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1、光学作光学作图图及典型及典型题题一、成像知一、成像知识识回回顾顾1 成像的主要原因a光的直线传播，如小孔成像；b光的反射，如平面镜成像；c光的折射，如水中的折射成像、透镜成像等。2 成像的性质像的性质主要有：虚与实、倒与正、放大与缩小或等大。实像是由物体发出的光经过光学器件会聚形成的，不仅能用眼睛看见，还能用光屏接收并保存下来；虚像是物体发出的光经反射或折射后反向延长相交而成的，不能用光屏接收。“倒与正”、“放大、缩小或等大”都是物体所成的像相对物体而言的。3 像的动态变化当物体相对光学器件运动时，所成的像的大小、像离光学器件的距离都有相应的改变，初中阶级主要考查平面镜与凸透镜成像的动态变化，
2、其中凸透镜成像的规律可以整理成口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物像同侧虚像正，物像异侧实像倒；物近像远像变大，物远则像近像小，像距物距唱反调。即：物体离凸透镜的距离大于一倍焦距时成实像，小于一倍焦距时成虚像；虚像相对于物体是正立的，且和物体在透镜的同侧；实像相对于物体是倒立的，且和物体在透镜的异侧；物体向焦点运动，所成的像变大，物距变大像距变小，物距变小像距变大。二、作二、作图图要点要点1 光的反射作图要点：a物、像关于平面镜对称；b平面镜是物点和像点连线的垂直平分线；c反射角等于入射角，法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线，且法线与镜面垂直，平面镜成像时，所有反射光线的反向延长线一定
3、经过镜后的像。2 光的折射作图要点：a凸透镜对光起会聚作用，有三条特殊光线。凹透镜对光起发散作用，有三条特殊光线。b当光从空气斜射入玻璃或水等其它介质时，折射角小于入射角；反之则折射角大于入射角。3 作图注意事项：（1）要借助工具作图，作图一定要规范。（2）是实际光线画实线，不是实际光线画虚线。（3）光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开。（4）作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线（虚线），然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线。三、三、热热点点问题问题分分类类精析精析1 平面镜成像问题例例 1 如图 1 所示，S为点光源 S 在平面镜 MN 中的像，SA 为光
4、源 S 发出的一条光线，请画出平面镜 MN，并完成光线SA 的光路。图 1精析：精析：本题关键是根据平面镜成像的对称性，即像与物体的连线与平面镜垂直，像与物体到镜面的距离相等，连接 SS并作其中垂线就是平面镜的位置（如图 2 所示），其它问题迎刃而解。答案如图 2 所示。图 22 凸透镜成像问题例例 2 放映幻灯片时，在屏幕上得到的是幻灯片上景物的（ ）A正立、放大的虚像；B正立、放大的实像；C倒立、放大的虚像；D倒立、放大的实像。精析：精析：“正立”与“倒立”是相对的，是相对一定参照物而言的。放映幻灯片时，大家在屏幕看到的确实是“正立”的像，这里说的“正立”是以日常生活中处于常态的景物为参照
5、物而言的，而光学中说的“倒立”与“正立”是以物为参照物而言的。像与物同向为“正立”；像与物反向为“倒立”。放映幻灯片时，幻灯片是倒（以常规景物为参照物）插在幻灯机的光源与镜头之间的，屏幕上的像相对于幻灯片上的图而言是“倒立”的。实像是由实际光线组成，否则为虚像。幻灯机屏幕确有光线会聚，故是实像。正确答案为应为 D。3 动态的成像问题例例 3 一平面镜与水平桌面成 45角，一小球以 1m/s 的速度沿桌面向平面镜匀速滚去（如图 3 所示），则小球在平面镜里的像（ ）图 3A以 1m/s 的速度做竖直向上运动；B以 1m/s 的速度做竖直向下运动；C以 2m/s 的速度做竖直向上运动；D以 2m/
6、s 的速度做竖直向下运动。精析：精析：解题关键是判断小球在平面镜中的像是怎样运动的。如图 4 所示，设小球从桌面 A 滚动到 B，根据平面镜成像特点，分别作出小球在平面镜中的像 A和 B，可以知道 A和 B位于竖直方向，且有 ABAB。所以小球在镜中的像图 4 以 1m/s 的速度做竖直向下的运动，选 B。四、典型四、典型题练习题练习1 作出下列各图的入射光线（或反射光线、镜面、折射光线）并标出入射角、反射角或折射角。2 根据平面镜成像特点画出镜中的像（或镜前的物体）。3 利用光的反射定律作出点。4 有一束光通过 A 点射到镜面，反射后过光源 S 的成像光路图 B 点，请画出入射光线和反射光线
7、。5 完成下列各透镜的光路。6 在下图方框中填入适当的透镜，并完成光路。7 下面两图都是时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是甲：_；乙：_。甲 乙8 如图是束光在空气与某种透明物质界面上发生反射和折射现象，图中_为分界面；界面的_边是空气；_为入射角；_为反射角；_为折射角。9 一物体沿凸透镜的主光轴移动，当物距为 30 厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像，当物体移至物距为 15 厘米时，它的像一定是（ ）A放大实像 B缩小的实像C放大的虚像 D缩小的虚像10 某同学做“研究凸透镜成像规律”实验时，所给的有下面不同焦距的四块凸透镜，实验中，光屏移到离凸透镜 16 厘米处，得到烛
8、焰倒立、放大的像，这块凸透镜的焦距可能是（ ）Af4 厘米 Bf8 厘米Cf12 厘米 Df16 厘米凸透凸透镜镜在日常生活中的在日常生活中的应应用用一、作一、作为为放大放大镜镜的的应应用用例例 1 老奶奶用放大镜看报时，为了看到更大的清晰的像，她常常这样做（ ）A报与放大镜不动，眼睛离报远些B报与眼睛不动，放大镜离报远一些C报与放大镜不动，眼睛离报近一些D报与眼睛不动，放大镜离报近一些解析：解析：放大镜是凸透镜，由凸透镜成像实验可以看出，当物体在一倍焦距以内的时候，物距越大，像距越大，像也越大。也可从成像原理得出结论，平行于主轴的光线不变，而随着物体的远离透镜，过光心的光线越来越平缓，所以两
9、条光线的反向延长线交点就离透镜越远，像就越大。也就是在一倍焦距以内的时候，物体离焦点越近，像越大。所以答案为 B。例例 2 小明拿着一个直径比较大的实验用的放大镜，伸直手臂观看远处的物体，他可以看到物体的像，下面说法中正确的是（ ）A射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C像一定是倒立的D像一定是放大的解析：解析：放大镜是凸透镜，在手拿凸透镜，并伸直了手臂看远处的物体时，物距远大于两倍焦距，所以会成像在手内侧稍大于一倍焦距处。而人的眼睛在一个手臂以外，所以进入人眼的光线肯定是折射光线汇聚成像后再分开的光线，我们看到就好像是从像发出的。这个像肯定是倒立缩小的实像。所以答案是 C。而选项 A
10、中并非所有进入人眼的光线都是从像发出来的。二、作二、作为为放映机放映机镜头镜头的的应应用用例例 3 在农村放映电影，试镜头时，发现屏上的影像小了一点，应当怎样调整放映机（ ）A放映机离屏远一些，胶片离镜头远一些B放映机离屏远一些，胶片离镜头近一些C放映机离屏近一些，胶片离镜头远一些D放映机离屏近一些，胶片离镜头近一些解析：解析：这是一道凸透镜的应用题，电影放映机镜头（凸透镜）的焦距是不变的，根据凸透镜成像规律，胶片距透镜焦点的距离越近，屏上成的像越大，同时，屏离透镜越远。凸透镜成像，物体越靠近焦点，成的像越大，此时像离凸透镜越远（实像、虚像都有这个规律）。反过来，物体离凸透镜越远，成的实像越小
11、，像越靠近焦点。凹透镜成像，物体体离凹透镜越远，所成的像越小，像越靠近虚焦点。从上述分析可知，本题的正确选项为 B。三、作三、作为为照相机照相机镜头镜头的的应应用用例例 4 某同学拍毕业合影后，想拍一张单身像。摄影师应采取的方法是（ ）A使照相机靠近同学，同时镜头往后缩，离胶片近些B使照相机靠近同学，同时镜头往前伸，离胶片远些C使照相机远离同学，同时镜头往后缩，离胶片近些D使照相机远离同学，同时镜头往前伸，离胶片远些解析：解析：照相机镜头相当于一个凸透镜。镜头后是暗箱，胶片装在暗箱底部，胶片相当于光屏；当拍完合影后，再拍单身像，像要变大。成像时要使像变大，物距应减小，同时增大像距，即拉长暗箱或
12、使镜头前伸。从上述分析可知，本题的正确选项为 B。例例 5 用照相机拍摄水池底部的物体时，若保持照相机的位置不变，比较池中有水和无水两种情况（假设两种情况下，人眼看到的物体等大），则有水时（ ）A暗箱应略短一些，得到的像会略大些B暗箱应略短一些，得到的像会略小些C暗箱应略长一些，得到的像会略大些D暗箱应略长一些，得到的像会略小些解析：解析：根据照相机成像原理，当物距减小时，像距变大，要在胶片上得到物体清晰的像，应将暗箱适当拉长一些，同时，胶片上的像将比原来的像略大一些。本例中，池底的物体在有水与无水两种情况下，相对于照相机镜头的距离是不同的；由于光的折射作用，池中有水时相当于物距减小了。根据成
13、像原理可知，正确选项为 C。例例 6 测绘人员绘制地图时，需要在空中的飞机上向地面照相，称为航空摄影，若使用航空摄影照相机的镜头焦距为50mm，则底片到镜头的距离为（ ）A10mm 之外 B略小于 50mmC略大于 50mm D等于 50mm解析：解析：航空摄影是指在飞机上向地面拍照，由于物体距离凸透镜非常远，可以看成从无限远处入射的光线，它所成的像应当略大于焦距。故本题的正确选项为 C。【评评注注】解决有关照相机、幻灯机和放大镜应用的问题都离不开凸透镜成像规律。而掌握这些规律的最好方法就是画图，因此，同学们在课下应反复画物体在凸透镜不同位置的成像光路图，在这个基础上熟练掌握知识点分析中所列的
14、表格，再做这种问题就得心应手了。四、作四、作为为眼眼镜镜的的应应用用例例 7 如图 1 所示，把一副近视眼镜放在凸透镜前，移动光屏，使光屏上得到了一个清晰的像，若取下眼镜，则光屏上的像变模糊了，此时，要想得到清晰的像，则光屏应向_移动，如果此时在凸透镜前再放一副远视眼镜，要想得到清晰的像，则光屏应向_移动。图 1解析：解析：此题实际考查的是近视眼和远视眼的成因及矫正方法。近视眼的成因之一是晶状体太厚，来自远处某点的光会聚在视网膜前，到达视网膜上的是一个模糊的光斑。可以利用凹透镜能使光线发散的特点来矫正。远视眼是由于来自近处某点的光还没有会聚到一点就到达视网膜了。我们可以利用凸透镜能使光线会聚的
15、特点来矫正。从上述分析可知，本题中的答案是：要想到清晰的像，则光屏应向凸透镜移动，如果此时在凸透镜前再放一副远视眼镜，要想得到清晰的像，则光屏也应向凸透镜移动。例例 8 老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘 100。请设计一个粗测老花镜度数的最简单方法。要求写出所用器材、操作步骤和计算公式。解析：解析：在解答本题时，可先不用管“度数”的概念是什么，应首先测出镜片的焦距。（1）晴天把镜片放在阳光下，使光线与镜片垂直；（2）调整镜片与地面的距离，使地面上的光点（或光斑）最小、最清楚；（3）以米为单位用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离，用 f 表示。计算公式，镜片度数。水果水果电电池池”探究探究题题两例两例在近几年的各地的中考试卷中，出现了考查学生探究能力的试题。这类试题的出现，无疑给初中物理教学带来了新的活力，有利于促进初中物理教学的改革，对改进学生的学习方式，培养学生的创新意识和实践能力起到了很好的导向作用。下面采撷两例有关“水果电池”的探究题供赏析。题题 1 物理课后，小南和小雄将一块铜片和一块锌片插入西红柿，做成了一个“西红柿电池”。 小南和小雄想探究“西红柿电池的电压大小与哪些因素有关”，小雄说：“可能与两金属片之间的距离有关”，小
