初中物理光學知識典型例題辨析

　　1.用照相機照相時，在拍攝進景和遠景時，有什么區別?

　　答:物距均大于二倍焦距(因為照相機常常要得到縮小的實像)，像距均在一倍焦距和二倍焦距之間。由于凸透鏡成實像時,物距越遠則像距越近,物距越近則像距越小,所以拍攝近景時，物距小，像距較大，成的像也較大，照相機的鏡頭要往前伸;拍攝遠景時，物距大，像距較小，成的像也較小,照相機的鏡頭要往后縮.

　　2。凸透鏡及其成像規律
　　凸透鏡（convex lens）
　　凸透鏡是根據光的折射原理制成的。凸透鏡是中央部分較厚的透鏡。凸透鏡分為雙凸、平凸和凹凸（或正彎月形）等形式，薄凸透鏡有會聚作用故又稱聚光透鏡，較厚的凸透鏡則有望遠、會聚等作用，這與透鏡的厚度有關。
　　將平行光線（如陽光）平行于軸（凸透鏡兩個球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸）射入凸透鏡，光在透鏡的兩面經過兩次折射后，集中在軸上的一點，此點叫做凸透鏡的焦點（記號為F，英文為：focus），凸透鏡在鏡的兩側各有一焦點，如為薄透鏡時，此兩焦點至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點到透鏡中心的距離，通常以f表示。凸透鏡球面半徑越小，焦距（符號為：f，英文為：focal length）越短。凸透鏡可用于放大鏡、老花眼及遠視的人戴的眼鏡、攝影機、電影放映機、顯微鏡、望遠鏡的透鏡（lens）等。
　　實驗研究凸透鏡的成像規律是：當物距在一倍焦距以內時，得到正立、放大的虛像；在一倍焦距到二倍焦距之間時得到倒立、放大的實像；在二倍焦距以外時，得到倒立、縮小的實像。
　　該實驗就是為了研究證實這個規律。實驗中，有下面這個表：
　　物 距 范圍 成像性質 像距范圍
　　u>2f 倒立、縮小、實像、 異側 f<v<2f
　　u=2f 倒立、等大 、實像、異側 v=2f
　　f<u<2f 倒立、放大 、實像、異側 v>2f
　　u=f 不成像
　　u<f 正立 、放大、虛像 、同側 u＜v
　　這就是為了證實那個規律而設計的表格。其實，透鏡成像滿足透鏡成像公式：
　　1/u+1/v=1/f
　　物在焦點不成像,二倍焦距倒同樣.
　　大于二焦倒立小,焦外二內幻燈放.
　　物體放在焦點內,對側看見大虛像.
　　像若能夠呈屏上,一定倒立是實像.
　　(1)u＞f時成實像，u＜f成虛像，焦點是實像和虛像的分界點。
　　(2)U＞2f時成縮小實像，u＜2f時成放大實像，二倍焦距點是成放大實像與縮小虛像的分界點。
　　(3)成實像時，當物距減小，像距變大，像變大；物距增大時，像距變小，像變小。
　　(4)成實像時，像與物在凸透鏡異側，成虛像時，像與物在凸透鏡同側。
　　(5)實像是實際光線會聚而成的，可顯示在光屏上，虛像是折射光線的反向延長線的交點，不顯示在光屏上。
　　應用
　　依據凸透鏡成像的規律，應注意區別望遠鏡、顯微鏡透鏡應用的以下特點：
　　(1)望遠鏡、顯微鏡的目鏡是依據u<f成正立、同側、放大、虛像。
　　(2)望遠鏡的物鏡是依據凸透鏡在u>2f時成異側、倒立、縮小、實像制成的。（原因是為了擴大視角）
　　(3)顯微鏡的物鏡是依據凸透鏡在f<u>2f時成異側、倒立、放大、實像制成的。
　　凸透鏡與凹透鏡的區別方法：
　　1()觸摸法（中間薄邊緣厚是凹透鏡，中間厚邊緣薄時凸透鏡）
　　(2)聚焦法（射入平行光，匯聚的是凸透鏡，發散的是凹透鏡）
　　(3)用眼看（把透鏡放到字下，看照后的字是放大還是縮小）

　　3.墻上掛著一塊長30厘米的平面鏡，小明站在鏡子前1.5米處，這時他正好可以看到身后的一根木桿，木桿高2米，那么這根木桿離人的距離應該是（）
　　A．19.5米 B．7.0米 C．10.0米 D．8.5米

　　答:選D
　　因為入射光程反射光程與木桿及人到平面鏡的距離符合
　　相似三角形原理
　　故20Omm/30mm=X/150mm
　　得X=1000mm=10m
　　10米再減去小明離開鏡子的1.5米
　　木桿距人的距離是8.5米

　　4.鏡面反射與漫反射的區別.

　　辨析:一束平行光射到平面鏡上,由于平面鏡表面非常光滑,與每條光線的入射點相對應的法線也是相互平行的,又由于入射的平行光相對于鏡面的入射角是相等的,光在反射時反射角和入射角相等,就勢必造成每一條反射光線都是相互平行的,反射光朝同一方向集中反射,這種反射叫做鏡面反射； 若平行光入射到粗糙的表面時，由于表面的凹凸不平，就使得各入射點所對應的法線方向不一致，造成反射光線朝向不同的方向，這就是“漫反射”。大多數物體表面都有大小不一的凹凸不平，所以本來是平行的太陽光被這些表面反射后，彌漫地向不同方向反射,因此漫反射中的反射光線看起來較暗,而鏡面反射中的反射光線是集中朝向同一方向的,反射光線看起來就較亮.

　　5.池中水的深度是2.5m,月球到水面的的距離上3.8×10^5Km,月球在水池中的像到水面的距離是_____m.

　　辨析:月球在水池中的像到水面的距離是3.8×10^5Km(因為水面相當于一個平面鏡的鏡面,而平面鏡成像的規律是像與物到平面鏡的距離相等),初學者常會存在這樣一個疑惑::水池那么淺,怎么可以使像成在那么遙遠的距離呢? 我們要注意,平面鏡所成的像為虛像,而像到平面鏡的距離同樣是一個"虛"的,因而它完全可以突破水池的深度.我們在觀察時感到這個距離并不大,但要注意的是,當我們抬頭仰望明月時,我們不同樣認為可以伸手可及嗎?眼睛對距離的判斷常常會失誤,物理講究的是科學的方法而不是憑感覺去判斷.

　　6..如果你在一個很小的平面鏡中看到了一個同學的眼睛，則這個同學一定能看到胸的眼睛，這個現象說明在反射中（光路是可逆的）；如果物體的表面光亮平滑，在一個黑暗的房間里只讓一束平行光照射在它的表面，只有（ 另一邊）看上去覺得有刺眼的光，在其他方向看去覺得這個物體是（ 暗的），這是因為光射到這個物體上時發生了（鏡面反射）的緣故。

　　7.當手指尖觸到平面鏡上時,手指尖與它在鏡中的像相距約4mm,則平面鏡的玻璃厚度是 ( ) A.4mm B.8mm C.2mm D.1mm

　　辨析:平面鏡的成像主要是依靠鏡背面的不透明層(鍍銀層)反射光線而成，換句話說,不能以前鏡面做為"鏡面",而應以后鏡面做為"鏡面" ,因此，當我們把手指尖按在玻璃表面的時候，指尖距離真正的“后鏡面”有一定的距離,這個距離就是鏡的厚度,這個厚度同時是物距 ;根據平面鏡成像的規律:物距等于像距 因此手指尖和像的距離就等于二倍厚度,玻璃厚度當然為2mm了。

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