光學好題教師用

2022-10-08 02:54:04 字數 4954 閱讀 8113

人類對物理現象的探索,發現了許多物理規律,推動了科學技術的發展.科學家在對光現象的研究中,研製了許多神奇的「眼睛」,拓展了人眼的功能.

(1)潛水艇在海面下航行時,人們可以用潛望鏡觀察海面上的情況,潛望鏡是由兩塊平面鏡製成的.平面鏡所成的像跟物體的大小是相等的,這個像是由於光反射形成的.

(2)使用放大鏡可以把眼睛不易辨清的物體「放大」.用放大鏡觀察物體時,鏡到物體的距離應小於焦距(選填「大於」、「小於」、「等於」).小明在用放大鏡觀察螞蟻的活動規律時,要使看到的螞蟻的像更大些,應將放大鏡離螞蟻遠些.(選填「近」、「遠」)

(3)能記錄精彩瞬間的照相機所成的像是縮小倒立的實像,拍攝時,物體到鏡頭的距離應大於 2 倍焦距.

考點:平面鏡成像的特點、原理、現象及其實驗方案;凸透鏡成像的應用。

專題:應用題。

分析:(1)潛望鏡內部上下拐角處各安裝乙個平面鏡,兩塊平面鏡互相平行,都跟水平方向成45度角,影象通過兩次反射使下面的一方就可以看到上面的影象.

(2)要解決此題,需要掌握凸透鏡成像的規律.知道當物距小於焦距時,成放大、正立的虛像.放大鏡的成像特點:物距在一倍焦距內時,凸透鏡成放大正立的像,且當物體離焦點近時,成的像較大.

(3)凸透鏡成像時,u>2f 時,在另一側光屏上得到倒立、縮小的實像,應用於照相機或攝像頭.

解答:解:(1)因潛望鏡內部裝有平面鏡,且平面鏡成等大正立的虛像,成像原理是光的反射現象,

故答案為:相等,反射.

(2)用放大鏡觀察小螞蟻的形體時,螞蟻到放大鏡的距離要小於焦距,這樣才可以成放大、正立的虛像;

根據凸透鏡的成像特點知,成正立放大的虛像時,離焦點越近時,像越大,故要使看到的螞蟻的像更大些,應將放大鏡離螞蟻遠些;

故答案為:小於;遠.

(3)用照相機照相,底片上得到乙個倒立的、縮小的實像,u>2f;

故答案為:倒;2.

點評:本題主要考查了平面鏡成像特點的應用.還考查了凸透鏡成像的應用,要知道當物距小於焦距時,成正立、放大的虛像.這是放大鏡的原理,當物距在二倍焦距之外時,凸透鏡能成倒立縮小的實像,這是照相機的原理.

在做「**凸透鏡成像規律」的實驗時:

(1)在光屏上得到了乙個縮小清晰的像,此時物距範圍: u>2f .在投影儀、照相機、放大鏡三種光學器件中與上述成像情況一致的是: 照相機 .

若有位同學摘下近視眼鏡放在蠟燭與透鏡之間(靠近透鏡),結果光屏上原來清晰的像變模糊了. 若不改變蠟燭和凸透鏡位置,應將光屏向(左/右) 右調節,才能使像變清晰.

請根據此實驗,簡要說明近視眼看不清楚物體的原因是: 像成在視網膜的前方 .

(2)調節蠟燭的位置,使蠟燭距透鏡的距離小於一倍焦距,則此時從透鏡的右 (填「左」或「右」)側透過透鏡可看到蠟燭正立、 放大的虛像.

「資訊快遞」:將你的兩個手指頭一前一後放在你的眼睛前,使他們看起來在同一直線上,若此時你向左移動頭部使視線左移,會看到前指相對後指右移,反之會看到前指相對後指左移;如果你將兩個手指併排放在你的眼前,左右移動視線時,會看到兩個手指不會相對移動在光學實驗中用上述現象判斷物體是否處於併排或同一位置的方法稱之為「視差法」.

再給你一支蠟燭和一把刻度尺,請你設計乙個方案,確定此時虛像的位置並測出虛像到透鏡的距離.(請寫出相應的實驗步驟) 將新增的蠟燭自凸透鏡向後移動,左右移動視線,當看到蠟燭和像不會相對移動時,記下此時的位置,用刻度尺量出到凸透鏡的距離

考點:凸透鏡成像規律及其**實驗。

專題:實驗題。

分析:(1)①根據圖標的物距與題幹中告訴的焦距,利用凸透鏡成像的性質可以確定此時的此時物距範圍,然後即可選擇出光學器件的應用.

②要判斷光屏是向左移動,還是向右移動,得先判斷把近視鏡鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間時,此時燭焰的像是向左移動還是向右移動了.那麼要判斷像是向哪邊移動,關鍵是要看近視眼鏡的鏡片是什麼透鏡了.只要我們知道近視眼鏡的鏡片是凸透鏡還是凹透鏡,然後根據凸透鏡和凹透鏡對光線的作用就可以判斷出像向哪邊移動了.

③根據近視眼的成因和矯正來判斷.

(2)當物距小於焦距時,凸透鏡成放大正立的虛像,在光屏上看不到像,應透過凸透鏡觀察.由於虛像不能成在光屏上,故可用「視差法」來確定虛像的位置.

解答:解:(1)由①「在光屏上得到了乙個縮小清晰的像(如圖所示)」可知此時的像是倒立縮小的實像,由此可確定此時的物距範圍是u>2f,應用於照相機或攝像機.

②近視眼鏡的鏡片是凹透鏡,凹透鏡對光有發散作用.當把鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間時,由於凹透鏡的發散作用,所以此時的像會向光屏的右邊移動,為了使光屏上的像重新變得清晰,應將光屏向右移動.

③近視眼的成因是由於晶狀體太厚,折光能力太強,成像在視網膜的前面,到達視網膜已經是乙個模糊的光斑了.為了矯正視力,應該戴凹透鏡,這是利用了凹透鏡對光具有發散作用的特點.

故答案為:u>2f;照相機;右;像成在視網膜的前方.

(2)蠟燭距透鏡的距離小於一倍焦距時,即u<f,由凸透鏡成像規律可知,成正立放大的虛像,且物像在同一側,所以應從透鏡的右側觀察;

確定此時虛像的位置並測出虛像到透鏡的距離,步驟如下:眼睛觀察蠟燭的像,將新增的蠟燭在固定的支座上,在像的周圍移動,同時左右移動視線,當看到蠟燭和像不會相對移動時,記下此時的位置,用刻度尺量出蠟燭到凸透鏡的距離.

故答案為:右;放大;

將新增的蠟燭自凸透鏡向後移動,左右移動視線,當看到蠟燭和像不會相對移動時,記下此時的位置,用刻度尺量出到凸透鏡的距離.

點評:本題主要考查凸透鏡成像規律及其應用,此外還考查凹透鏡對光線的作用和凹透鏡在生活中的應用.有條件的可以在做題之後,按照本題進行實驗,以驗證自己的答案,能夠加深印象.本題還考查了凸透鏡成虛像的條件和確定虛像的位置的方法,是一道資訊給予題,應利用當兩個物體與凸透鏡的距離相等時,移動眼睛時,看到不兩個物體的移動來確定虛像的位置.

如圖,自製水滴顯微鏡,**顯微鏡的工作原理.

器材:焦距較長的凸透鏡(f=30cm)乙個,滴管乙個,廢錄音帶盒乙個,清水,白紙,細鹽粉,頭髮絲,昆蟲翅膀等:

(1)小水滴可看作乙個焦距很小的凸透鏡,本實驗以小水滴作為顯微鏡的物鏡,它與被觀察物體的間距為10﹣15mm,如圖甲所示.

(2)如圖甲中,透過這個小水滴,應該能成乙個與原來方向相反的、放大了的箭頭(如果不是這樣,「箭頭」間的距離,或者改變水滴的直徑),這是通過小水滴所成的乙個實 (選填「虛」或「實」)像.

(3)如圖甲中,透過這個小水滴,如果看到乙個與原來方向相同的、放大的箭頭,在不調整與箭頭間的距離,應該把水珠變厚 (選填「厚」或「薄」),直至與原來方向相反的、放大了的箭頭.如果廢錄音帶盒的厚度是12mm,那麼最終水滴凸透鏡的焦距範圍是 6~12mm .

(4)使凸透鏡成為目 (物、目)鏡,與小水滴的距離約等於凸透鏡的焦距(30cm),通過凸透鏡去觀察小水滴,使箭頭、小水滴、凸透鏡在同一直線上,並且保持凸透鏡是水平的,且眼睛不要離太近,邊觀察、邊微微調節凸透鏡的位置,即可看到箭頭被放大的虛 (選填「虛」或「實」)像.如圖乙所示,比圖甲中通過小水滴觀察到的箭頭要大 (選填「大」或「小」)得多,看到的箭頭相對於原來的箭頭是倒立 (選填「正立」或「倒立」).如果箭頭順時針轉動,箭頭的像將沿順 (選填「順」或「逆」)時針轉動;如果要看到箭頭更大的像,應把凸透鏡略微向上 (選填「上」或「下」)移動.

(5)再用這個顯微鏡觀察頭髮絲、細鹽粉,昆蟲翅膀花紋的像.

(6)若用眼鏡代替凸透鏡,在家裡完成上述實驗,應該選用遠視 (選填「近視」或「遠視」)眼鏡.

考點:顯微鏡。

專題:實驗**題。

分析:根據顯微鏡的工作原理解答此題:顯微鏡的物鏡相當於投影儀的鏡頭,使物體成倒立、放大的實像;目鏡的作用相當於乙個放大鏡,使物鏡成的實像,通過目鏡再成乙個正立、放大的虛像.經過兩次凸透鏡的放大作用,使微小的物體放大許多倍.

解答:解:(1)小水滴接近圓形,所以其相當於乙個焦距很小的凸透鏡,是當作顯微鏡的物鏡來使用的;

(2)由於把小水滴作為物鏡,故成的是倒立、放大的實像;

(3)由題意可知,小水滴此時相當於放大鏡,成的是正立、放大的虛像,說明箭頭在小水滴的焦點之內,即小水滴的焦距過大,因此應該把水珠變得再厚些,使其焦距變小,直至成倒立、放大的實像,此時物距滿足:f<12mm<2f,即:凸透鏡的焦距為:

6mm<f<12mm;

(4)由乙圖可知,凸透鏡在上面,應該是目鏡;凸透鏡放置的位置是水平的,此時,凸透鏡鏡相當於乙個放大鏡,成的是乙個正立、放大的虛像;雖然二次放大成的像相對於物體是倒立的,但旋轉的方向是一致的;要使成的虛像更大一些,應增大物距,把凸透鏡向上移動;

(6)近視眼鏡是凹透鏡,遠視眼鏡是凸透鏡,所以要代替凸透鏡,應用遠視眼鏡.

故答案是:(1)凸透;物;

(2)實;

(3)厚;6~12mm;

(4)目;直線;水平;虛;大;倒立;順;上;

(6)遠視.

點評:該題以**實驗的形式考查了顯微鏡的構造及原理,了解物鏡和目鏡的成像原理是解答此題的關鍵.

從放大鏡裡能看清課本中的字樣,如果保持課本與眼睛的距離不變,要使看到的字樣範圍大一些,則應該將(  )

a、放大鏡略向眼睛處靠近一些 b、放大鏡略向課本處靠近一些

c、無論如何移動,看到的範圍不變 d、無法確定

考點:凸透鏡成像的應用。

專題:應用題。

分析:解答此題時要明確放大鏡的成像原理採用了凸透鏡的成像原理,當物體放在焦點之內,在凸透鏡同一側成正立放大的虛像,物距越大,像距越大,像也越大.

解答:解:放大鏡是凸透鏡,由凸透鏡成像規律可知,當物體在一倍焦距以內的時候,物距越大,像距越大,像也越大.也就是在一倍焦距以內的時候,物體離焦點越近,像越大.所以如果保持課本與眼睛的距離不變,要使看到的字樣範圍大一些,則應該將放大鏡略向眼睛處靠近一些.

故選a.

點評:此題主要考查了凸透鏡成像規律的應用,關鍵是記熟成像規律並能做到舉一反三.平時要學習用所學的知識來解釋有關現象.學習物理一定要密切的聯絡生活;要將學到的知識應用到生活中去.

調節眼睛的晶狀體,可以使不同遠近的物體在視網膜上成清晰的像.眼睛調節的兩極限點叫做遠點和近點.正常眼睛的遠點在無窮遠處,近點在大約10cm 處,正常眼睛觀察近處的物體最清晰而不疲勞的距離叫做明視距離 .透鏡焦距的倒數叫透鏡焦度(也就是通常我們所說是「度數」),焦度是+300度和﹣200度的眼睛片,屬於近視鏡片的是 ﹣200度 .眼鏡的度數表示鏡片折射光的本領的大小 .度數越大,表示鏡片發散或會聚光線的本領大 .焦距為0.5m的透鏡的度數為 200 ,500度眼鏡片的焦距為 0.2m .

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