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初中物理PEP经典文章(待续)

发布时间:2013-11-15 08:04:48  

目录

巧思巧解镜中时钟问题 ..................................................................................................................................2

光学中的“几个相似” .......................................................................................................................................3

从“规律”中寻找“规律”──凸透镜考点全解析 .........................................................................................5

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巧思巧解镜中时钟问题

江苏沛县张街中学 张振楼

“镜中时钟”一直是光的反射部分中非常典型和常见的一类问题。问题并不难,要求我们要对平面镜成像规律和特点非常熟悉。

平面镜成像的特点简记为:正立、等大、对称、虚像。具体地说①物体在平面镜中所成的像是虚像,不能用光屏承接,只能用眼睛观察到;②像和物体的形状、大小相等,上下(或左右)相反;③像和物体各对应点的连线与平面镜垂直;④像和物体各对应点到平面镜间距离相等。后三个特点也可以简单地说成是像和物体关于平面镜对称,即反应在图纸上,以平面镜为轴将像旋转180°(或以平面镜为轴折叠像物),像和物体恰好重合。

下面介绍几种方法,请同学们参考:

如图1所示,是通过平面镜看到的钟表的像,则此时的时刻是_______。

方法1:逆时针读时法

由于镜中的时钟像与时钟的位置左右互换成虚像,因此,时钟刻度像的示数排列应是按逆时针方向排列的。我们可以把题目中的时钟数字补全,上为12,下为6,左为3,右为9。如果还看不清,可以把其他的数字补上,这样,我们就能清楚地看出来实际时间是4:10。

方法2:成像对称读时法

根据平面镜成像的对称性,平面镜成像是以12时、6时为对称轴左右互换的。从平面镜中观察到的时刻数t(按正常刻度读出的时刻),是经平面镜把钟的真正时刻转换后的结果,如图2,可直接读出它的实际的时刻为4:10。

方法3:“透纸视”读时法

由平面镜成像特点可知,在平面镜中成的像应该和实际钟点左右对称,也就是说,我们看到的时间,实际和从钟背后看到的时间是相同的,那么,我们可以对着阳光或灯光从背面去看,即是实际的时间,如图3。此法最简捷方便,准确率最高。

方法4:差值读时法

镜中示数t与钟的真正时刻数之和为12时,所以钟表的真正时刻应等于12时减去从平面镜中观察到的时刻数t,12时-t=12时-7:50=4:10。

方法5:再次成像读时法

若手边有一个小平面镜,可把图中的钟表再用小平面镜成一次像,在小平面镜中按正常刻度读出指针示数。

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光学中的“几个相似”

河北省黄骅市羊二庄中学 刘耀忠

一、三个不变的结果

1.垂直于界面入射的光线,折射方向不变;

2.平面镜所成的像大小永远与物体等大,不会改变;

3.凸透镜的一部分被不透明物体遮挡后,所成像的性质不变。

二、三种与物体等大的像

1.小孔成像时,当光屏距小孔的距离(像距)与物体跟小孔的距离(物距)相等时,像物等大;

2.平面镜成像时,无论物距多大,像物始终等大;

3.凸透镜成像时,当u=2f时,成像和物等大的实像。

三、三种光学仪器

1.照相机

⑴组成部分:凸透镜、暗箱、胶片(相当于光屏);

⑵原理:u>2f时,成倒立、缩小、像物异侧的实像;

⑶调节:拍近景时,镜头要向前伸(暗箱变长);拍远景时,镜头向后缩(暗箱变短);

2.幻灯机

⑴组成部分:凸透镜、幻灯片、强光源、聚光器;

⑵原理:f<u<2f时,成倒立、放大、像物异侧的实像;

⑶调节:幻灯片倒置于比镜头焦距稍远处;

3.放大镜

⑴组成部分:短焦距的凸透镜;

⑵原理:u<f时,正立、放大、像物同侧的实像;

四、会聚作用与发散作用

凸透镜对光线有会聚作用,并不一定使光线会聚到一点或使光线变为会聚光线,而是指光线通过凸透镜折射后,折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更靠近主光轴,使它的光束变窄,即凸透镜对原入射光线起会聚作用,而不一定是原入射光线变为会聚光线。

附:常见三种光线

五、通过凸透镜的三条特殊光线(如图)

1.平行于主光轴的光通过凸透镜后会聚焦于焦点;

2.从焦点发出的光通过凸透镜后平行于主光轴射出;

3.通过透镜光心的光线传播方向不变。

六、“影”与“像”诠释

影:指光在沿直线传播的过程中,物体挡住光线后,映在地面或其他物体上阴暗部分形成的形象。如手影、皮影戏的原理就是光沿直线传播的结果。

像:是物体发出的光线经过反射或折射后形成的与原物相似的图景。像分为实像和虚像,实像是物体

发出的光线经反射或折射后会聚而成的像,实像可以显现在屏幕上。虚像是物体发出的光线经反射线折射

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后,如为发散光线,它们的反向延长线相交时形成的像叫虚像,虚像不能呈现在屏幕上。平面镜、凸面镜、凹透镜成的像是虚像,凸透镜和凹面镜可以成实像,也可以成虚像。日常生活中常说的影有时指影,有时指像,要根据其具体含义确定是影还是像。

2010-09-29 人教网

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从“规律”中寻找“规律”──凸透镜考点全解析

湖北枣阳兴隆二中 徐斌斌

初中阶段的光学知识总体来说是三类:光的直线传播,如影子的形成;光的反射,如平面镜成像;光的折射,如凸透镜成像。这三类光学知识尤以光的折射知识在考试中出现的最为频繁,而凸透镜成像就是其中的重中之重了,另外还有很多同学觉得凸透镜成像也是一个难点。下面我们就想通过对一些经典例题的分析,对凸透镜成像的知识做一个全面的总结和归纳,希望能给同学们在今后的考试遇到这类知识的题有所帮助。

在分析凸透镜成像的考点之前,我们必须熟练凸透镜成像的特点,因为它们才是真正做题的基础。这些特点我们都是通过实验得出的:

①物体到凸透镜距离(物距)大于2倍焦距时(或说2倍焦距以外),能成倒立的缩小的实像。 ②物体到凸透镜距离大于焦距而小于2倍焦距时(2倍焦距和焦距之间),能成倒立的放大的实像。 ③物体到凸透镜距离小于焦距时(焦距以内),能成正立的放大的虚像

其实我们在实验中还能得出这些结论:

④成实像时,像和物在凸透镜两侧;成虚像时,像和物在凸透镜同侧

⑤当物距大于2倍焦距时,像到凸透镜的距离(像距)在2倍焦距和焦距之间;当物距在2倍焦距和焦距之间时,像距在2倍焦距以外。

⑥做实验时,如果用纸挡住凸透镜的一部分,光屏上的像仍然是完整的,只不过像变暗了些。

另外,从凸透镜成像特点①②③中还可进一步分析得出这样的结论,焦距以内成虚像,焦距以外成实像;2倍焦距以内成放大的像,2倍焦距以外成缩小的像;简单地说成:

⑦一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。

根据2倍焦距分大小这样一个结论,我们又可以推出:成实像时,当物体离凸透镜越近,像就会越大,像距就会越大;当物体离凸透镜越远,像就会越小,像距就会越小。为了便于记忆,我们可以简单地记成: ⑧实像像大像距大物距小,像小像距小物距大。

找到凸透镜成像的这八个规律之后,不管出现什么样的题型,我们都能轻松应对,不信?我们举例来说明吧。

例1 凸透镜焦距f等于15cm,当把物体放在主光轴上距光心31cm时,所成的像一定是( )

A.缩小倒立的实像

B.放大倒立的虚像

C.缩小正立的实像

D.放大正立的虚像

分析:这是直接套用知识点的题型,物距31cm,大于2倍焦距,成倒立缩小的实像,答案为A

例2 如图所示:B为AC的中点,蜡烛烛焰通过凸透镜后在右侧光屏上成一个清晰的缩小的像,则凸透镜( )

A.应该放在BC之间某处

B.应该放在AB之间某处

C.应该放在B点

D.可能分在蜡烛的左侧某处

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分析:光屏上成清晰的像,那肯定是实像。根据前面得到的知识点④可知凸透镜应在AC之间。成缩小的像,说明物距大于2倍焦距,结合知识点⑤,物距大于2倍焦距时,像距应在2倍焦距和焦距之间,也就是说A到凸透镜距离应该比光屏到凸透镜距离远,所以应在BC之间地,答案为A。

例3 做凸透镜成像实验,当蜡烛距透镜15cm时,在光屏上成放大的像,当蜡烛距透镜18cm时,所成的像( )

A.一定成放大的实像

B.一定成缩小的实像

C.可能成缩小的实像

D.可能成放大的虚像

分析:物距是15cm时在光屏上成放大的像,说明15cm是在2倍焦距和焦距之间,我们把它写成f<u<2f,这样可推出7.5cm<f<15cm,也就是说这个凸透镜的焦距在7.5cm到15cm之间,那么18cm就有可能在2倍焦距以外(比如焦距是8cm),也有可能在2倍焦距和焦距之间(比如焦距是10cm),但可以肯定的是不可能在焦距以内,两个一结合可知可能成倒立缩小的实像,也可能成倒立放大的实像,所以答案应为C。 例4 在“研究凸透镜成像”实验中,保持凸透镜位置不变,先后把烛焰放在a、b、c、d和e点,如图所示,同时调整光屏的位置,那么:

(1)把烛焰放在________点,屏上出现的像最小

(2)把烛焰放在________点,屏上出现的像最大

(3)把烛焰放在________点,屏上不出现烛焰的像

(4)如果把烛焰从a移动到b点,像到凸透镜的距离________,像的大小______(变大,变小,不变) 分析:这道题考察的主要是知识点⑧,成实像时,像大像距大物距小,像小像距小物距大。所以a点像最小,d点像最大,e在焦点以内成虚像,不能用光屏承接。从a移动到b时,物距变小,像要变大,像距也会变大。

例5 在做“凸透镜成像”时,若将蜡烛放在离凸透镜15cm的地方,在距透镜30cm的光屏上能得到一个清晰的像,此像是________,__________的实像。

分析:在这里我们知道了物距和像距,根据总结出的知识点⑤,物体在2倍焦距以外时,像在2倍焦距和焦距之间;物体在2倍焦距和焦距之间时,像在2倍焦距以外。15cm小于30cm,15cm应该是2倍焦距和焦距之间,30cm应该在2倍焦距以外,所以成倒立放大的实像。

这种类型的题目在考试中还比较多,但都是可以用我们总结归纳出的知识来解决。根据凸透镜成像特点,我们发明了很多诸如照相机之类的光学元件。

照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的特点,那么被拍照的景物就应该在照相机镜头的2倍焦距以外。

幻灯机、投影仪,利用凸透镜成倒立放大的实像的特点,这时幻灯片,胶片就要放在2倍焦距和焦距之间,又因为此时所成的像是倒立的,所以为了看到正立的像,幻灯片就要倒放在幻灯架上。

放大镜,利用凸透镜成放大的虚像的特点,这时被观测的物体必须放在焦距以内。

结合凸透镜成像的特点,对这些光学元件的考察在中考中也是经常出现的。

例6 用照相机照相时,物体在胶卷上形成( )

A.缩小的倒立的实像

B.放大的正立的实像

C.缩小的正立的实像

D.缩小的倒立的实像

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分析:这种题相对简单,照相机就是成倒立的缩小的实像,答案选D

例7 把凸透镜正对太阳光,可在距凸透镜10 cm处得到一个最小最亮的光斑。若用此透镜来观察邮票上较小的图案,则邮票到透镜的距离应( )

A.大于10 cm

B.小于10cm

C.大于20cm

D.在10cm和20cm之间

分析:凸透镜正对太阳光,在10cm远处得到一个最小最亮的光斑,说明些透镜的焦距为10cm。用它来观察较小的物体,就是说把它当成放大镜使用,放大镜的成像特点是,物体在凸透镜焦距以内成正立放大的虚像,所以答案是B。

对于这种直接套用凸透镜成像原理对这些元件考察的,我们不再举例分析,还有一些稍微复杂的,需要我们结合我们所归纳出的知识来推理。

例8 班里组织春游,一位同学拿着相机为另一位同学拍照时,由于疏忽,镜头盖恰好遮挡了相机镜头的一半,那么这张照片洗出来后( )

A.照片上没有景物

B.照片上的景物只有一半

C.照片上的景物半明半暗

D.照片的全部景物都比正常拍摄的暗些

分析:根据知识点⑥,我们知道,挡住进入镜头的部分光后,会使像变暗一些,因此答案为D。 还有更复杂的一些题型,如:

例9 放映幻灯片的时候,银幕上的像太小,想让像变大些,可以采取的办法是( )

A.将幻灯机移近银幕,同时使幻灯片远离镜头

B.将幻灯机远离银幕,同时使幻灯片远离镜头

C.将幻灯机移近银幕,同时使幻灯片移近镜头

D.将幻灯机远离银幕,同时使幻灯片移近镜头

分析:做这道题时首先要明确:银幕到幻灯机镜头的距离是像距,幻灯片到镜头的距离是物距。当像有些小而想使像变大一些,根据我们推出的知识点⑧:像大像距大,物距小,可知,要使像变大一点,要减小物距而增大像距。幻灯片靠近镜头而幻灯机远离银幕,答案选D。

在这里对知识点⑧一定要很熟练,如果知识点都不熟练,就谈不上去分析了。我们再举一例来对这一知识点加以理解吧。

例10 用镜头焦距不变的照相机给同学拍照,底片上成一清晰的全身像,若要改拍半身像,则应该( )

A.照相机靠近该同学,镜头向前调节

B.照相机远离该同学,镜头向后调节

C.照相机远离该同学,镜头向前调节

D.照相机靠近该同学,镜头向后调节

分析:先拍的是全身像,又拍了半身像,同样大的底片上,半身像相对于全身像来说,像是变大了,根据知识点⑧:像变大时像距变大,镜头向前调节,远离底片。物距变小,照相机靠近该同学。所以答案应是A

像这类如何调节物距,像距的题型,在考试中可以说是一个难点,很多学生在这个方面都觉得无所适从,通过我们的分析,不知道你是否有些理解了呢?

用两组凸透镜组合能够制成放大倍数更高的显微镜。显微镜中先用物镜成一个放大的实像,再通过目镜成一个放大的虚像,经过两次放大,远远提高了放大的倍数,使我们看到了肉眼看不到的微小物体。望远镜中物镜先使远处的物体在焦点附近成实像,目镜再把这个像放大,从而看清远处的物体。

人的眼睛中,眼球也好像一个照相机。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。近视眼产生的原因就是晶状体太厚,折光能力太强,来自远处某点的光在视网膜前就会聚,到达视网膜时已经不是一个点而是一个模糊光斑了,这时配戴凹透镜(近视镜)就能矫正这个问题。而远视眼则是因为晶状体太薄,折

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光能力太弱,来自近处的一点光还没有会聚成一点就达到视网膜了,在视网膜上也形成了一个光斑,这时配戴凸透镜(老花镜)就能矫正。关于眼睛和眼镜的考察在中考也很多,比如:

例11 如图甲是远处物体在某人眼睛成像的示意图,请在图乙的虚线框中填上适当的透镜,使远处的物体成像在视网膜上。

正。 分析:根据图可以看出光还没有到达视网膜时就已经会聚,这是近视眼的特征,需要配戴凹透镜来矫

经过这些分析,你觉得你对凸透镜成像的知识掌握得怎么样,我们来做几个练习,巩固一下我们所学到的知识吧!

小练习:

1.某同学将一点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像;当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像,这个凸透镜的焦距可能是( )

A.10cm B.8cm C.6cm D.4cm

2.把凸透镜对准太阳光,可以在距透镜20cm处得到一个最小最亮的光斑,若将一物体放在距透镜前10cm处,则可得到的像为( )

A.倒立放大的实像

B.倒立缩小的实像

C.正立放大的虚像

D.正立缩小的实像

3.某同学在郊游时,用照相机拍照时,一只苍蝇刚好落到镜头上,所拍出的照片( )

A.不能成像

B.成苍蝇的像

C.成一半像

D.成所拍的景物像,不过像会变暗一些

4.用一焦距不变的照相机给同学们拍集体照,发现两边有部分同学未能进入镜头,若想使每位同学都能进入镜头,下列做法正确的是( )

A.照相机远离同学,镜头向前调节

B.照相机远离同学,镜头向后调节

C.照相机靠近同学,镜头向前调节

D.照相机靠近同学,镜头向后调节

5.物体放在凸透镜前某一位置时,在凸透镜中一侧离凸透镜10cm的光屏上成一个倒立缩小的像,当物体移至凸透镜前10cm处,所成的是( )

A.倒立缩小的实像

B.倒立放大的实像

C.正立放大的虚像

D.正立等大的虚像

6.如图所示,把蜡烛放在a、b、c、d各点,调节光屏的位置,则:(其中F为焦点,P为二倍焦距处)

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(1)在屏上出现的实像最大时,蜡烛放在___________点上。

(2)当屏上出现与物体等大的实像时,蜡烛放在___________点上。

(3)当屏上出现缩小的实像时,蜡烛放在___________点上。

(4)当屏上观察不到像时,蜡烛放在___________点上。

(5)当蜡烛放在___________点上,凸透镜不可能成像。

(6)若把蜡烛入在C点上,能成倒立、___________的实像,把屏和蜡烛的位置颠倒一下,则成___________的、倒立的实像。

7.当物体从较远处逐渐向凸透镜靠近时,光屏上的像逐渐变________,像到凸透镜的距离逐渐变________。

8.航空摄影人员从高空给城市拍照,若所用的照相机镜头的焦距为80mm,则胶卷与镜头的距离应________80mm(填大于,小于或等于),所成的像为缩小________、______像。

9.当凸透镜焦距为20cm时,要在光屏上成一缩小的像,蜡烛可在距凸透镜___________移动,要使像变大些但仍是缩小的,蜡烛应________(填“远离”或“靠拢”)凸透镜,同时光屏离凸透镜应___________(填“近”或“远”)些。

10.根据图示来回答:

(1)表示近视眼成像图的是哪一个?应配戴什么眼镜(镜片类型)进行矫正?

(2)为了保护视力,我们应注意哪些?

参考答案:

1.C

2.C

3.D

4.B

5.B

6.(1)c;(2)b;(3)a;(4)d;(5)焦;(6)放大,缩小

7.大,大

8.大于,倒立,实

9.40cm外,靠拢,远

10.(1)第一个,凹透镜;(2)不要长时间的看书写字,看电视等。

2010-01-07 人教网

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