一、成像知識回顧
1.成像的主要原因
a.光的直線傳播,如小孔成像;
b.光的反射,如平面鏡成像;
c.光的折射,如水中的折射成像、透鏡成像等。
2.成像的性質
像的性質主要有:虛與實、倒與正、放大與縮小或等大。
實像是由物體發出的光經過光學器件會聚形成的,不僅能用眼睛看見,還能用光屏接收并保存下來;虛像是物體發出的光經反射或折射后反向延長相交而成的,不能用光屏接收。“倒與正”、“放大、縮小或等大”都是物體所成的像相對物體而言的。
3.像的動態變化
當物體相對光學器件運動時,所成的像的大小、像離光學器件的距離都有相應的改變,初中階級主要考查平面鏡與凸透鏡成像的動態變化,其中凸透鏡成像的規律可以整理成口訣:一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小;物像同側虛像正,物像異側實像倒;物近像遠像變大,物遠則像近像小,像距物距唱反調。即:物體離凸透鏡的距離大于一倍焦距時成實像,小于一倍焦距時成虛像;虛像相對于物體是正立的,且和物體在透鏡的同側;實像相對于物體是倒立的,且和物體在透鏡的異側;物體向焦點運動,所成的像變大,物距變大像距變小,物距變小像距變大。
二、作圖要點
1.光的反射作圖要點:
a.物、像關于平面鏡對稱;
b.平面鏡是物點和像點連線的垂直平分線;
c.反射角等于入射角,法線是反射光線和入射光線夾角的角平分線,且法線與鏡面垂直,平面鏡成像時,所有反射光線的反向延長線一定經過鏡后的像。
2.光的折射作圖要點:
a.凸透鏡對光起會聚作用,有三條特殊光線。凹透鏡對光起發散作用,有三條特殊光線。
b.當光從空氣斜射入玻璃或水等其它介質時,折射角小于入射角;反之則折射角大于入射角。
3.作圖注意事項:
(1)要借助工具作圖,作圖一定要規范。
(2)是實際光線畫實線,不是實際光線畫虛線。
(3)光線要帶箭頭,光線與光線之間要連接好,不要斷開。
(4)作光的反射或折射光路圖時,應先在入射點作出法線(虛線),然后根據反射角與入射角或折射角與入射角的關系作出光線。
三、熱點問題分類精析
1.平面鏡成像問題
例1 如圖1所示,S’為點光源S在平面鏡MN中的像,SA為光源S發出的一條光線,請畫出平面鏡MN,并完成光線SA的光路。
圖 1
精析:本題關鍵是根據平面鏡成像的對稱性,即像與物體的連線與平面鏡垂直,像與物體到鏡面的距離相等,連接SS’并作其中垂線就是平面鏡的位置(如圖2所示),其它問題迎刃而解。答案如圖2所示。
圖 2
2.凸透鏡成像問題
例2 放映幻燈片時,在屏幕上得到的是幻燈片上景物的( )
A.正立、放大的虛像;
B.正立、放大的實像;
C.倒立、放大的虛像;
D.倒立、放大的實像。
精析:“正立”與“倒立”是相對的,是相對一定參照物而言的。放映幻燈片時,大家在屏幕看到的確實是“正立”的像,這里說的“正立”是以日常生活中處于常態的景物為參照物而言的,而光學中說的“倒立”與“正立”是以物為參照物而言的。像與物同向為“正立”;像與物反向為“倒立”。放映幻燈片時,幻燈片是倒(以常規景物為參照物)插在幻燈機的光源與鏡頭之間的,屏幕上的像相對于幻燈片上的圖而言是“倒立”的。實像是由實際光線組成,否則為虛像;脽魴C屏幕確有光線會聚,故是實像。正確答案為應為D。
3.動態的成像問題
例3 一平面鏡與水平桌面成45°角,一小球以1m/s的速度沿桌面向平面鏡勻速滾去(如圖3所示),則小球在平面鏡里的像( )
圖 3
A.以1m/s的速度做豎直向上運動;
B.以1m/s的速度做豎直向下運動;
C.以2m/s的速度做豎直向上運動;
D.以2m/s的速度做豎直向下運動。
精析:解題關鍵是判斷小球在平面鏡中的像是怎樣運動的。如圖4所示,設小球從桌面A滾動到B,根據平面鏡成像特點,分別作出小球在平面鏡中的像A’和B’,可以知道A’和B’位于豎直方向,且有A’B’=AB。所以小球在鏡中的像以1m/s的速度做豎直向下的運動,選B。
圖4
四、典型題練習
1.作出下列各圖的入射光線(或反射光線、鏡面、折射光線)并標出入射角、反射角或折射角。
2.根據平面鏡成像特點畫出鏡中的像(或鏡前的物體)。
3.利用光的反射定律作出點。
4.有一束光通過A點射到鏡面,反射后過光源S的成像光路圖B點,請畫出入射光線和反射光線。
5.完成下列各透鏡的光路。
6.在下圖方框中填入適當的透鏡,并完成光路。
7.下面兩圖都是時鐘在平面鏡中成的像,它們的實際時間是甲:________;乙:________。
甲 乙
8.如圖是束光在空氣與某種透明物質界面上發生反射和折射現象,圖中________為分界面;界面的________邊是空氣;∠________為入射角;∠________為反射角;∠________為折射角。
9.一物體沿凸透鏡的主光軸移動,當物距為30厘米時,在凸透鏡另一側的光屏上得到一個放大的實像,當物體移至物距為15厘米時,它的像一定是( )
A.放大實像
B.縮小的實像
C.放大的虛像
D.縮小的虛像
10.某同學做“研究凸透鏡成像規律”實驗時,所給的有下面不同焦距的四塊凸透鏡,實驗中,光屏移到離凸透鏡16厘米處,得到燭焰倒立、放大的像,這塊凸透鏡的焦距可能是( )
A.f=4厘米
B.f=8厘米
C.f=12厘米
D.f=16厘米
希望同學們能夠認真閱讀中考物理答題技巧光學作圖,努力提高自己的學習成績。
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