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“光路”——聚焦光学中考

发布时间:2013-09-24 10:28:30  

“光路”——聚焦光学中考

江苏省兴化市林潭学校(225745)贺正炎

联系电话:15189951224

同学们每天都在走路,熟悉了水路、公路、铁路??,请你参与探究,看看光路有几条.

光的直线传播

影子的形成、林间的光柱、日食、月食等现象都说明了光在同种均匀介质中沿直线传播,

8光在真空中传播的速度为3×lOm/s.

常常用作图法进行探究.

例1(2009·咸宁)小孔成像是光的直线传播的实例.北宋科学家沈括也做过精彩的描述,他在《梦溪笔谈》中写道:“?若鸢飞空中,其影随鸢而移;或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违,鸢东则影西,鸢西则影东.又如窗隙中楼塔之影,中间为富所束,亦皆倒垂?”.(如图1)

1

某同学用硬纸筒探究小孔成像,如图2所示.

⑴请在图2中作出蜡烛AB在屏上所成的像A′B′(要求标出A′、B′).

2

⑵发现蜡烛和小孔的位置固定后,像离小孔越远,像就越大。他测出了不同距离时像的高度,填在表格中:

根据表中的数据可以得到的结论是:蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离S成 (选填“正比”或“反比”).

⑶该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像,他测出了光斑

11的直径为2.8cm,光斑到小孔的距离为3.0m,从书上查到太阳到地球的距离为1.5×lOm,

由此可以估算出太阳的直径为 m.

分析 根据光在同种均匀介质中沿直线传播,不难作出蜡烛AB在屏上所成的实像A′B′.表格中一看就知道:蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离S成正比.因

11为3.0m/0.028m=1.5×lOm/d,可估算出太阳的直径.

答案 ⑴

⑵正比 图3 9⑶1.4×10

点评 小孔成的是倒立实像,作图时要画实线,像的大小与孔到屏的距离有关。解答此类题实际上应用了相似三角形原理.

光的反射

光的反射是指光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来.光反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居在法线两则,反射角等于入射角。镜面反射、漫反射均遵循光的反射定律.

平面镜、凹面镜、凸面镜都是光的反射的实例.

常常考查作图以及探究平面镜成像特点,探究平面镜成像特点时采用等效替代法. 例2(2009·河池)小明做探究“平面镜成像的特点”的实验时,将玻璃板竖直放在桌面上(图4),取两段同样的蜡烛,把蜡烛A点燃放在玻璃板的前方,将蜡烛B放置在玻璃板的后方.

(1)调节蜡烛B的位置,直到 时,蜡烛B的位置即为蜡烛A的

B 像所在的位置;

(2)取两段同样的蜡烛是为了比较像和物体 的关系;

A (3)移去蜡烛B,在其原来的位置放一块光屏,光屏上不能承接到蜡烛

A的像,这说明平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像. 图4

分析 此题中若去掉蜡烛B,怎么样?也就无法确定像的位置及比较像和物体的大小关系,这样去思考,就容易知道蜡烛B的作用.移去蜡烛B,在其原来的位置为什么放一块光屏?原来光屏上得到的像是实像,反之是虚像,借助光屏判断平面镜所成的像是实像还是虚像. 答案(1)与蜡烛A的像完全重合;(2)大小;(3)虚

例3(2009·常德)除了平面镜外生活中也常用到凹面镜,下图是一束平行光射到凹面镜上的传播情况.

(1)由图5中光路可知,凹面镜对光线起到 作用.

(2)现在有一点光源,若要利用凹面镜获得平行光,应

把点光源放在 ,依据的原理是 .

(3)请你根据凹面镜对光的作用另举一个应用

图5

凹面镜的实例: .

分析(1)由图中光路可知,凹面镜对光线起到会聚作用.(2)因为光路是可逆的,所以若要利用凹面镜获得平行光,应把点光源放在焦点上.(3)从你的耳闻目睹中不难找到实例. 答案(1)会聚;

(2)F点;在光的反射中,光路是可逆的或光路可逆;

(3)太阳灶或汽车前灯或手电筒或电视的碟形天线等

例4(2009·福州)画出图6中入射光线AO的反射光线。

图6

分析 依据光的反射定律,先作出法线得到入射角,再根据反射角等于入射角,即可作出反射光线。

答案

图7

光的折射

光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折的现象.当光从空气斜射入玻璃(或水)时,折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线与入射光线分居在法线两则,折射角小于入射角.凸透镜、凹透镜都是光的折射定律应用的实例.

探究凸透镜成像特点及应用是考查的重点,一般采用实验法进行探究.

例5(2009·泰安)在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:

(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最

小、最亮的光斑.由图可知,凸透镜对光线具有 作用,该凸透镜的焦距是 cm.

图8

(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因: .

(3)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 的实像(填写像的性质); (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的.如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动.

分析(1)由图可知,凸透镜对光线具有会聚作用,该凸透镜的焦距是11cm.(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,可能是蜡烛放在了凸透镜焦点上(或焦点以内或蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心不在同一条直线上).(3)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时,即放在一倍焦距以外两倍焦距以内,会在光屏上得到一个倒立、放大的实像;幻灯机就是利用这一成像规律工作的.如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,这时物距增大,像距就减小,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏就应向靠近透镜的方向移动.

答案(1)会聚,11;

(2)蜡烛放在了凸透镜焦点上(或焦点以内或蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心不在同一条直线上);(3)放大,投影仪(或幻灯机),靠近

例6(2009·广东)在“凸透镜成像规律”

实验中,小华同学进行了如下两个探究:

(1)为研究像距与焦距的关系,他选用

焦距不同的三个凸透镜进行实验,实验数

据记录如右表 分析表中数据可知,保持物距不变时,焦

距越大,则像距越 (选填:“大”或“小”);

(2)小华用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体,如图9(甲)所示将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好,在光屏上成的像如图9(乙)所示如果只将“E',换成“R”,并在同一位置观察,光屏上成的像应是图17(丙)中的 (填数字序号)

图9

分析 (1)分析表中数据可知,保持物距不变时,焦距越大,则像距越大;(2)甲、乙比较可知:发光物体通过凸透镜在光屏上成倒立、放大的实像;注意:这里的“倒立”,指物“左”像就“右”、物“上”像就“下”的颠倒,反之亦然.

答案 (1)大;(2)④

试一试

1.(2009·河南)下列关于光现象的说法中正确的是

A.日食和月食是由于光的反射引起的

B.高楼大厦的玻璃幕墙造成的光污染是由于光的漫反射引起的

C.很厚的玻璃板看起来变薄了是由于光的折射引起的

D.红色的牡丹花看上去为红色是由于它吸收红光、反射其它色光引起的

2.(2009·恩施)在水深1m的湖面上空,一只画眉停在岸边柳树距水面5m高的树杈上婉转的唱歌;在距岸边2m的水中,一条红色的小鲤鱼悠然的游动.静观湖面,“小鲤鱼”、“画眉鸟”和“柳树”浑然一体,好一幅如诗如画的美景!关于上述情景,下列阐述错误的是:

A.水中的“画眉鸟”是树上的画眉鸟通过水面反射形成的一个虚像

B.水中的“画眉鸟”距离水面1m

C.站在岸边看见的“小鲤鱼”到水面的距离肯定小于1m

D.我们看到水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像

3.(2009·德州)图10中,正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是

图10

4.(2009·福州)如图11所示的四种现象中,由于光的直线传播形成的是

A.竹的倒影 B.水面“折”枝 C.手影 D.镜中花

图11

5.(2009·遂宁)对下列几种光现象的解释不正确的是

A.“湖光映彩霞”一—光的反射现象 B.“潭清凝水浅”一——光的折射现象

C.皮影利用了平面镜成像的原理 D.“风吹草低见牛羊”———光的直线传播

6.(2009·金华)多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力。多媒体教室的投影银幕是用粗糙的白布制成的,投影仪的折光系统相当于一个凸透镜.下列说法正确的是

A.凸透镜对光线起发散作用

B.全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上发生了镜面反射

C.全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上发生了漫反射

D.镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律

7.(2009·泰安)图12所示的四种现象中,属于光的反射现象的是

A.拱桥倒影 B.一叶障目,不见泰山 C.钢笔错位 D.树林间的光线

图12

8.(2009·咸宁)“猴子捞月”的寓言故事说,猴子看到井中有个月亮,以为月亮掉进井水中了,大叫起来:“不得了啦,不得了啦!月亮掉到井里去

了!” ??(如图13所示)。

关于井中月亮,以下说法中正确的是

A.井中的月亮比天上的月亮小

B.井中出现月亮属于光的反射现象

C. 井中出现月亮属于光的折射现象

D.井中的月亮到水面的距离比天上的月亮到水面的距离近 图13

9.(2009·成都)图14所示的四幅图,有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理,有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法。下列判断正确的是

A.图①能够说明远视眼的成像原理,图③给出了远视眼的矫正方法

B.图②能够说明远视眼的成像原理,图④给出了远视眼的矫正方法

C.图①能够说明近视眼的成像原理,图③给出了近视眼的矫正方法

D.图②能够说明近视眼的成像原理,图④给出了近视眼的矫正方法

图14

10.(2009·益阳)下列叙述中的“影”由于光的折射形成的是

A.立竿见“影” B.毕业合“影”

C. 湖光倒“影” D.形“影”不离

参考答案

1.C;2.B;3.C;4.C;5.C;C;7.A;8.B;9.AD;10.B

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