7. 小兰做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)实验时，为了使像成在光屏中央，调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心，使它们大致在。实验中蜡烛由于燃烧而变短，为了使烛焰的像再次成在光屏中央，应将凸透镜适当向（选填“上”或“下”）移动。
(2)如图 Z3-7 甲所示，在光屏上观察到烛焰清晰的像（像未画出），则该像是倒立、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。将蜡烛移到光具座上35 cm刻度线处，若想在光屏上得到烛焰清晰的像，应将光屏适当向（选填“左”或“右”）移动，且光屏上的像会（选填“变大”或“变小”）。

图 Z3-7
(3)如图 Z3-7 甲所示，保持三个元件的位置不变，更换另一凸透镜后，发现光屏上的像变模糊，此时成像在光屏右侧，图 Z3-7 乙是①、②两个凸透镜成实像时的像距v与物距u的关系图像，则更换的凸透镜可能是（选填“①”或“②”）凸透镜。

7. (1)同一高度 下 (2)等大 右 变大 (3)①

【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开，需结合实验操作要求、凸透镜成像规律及焦距判断方法解题：
1. 实验时需调节三者中心在同一高度，保证像成在光屏中央；蜡烛变短后像会上移，需调整凸透镜位置使像回至中央。
2. 根据图甲的物距、像距关系判断凸透镜焦距，再结合成像规律分析物距变化时像距和像的大小变化。
3. 根据像成在光屏右侧判断像距变大，结合乙图中凸透镜的焦距大小，确定更换的透镜。
【解析】
(1) 实验时，为使像成在光屏中央，需调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度；蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，根据过光心的光线传播方向不变，像会向上移动，为使像再次成在光屏中央，应将凸透镜适当向下移动。
(2) 由图甲可知，物距$ u = 50\mathrm{cm} - 30\mathrm{cm} = 20\mathrm{cm} $，像距$ v = 70\mathrm{cm} - 50\mathrm{cm} = 20\mathrm{cm} $，此时$ u = v = 2f $，故该凸透镜成倒立、等大的实像；将蜡烛移到35 cm刻度线处，物距变为$ u' = 50\mathrm{cm} - 35\mathrm{cm} = 15\mathrm{cm} $，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，根据“物近像远像变大”，需将光屏向右移动，且光屏上的像会变大。
(3) 保持元件位置不变，更换透镜后像成在光屏右侧，说明像距变大，即新透镜焦距比原透镜大。原透镜由图甲知$ f = 10\mathrm{cm} $；分析乙图，透镜①当$ u = 20\mathrm{cm} $时，$ v \approx 30\mathrm{cm} $，由$ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} $得$ f_1 = 12\mathrm{cm} ＞ 10\mathrm{cm} $；透镜②当$ u = 20\mathrm{cm} $时，$ v \approx 10\mathrm{cm} $，得$ f_2 \approx 6.7\mathrm{cm} ＜ 10\mathrm{cm} $，故更换的是①透镜。
【答案】
(1)同一高度；下 (2)等大；右；变大 (3)①
【知识点】
凸透镜成像规律；实验操作；焦距判断
【点评】
本题综合考查凸透镜成像实验的操作要点、成像规律应用及焦距分析，需学生熟练掌握成像规律并结合图像推导，是光学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5