实像。

B．透镜乙的焦距小于（或大于）10cm。更换透镜乙后，像距变大说明物距u减小。物距u减小的原因有两个：一是焦距变大，使得物距相对于焦距变小；二是凸透镜的焦距不变，但物体与凸透镜之间的距离减小。

D．第二次所成的像是放大的实像。由于B答案指出焦距大于了10cm，实际的物距仍然为20cm不变，但物距u和焦距f之间的大小关系已经发生变化，从原来的u=2f变为f<u<2f，因此形成的是放大的实像。

本题的解题关键在于理解像距的变化是由物距引起的，而物距的变化可能由物体到透镜的距离或凸透镜的焦距变化导致。其中较难理解的是由焦距f的变化引起的物距u的相对变化。

接下来看第二个问题：通过实验发现，在图乙中，左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成缩小的虚像（或正立的只有放大的像）。倒立的像可能是放大、等大或缩小。在某次实验中，“探究凸透镜成像规律”，某实验小组所描绘的图像显示A、B、C三点与蜡烛在光具座上的移动位置相对应。以下说法正确的是：C．蜡烛从B点移动到C点的过程中，所成的像逐渐变小。这是根据凸透镜成实像的变化规律得出的结论，即物体远离透镜时，像变小。其他关于凸透镜焦距和成像特点的分析也是基于实验观察和成像规律得出的结论。同时需要注意的是一些光学原理和成像特点的细节问题。比如物体移动过程中光线折射的可逆性等等。这些都需要在实验过程中仔细观察和思考才能得出正确的结论。关于遮挡凸透镜一部分或放置近视眼镜片的影响等细节问题也需要深入探究。在实验中要时刻注意确保蜡烛、凸透镜和光屏的中心在同一高度并相互对齐以确保成像清晰准确。这些实验细节对于理解凸透镜成像规律至关重要。