中考物理综合复习光学
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一、初中物理光学问题求解方法1.如图,小明在实验室探究凸透镜成像规律,先把凸透镜、光屏放在光具座上,发现窗外景物在光屏上成清晰的像。
于是把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,在如图的四个实验情境中,能够在光屏上得到清晰的像是()A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】A.把凸透镜、光屏放在光具座上,发现窗外景物在光屏上成清晰的像,说明此时的成像原理与照相机相似,物距大于二倍焦距,像距在二倍焦距与一倍焦距之间,由图甲可得,此时像距为15cm,故可以得到15cm2<<f f化简可得f<<7.5cm15cm此外,由图甲可知,像距为15cm时,物距在窗外,说明此时像距接近一倍焦距,即焦距更靠近15cm,且光路可逆,若物距为15cm时,像的位置应该在窗外,像距超出光具座范围。
选项A图中物距为10cm,此时像距应该超出光具座范围或成虚像,故A不符合题意;B.此时物距约为38cm,稍大于二倍焦距,像距为25cm,稍小于二倍焦距,满足<<7.5cm15cmf和焦距更接近15cm的条件,此时成倒立、缩小的实像,故B符合题意;C.若此时光屏上能看到清晰地像,则物距等于像距为20cm,则焦距为10cm,更接近7.5cm,不符合题意;D.若此时能在光屏上看到清晰地像,则像距为12cm,此时蜡烛应该才窗外,超出光具座范围,故D不符合题意。
故选B。
2.如图甲所示,在探究“平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系?”实验中,桌上已给出的实验器材有:带支架的玻璃板、铅笔、刻度尺、打火机各一个;完全相同的蜡烛两个(A、B);白纸一张。
A蜡烛是“物”。
实验中,确定A蜡烛的像的位置后,在白纸上沿蜡烛A和蜡烛B的边缘画圆,并测出相应的物距u和像距v。
第一次实验测量的物距是A的右端到直线的距离,蜡烛B的位置如图乙所示。
下列说法正确的是A.实验中应只点燃A蜡烛B.应在“M”侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像C.多次改变A蜡烛的位置,获得多组数据是为了减小误差D.第一次实验测量的像距v1=3.50cm【答案】ABD【解析】【详解】AB.做实验时,只点燃蜡烛A,蜡烛A在玻璃板中成像,观察蜡烛的像时,眼睛要在蜡烛A的一侧,眼睛既能看到蜡烛A,又能看到代替蜡烛A像的蜡烛B,当B好像被点燃时,说明B与A的像完全重合,说明A与A的像大小相同;故A、B正确;C.实验中,多次改变A蜡烛的位置,主要是为了获得多组数据归纳出物理规律,使实验结论具有普遍性,故C错误;D.实验测量的物距是A的右端到直线的距离,则根据对称性可知,像距应是B的左端到直线的距离,由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为1mm,所以此时对应的像距v=3.50cm,故D正确。
2023年中考物理高频考点专题复习光学综合附答案一、单选题1.如图所示的几种光现象中,属于光的折射现象的是()A.文字在玻璃面上成倒立的像B.人看见本身不发光的课本C.有趣的手影游戏D.线条通过杯子和水成正立、放大的虚像2.一焦距为f的凸透镜,主轴和水平x轴重合,透镜左侧x轴上有一点光源,点光源到透镜的距离在大于f而小于2f,若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离,则在此过程中点光源经透镜所成的像将A.一直向右移动B.一直向左移动C.先向右移动,接着向左移动D.先向左移动,接着向右移动3.下列现象中由光的折射形成的是A.在平静的湖面可以看到“蓝天白云”B.射击瞄准时要做到“三点一线”C.人在月光下,地面上会出现影子D.游泳池注水后,看上去好像变浅了4.光给人类带来了光明.下列关于光现象的描述中,错误的是()A.“潭清疑水浅”是由于光的折射产生的一种现象B.三月桃花盛开,游人能观赏到美丽的桃花,是光在桃花表面发生镜面反射的结果C.雨过天晴后,天空中出现彩虹是光的色散现象D.人们常说的“天狗吃月”这一现象是由于光的直线传播形成的5.当蜡烛、透镜、光屏三者在如图所示的位置时,烛焰在光屏上恰好成清晰的像,则下列说法正确的是()A.若换用焦距更小的凸透镜,放在原位置,要想光屏上成像,则光屏向右移B.将蜡烛向左移动,光屏位置不动,应在透镜前加远视镜,光屏可再次成清晰的像C.若将透镜向上移动,光屏上的像也将向上移动D.只移动透镜使其处在蜡烛和光屏的中间,成倒立等大的实像6.在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察。
如图所示,在此实验中()A.为了使实验效果更加明显,应该将蜡烛B也点燃B.选择与蜡烛A等大的蜡烛B,采用的物理研究方法是“转换法”C.将白纸放在像的位置,在蜡烛A一侧透过玻璃看到白纸上有像,由此说明平面镜所成的像是实像D.实验过程中,蜡烛B始终无法与A的像重合可能是由于玻璃板没有垂直于水平台7.小方同学做“探究凸透镜成像规律”实验,当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时,光屏上得到了清晰的像.则()A.得到的像是正立缩小的实像B.得到的像是倒立放大的实像C.把蜡烛向左移动,调整光屏的位置,得到的清晰像变小D.把蜡烛向右移动少许,要得到清晰的像,应向左移动光屏8.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像.要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像,调节的方法是()A.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏靠近透镜移动B.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动C.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏远离透镜移动D.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏靠近透镜移动9.2020年4月复学后,小明去学校上课进教室前,需用电子体温计检测体温。
中考物理总复习《光学(平面镜成像)》专项测试题-附带答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________1.小明在“探究平面镜成像的特点”的实验中:(1)选择玻璃板代替平面镜做实验的目的是∶(2)如果在图a中蜡烛像的位置上放一张白纸板做屏幕,则白纸板上将(填写“有”或“没有”)蜡烛的像;(3)把蜡烛B放到A蜡烛像的位置上如图b,将会看到图c所示的蜡烛B和像完全重合的现象。
这说明:平面镜成像时。
2.小峰在“探究平面镜成像的特点”实验时,将玻璃板竖直放在水平桌面上,再取两段相同的蜡烛A和B一前一后竖直放在桌面上,点燃玻璃板前的蜡烛A,移动蜡烛B,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,如图所示。
在此实验中:(1)采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能确定,选取两支相同的蜡烛,目的是为了比较像与物体的关系;(2)小峰将点燃的蜡烛A远离玻璃板,发现像会(选填“靠近”或“远离”)玻璃板,此过程中像的大小将(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)移去蜡烛B,在其原来的位置上放一光屏,光屏上不能承接到蜡烛A的像,这说明平面镜成的像是(选填“虚”或“实”)像,若小峰在实验中观察到两个像,则可能的原因是玻璃板太(选填“厚”或“薄”)。
3.如图,小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,在此实验中:(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是;(2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物关系;(3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的关系;(4)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上(填“能”或“不能”)接收到蜡烛烛焰的像,所以平面镜所成的像是像(填“虚”或“实”)。
4.小晨在做“探究平面镜成像的特点”的实验,如图:(1)实验时小晨选择较薄的玻璃板代替平面镜来研究平面镜成像的特点,优点在于既能看到A的像,又能看到后面的蜡烛B,其原理为.A.两者都是光的反射形成的B.前者是光的反射形成的,后者是光的直线传播形成的C.两者都是光的折射形成的D.前者是光的反射形成的,后者是光的折射形成的(2)移去后面的蜡烛B,并在原位置上放一光屏,发现光屏上(选填“能”或“不能”)成正立的像;(3)实验中,如果采用厚玻璃板,观测到蜡烛A通过玻璃板在不同的位置成两个清晰的像,且测得两个像之间的距离为0.8cm,则玻璃板的厚度为cm;(4)实验中如果玻璃板没在水平桌面上竖直放置,则会导致的后果是.5.如图1所示,是某同学在做“平面镜成像特点”实验装置。
2024年中考物理复习压轴真题专项汇编—作图题(光学和力学综合46题)【题型1力的示意图与图示】1.(2023•通辽)如图所示,物体A与弹簧连接(弹簧被压缩),静止在光滑的斜面上,请画出物体A的受力示意图。
【答案】【解答】解:物体A与弹簧连接,静止在光滑的斜面上,则物体A不受摩擦力,过物体A的重心分别画出平行于斜面向上的弹力,竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力,如图所示:2.(2023•自贡)如图所示,物体A静止在斜面上,请画出物体A的受力示意图。
【答案】【解答】解:从A的重心分别沿竖直向下、沿斜面向上和垂直于斜面向上的方向画一条带箭头的线段,分别用G、f和F表示重力、摩擦力和支持力。
如下图所示:3.(2023•云南)我国传统节日有悬挂灯笼的习俗,请在图中画出灯笼受到拉力F的示意图。
【答案】见解答【解答】解:拉力的方向沿绳子向上,作用点在灯笼上,从灯笼由绳子的接触点作竖直向上的拉力;如图所示:4.(2023•兰州)如图所示的避险车道内铺有厚厚的碎石,失控车辆一旦冲入就会因陡坡、碎石摩擦而快速停下,这在很大程度上保护了驾乘人员和车辆的安全。
正因如此,避险车道被称为高速公路上的“救命道”。
请在简化图中画出失控车辆冲入避险车道减速滑行时的受力示意图。
【答案】【解答】解:失控车辆冲入避险车道减速滑行时受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向下的阻力;三个力的作用点可画在车的重心上,沿三个力的方向分别画一条带箭头的线段,并分别在线段末尾标上相关字母,如图所示:5.(2023•临沂)作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图(O为小球的重心)。
【答案】见解答【解答】解:小球受浮力和重力,浮力和重力是一对平衡力,过重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力,如下图:6.(2023•贵州)如图所示是在水平地板上推动拖把向左移动的情景。
请分析并画出地板对拖把头的作用力的示意图(O点为拖把头重心)。
【答案】见解答【解答】解:拖把头受到地面的竖直向上的支持力和向右的摩擦力,作用点都在拖把头重心O,如图所示:7.(2023•鄂州)如图所示,将一袋大米无初速度地放在向右匀速运动的传送带上,米袋将随传送带先做加速运动,后随传送带一起匀速运动。
光学复习指要(一)知识积累整合光学知识包含三大板块:光的直线传播、光的反射和光的折射。
光的传播知识包括:光源→光线→光的直线传播→光速;光的反射知识包括:反射现象→反射定律→平面镜成像(反射的应用);光的折射知识包括:折射规律→光的色散→看不见的光→透镜(实质是光的折射知识的应用)→透镜的应用→凸透镜成像规律→眼睛和眼镜→显微镜与望远镜。
各部分知识相对独立、集中,又层层递进,基本围绕“现象→规律→应用”展开,要求熟悉光的传播基本现象,能够正确判断实际生活中光现象的传播方式;进而要求能够通过“实验探究”的形式探寻、理解和掌握光的传播基本规律;最后要求能够正确应用光的传播基本规律解释、解决生活中光学现象,能够应用光学规律为人类的生产、生活服务。
其中光的反射定律是最重要规律之一,平面镜和凸透镜成像是两大重要的应用。
(二)易混知识比较及考点预测1.大、小之辩放大、缩小是像与物体比较得出的,像比物体大,称为放大;像比物体小称为缩小;变大、变小是像相对于像而言的,在物体移动过程中,后来的像与原来的像比较,后一个像比前一个像大,称为变大,反之谓变小。
2.虚、实之分实像是指实际光线经过光学元件后会聚而成的,既能用光屏呈接,也能用眼睛看到;而虚像则是实际光线经过光学元件后的实际光线的反向延长线相交而成的,只能用眼睛看,不能用光屏呈接。
考点预测:光学知识是初中物理不可或缺的组成部分,它在中考中相对独立和稳定,其考查既要围绕光学基本规律,也要体现光学知识在生活中的应用,因此其考查稳中有变,变中求新,其中的热门考点有:1.光的传播方式的判断,它能够有效地把光学基本现象和生活实际联系起来,多以选择题的形式出现;2.光的反射(平面镜成像)、折射、透镜上三条特殊光线的作图,它能够考查学生能否正确掌握和应用光学规律解决实际问题,多以作图题的形式出现;3.光的反射、平面镜和凸透镜成像特点的探究实验,它能够培养和锻炼动手动脑学物理的能力,帮助学生正确理解光学规律,多以实验探究的形式出现。
中考物理光学试题篇一:中考物理光学专题复习光学专题总复习一、知识结构:1、眼睛的作用相当于,来自物体的光会聚在视网膜上,形成、的像。
2、近视眼矫正前将光会聚在视网膜,矫正时需要在眼睛前面放一个透镜。
3、远视眼矫正前将光会聚在视网膜,矫正时需要在眼睛前面放一个透镜。
照相机利用物距,成、的像的原理制成的。
幻灯机利用物距,成、的像的原理制成的。
放大镜利用物距,成、的像的原理制成的。
二、典型例题:考点1:光源和光速例1、太阳到地球之间的距离是1.5×10 8 km,则太阳发出的光射到地球上需要的时间为。
例2、以下物体是光源的有()①太阳②月亮③燃烧着的蜡烛④镜子A、①②B、①③C、③④D、①考点2:光的直线传播例3、下列现象中,是由于光沿直线传播形成的是() A. 浓密的树荫下的太阳光斑B. 教室屏幕上的投影C. 你看到自己镜中之影D. 树在水中的倒影考点3:光的反射例4、如图2-11所示,一束光线射到平面镜上,那么这束光线的入射角和反射角的大小分别是()A.40° 40°B. 40°50°C. 50°40°D. 50°50°。
例5、太阳光与水平方向成60角射到一深井口,现用一块平面镜反射使太阳光竖直向下射入深井中,则平面镜与水平方向所成的夹角()。
A 75°B 60° C 15° D 45°。
例6、一条光线垂直射到平面镜上,若不改变入射光线的方向,而使平面镜绕入射点转动45,则反射光线改变的角度是()。
A 45° B 90°C 60°D 30°考点4:镜面反射和漫反射例7、雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,迎着月亮走,地上处是水,背着月亮走,地上处是水。
(填“亮”或“暗”)例8、关于光的反射,下列叙述中错误的是()ABCD发生镜面反射时,每一条反射光线都遵守光的反射定律黑板“反光”是黑板发生了镜面反射的缘故反射面粗糙时,反射光线不遵守光的反射定律牙科医生用小平面镜观察患者牙齿是利用光的反射现象考点4 平面镜成像的特点例9、某人身高1.8m,站在平面镜前1.2m处,则他在平面镜中的像高m,他的像距他。
一、初中物理光学问题求解方法1.小明探究“凸透镜成像规律”,当蜡烛到透镜的距离是30cm时,调节透镜另一侧的光屏,屏上得到清晰放大的像。
下列判断中正确的是()A.此时的像是正立放大的虚像B.该透镜的焦距是15cmC.当蜡烛到透镜的距离是60cm时,调节光屏,屏上可得缩小的像D.当蜡烛到透镜的距离是15cm时,调节光屏,屏上可得放大的像【答案】C【解析】【详解】AB.像能用光屏承接,说明像是实像,虚像不能用光屏承接,凸透镜成放大的实像时,v>2f,f<u<2f,即f<30cm<2f。
故AB错误;C.当u=60cm时,由f<30cm可知2f<60cm,即u>2f。
当物距大于2f 时,f<v<2f,光屏上得到倒立缩小的实像。
故C正确;D.当u=15cm时,由30cm<2f可知15cm<f,即u<f,当物距小于f时,成正立放大的虚像,光屏上将承接不到像。
故D错误。
2.小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜A固定在光具座上35cm处,移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示。
接着,他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变,移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。
则下列说法中正确的是()A.照相机的物镜成像原理与图甲相同B.放大镜的物镜成像原理与图乙相同C.凸透镜A的焦距大于凸透镜B的焦距D.凸透镜B的焦距大于凸透镜A的焦距【答案】AD【解析】【分析】【详解】A.由图甲可知,光屏上呈现倒立缩小的实像,所以照相机的物镜成像原理与图甲相同,故A正确;B.由乙图可知,此时成倒立、放大的实像,所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同,故B错误;CD .由甲图可知,物距35cm 5cm 30cm u =-=此时成倒立、缩小的实像,所以物距大于两倍焦距,所以A 30cm 2f >得A 15cm f <由乙图可知,物距仍为30cm ,此时成倒立、放大的实像,所以物距处于f 和2f 之间,即B B 30cm 2f f <<可得B 15cm 30cm f <<所以A 的焦距小于B 的焦距;故C 错误,D 正确。
中考物理光学专题复习光学是中考物理中非常重要的一部分,因为它涉及到许多基础概念和实验技能。
在复习光学专题时,我们需要重点以下几个方面:一、基础概念1、光线的概念和特点光线是一种电磁波,其特点是沿直线传播。
光线在真空中传播速度最快,而在其他介质中传播速度会减慢。
光线的传播方向与传播速度有关,传播速度越快,光线就越直。
2、光直线传播的应用光直线传播是光学中一个非常重要的概念,它可以解释许多光学现象。
例如,我们可以利用光直线传播来测量距离、确定位置和方向。
在中考中,我们也需要利用光直线传播来解答一些题目。
3、光直线传播的应用条件光直线传播的应用条件是光在同一种均匀介质中传播。
如果介质不均匀,光线就会发生偏折。
例如,在水中看物体时,我们会发现物体位置发生了偏移,这就是因为光在不同介质中传播速度不同导致的。
二、实验技能1、实验器材的使用方法在光学实验中,我们需要使用许多不同的实验器材,例如光源、光屏、透镜、尺子等。
这些器材都有各自的使用方法和注意事项。
我们需要掌握这些器材的使用方法,才能更好地进行实验。
2、实验操作步骤和注意事项在进行光学实验时,我们需要按照一定的操作步骤进行。
例如,在测量物体距离时,我们需要先确定好光源和光屏的位置,然后调整透镜的角度和距离,最后读取光屏上的数值。
在实验过程中,我们需要注意观察实验现象和数据的变化,并及时记录下来。
三、解题技巧1、根据题目信息建立模型在解答光学题目时,我们需要根据题目信息建立模型。
例如,在解答测量距离的题目时,我们可以将物体看作是一个点光源,将光直线传播路径看作是一条直线,然后根据题目中给出的信息来确定物体的位置。
2、利用公式解题在光学中,有许多公式可以用来解题。
例如,在解答透镜成像题目时,我们可以使用公式“1/f = 1/u + 1/v”来计算透镜的焦距。
在解题时,我们需要仔细审题,明确题目中给出的已知量和待求量,然后选择合适的公式进行计算。
中考物理中考物理电学专题复习中考物理电学专题复习一、中考复习重点电学是初中物理的重点,在中考中占有重要地位。
中考物理光学专题复习光学专题总复一、知识结构:1、光源是物体,常见的光源有:太阳、灯泡、蜡烛等。
2、光的基本知识:光的传播方式、光的速度、光的波长等。
3、光的反射和折射:光在传播途径中斜射到不同或不均匀介质表面会发生反射和折射。
4、透镜及凸透镜成像:透镜能够使光线折射,形成像。
5、光谱和三原色:白光经三棱镜分解后,形成七色按序排列的彩色光带叫光谱。
颜料的三原色是品红、黄、蓝。
6、光的应用:潜望镜、穿衣镜、自行车尾灯等。
二、具体内容:1、光的反射定律:反射光和入射光及法线在同一平面内,反射光和入射光分居于法线的两侧,反射角等于入射角。
2、平面镜成像:平面镜成的是虚像,像与物体到镜面的距离相等,成像特点简记为:成像大、立体、对称、虚。
3、平面镜应用:潜望镜、穿衣镜、自行车尾灯等。
4、凸面镜和凹面镜:凸面镜能使平行光线发散,应用:汽车后视镜、街头转角处的反光镜等。
凹面镜能使平行光线聚焦,应用:太阳灶、牙医的头镜、手电筒的反光装置等。
5、光的折射定律:折射光和入射光及法线在同一平面内,折射光和入射光分居于法线的两侧,从空气斜射入其它介质时:折射角大于入射角,从其它介质斜射入空气时:折射角小于入射角。
6、凸透镜和凹透镜:凸透镜能够使光线聚焦,凹透镜能够使光线发散。
7、透镜的成像原理:透镜能够使光线折射,形成像。
8、眼睛和眼镜:眼睛的作用相当于透镜,眼球好像一架相机,来自物体的光会聚在视网膜上,形成清晰、立体的像。
D中心部分变暗,其余部分无任何变化。
考点10:红外线、紫外线相关知识辨析例24:哪种光可以被用来制作夜视装置?A。
紫外光 B。
红外光 C。
绿光 D。
黄光改写:夜视装置使用哪种光?A。
紫外光 B。
红外光 C。
绿光 D。
黄光例25:适当的什么光照射,对人吸收维生素D有帮助?A。
紫外光 B。
红外光 C。
绿光 D。
黄光改写:什么光照射有助于人体吸收维生素D?A。
紫外光 B。
红外光 C。
绿光 D。
黄光考点11:反射、折射及所成像的辨析例29:若水中的人能看到岸上的树,则他看到的实际上是什么?A。
中考物理综合复习光学【基本知识】(一)光的直线传播1. 光在同一种均匀的介质中是沿直线传播的,要会利用光的这种性质解决、解释生产和生活中的简单问题。
2. 光在不同介质中传播的速度不同,光在真空中的速度是s m /1038⨯,光在其他介质中的速度比在真空中的速度小,应用以上规律可以推算出距离。
3. 用实际例子来证明光在同种均匀的介质中是沿直线传播的。
(二)光的反射1. 光射到物体表面上的时候,有一部分光被物体表面反射回去的现象叫光的反射。
2. 光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线的两侧;反射角等于入射角。
光在反射时光路是可逆的。
利用以上的规律解决控制光路的问题,达到理论联系实际的目的。
3. 光射到任何表面都会发生反射。
光在平滑表面上的反射叫镜面反射;光在粗糙不平的表面上的反射叫漫反射。
镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
根据两种不同反射特点,解释一些现象,说明它们的简单应用。
(三)平面镜成像平面镜成像特点:物体在平面镜里成的是虚像;像和物体大小相等,它们的连线跟镜面垂直,它们到镜面的距离相等。
利用以上特点画平面镜成像图、确定平面镜位置,通过光源的虚像找入射点、确定平面镜所成虚像的观察范围及解决其他实际问题。
(四)光的折射1. 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫做光的折射。
2. 光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;光从空气斜射入水和其他介质中时,折射角小于入射角;当入射角增大时折射角也增大,但总是小于入射角;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变;在折射时光路是可逆的。
应用以上知识解决平板玻璃侧移、三棱镜偏折、透过不同介质观察物体位置等问题。
(五)透镜透镜有两类:凸透镜和凹透镜。
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
需要掌握三条特殊光线的光路。
(六)凸透镜成像凸透镜成像及应用表 物距(u ) 像距(v )像的性质应用 大小 倒正虚实 无限远f v = 极小光斑测f f u 2>f v f >>2缩小倒立实像照相机 f u 2= f v 2=等大 倒立 实像1. 4vu f +=(测f ) 2. v u +最小f u f >>2 f v 2>放大倒立实像 幻灯机 f u = 无限远1. 平行光源2. 测ff v <同侧 放大 正立 虚像 放大镜掌握凸透镜成像的规律,并会利用它们来判断像的性质、虚实分界点、倒正分界点及放大还是缩小分界点;判断物体移动速度与像的移动速度之间关系;判断焦距;判断v u +变化。
【典型例题】[例1] 如图1所示,AB 为一条从空气射向玻璃与空气界面时的一条反射光线,请你完成光路并指出入射角、反射角和折射角(入射角、反射角要准确,折射光线画出大致方向)。
BA空气玻璃图1解析:本题综合反射和折射的知识。
要画反射现象的光路,根据平面镜成像特点,先找出虚像位置可使问题简化,此处无光源,无虚像,可在反射光线的反向延长线上虚拟一个虚像,再找出对应的虚拟的物,问题就解决了,在作出了反射光路基础上,再根据折射规律画出折射光线。
答案:将反射光线反向延长,在延长线上任取一点S ',过S '作界面垂线交界面于O 点,截取OS O S ='。
连接SA 、SA 就是入射光线,过A 作直线垂直界面即为法线,然后过A 点作出折射角比入射角小的折射光线AC 。
如图2所示,SAN ∠为入射角;NAB ∠为反射角;AC N '∠为折射角。
图2方法提炼:作光路图时,有时虚拟一个物体的像可使解题过程简便,在折射现象里,光从空气(或真空)到介质,入射角大于折射角,光从介质到空气(或真空),入射角小于折射角,(入射角为0°时,入射角等于折射角)。
[例2] 有一光源放在平面镜前,经平面镜得到两条反射光线,如图3所示,根据平面镜成像特点,确定光源S 的位置并完成光路图。
图3解析:要找到光源位置,根据平面镜成像特点,找到像的位置根据对称性就能求出光源位置,而像的位置可由反射光线反向延长得到。
答案:反向延长两条反射光线交于S ,S '是S 的像,过S '作直线垂直于平面镜交平面镜于O 点,截取'找到S点,如图4所示,S即为所求的光源位置,再将光源与两条反射光线连接起来完成光路图。
SOS=OSOS′图4易错分析:解此题是用的一种逆向思维方法,虽逆向思维,还是离不开平面镜成像特点。
这类反射光路问题,简便的方法就是找到虚像,再根据平面镜成像特点作图。
若直接根据光的反射定律作图也可,但要繁琐许多。
[例3] 如图5所示,用自制的针孔照相机观察烛焰,有以下四种说法,其中正确的有()A. 薄膜上出现的像是倒立的B. 薄膜上的像可能是缩小的也可能是放大的C. 保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉动薄膜,烛焰的像更明亮D. 保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动薄膜,烛焰的像变小图5解析:针孔照相机的针孔很小,烛焰上部的光通过小孔直射到薄膜下部,烛焰下部的光通过小孔直射到薄膜的上部,成的像是倒立的,烛焰和薄膜离小孔的距离不同,像可以是缩小的,也可以是等大或放大的,保持小孔和烛焰的距离不变,向后拉薄膜,像距变大,像也变大,但像变暗,向前推动薄膜,像距变小,像变小,像就更明亮些。
答案:ABD拓展延伸:对本题如果分析不全,很容易漏选D,对针孔照相机,要弄懂其原理,原理弄懂了,关于它的各种说法就能辨别真伪了。
[例4] 为什么从圆形玻璃鱼缸的上方看水显得浅?从旁边看鱼显得大?把鱼缸放在阳光下,为什么鱼缸的影子里有个较亮的光斑?解析:要学会联想法,鱼缸中间凸起,使我们想到鱼缸相当于一个凸透镜,用凸透镜解释缸中鱼变大,在太阳下有光斑就不困难了。
答案:从鱼缸上方看鱼缸,鱼缸底上的光通过水射向空气发生了折射,故看起来显得浅;从旁边看,凸形的水相当于一个凸透镜,金鱼游到鱼缸边附近时,处在这个凸透镜的焦点之内,凸透镜起放大镜的作用,我们实际上看到了金鱼的放大的虚像,鱼缸在太阳光下相当于一个凸透镜,对太阳光有会聚作用,会聚点处形成一个较亮的光斑。
找出规律:凡是联系实际的题,我们要善于将实际情况与一些物理模型进行对比,看它是否符合某一物理模型的特征;找到了物理模型,就能用物理原理来解释现象了。
[例5] 如图6所示,OC,OD是光从空气射入玻璃发生折射的光的传播路线,EF是空气与玻璃的分界面,N为法线,图中A侧物质是,B侧物质是,入射角是,折射角是;在图中标出光线方向并画出反射角。
E BA D C50°N 65°FN ′O图6解析:当光从空气射入玻璃时,入射角大于折射角,OC 与法线的夹角是50°,OD与法线的夹角是︒=︒-︒25)6590(,所以较小的角N DO '∠为折射角,因此可判断A 侧物质是玻璃,B 侧物质是空气,入射角为50°,折射角为25°,由反射定律知反射角等于入射角等于50°。
答案:玻璃;空气;50°;25°光路图如图7所示。
D A BCN F65°50°E N ′50°O图7方法提练:本题找出哪是玻璃哪是空气是解题的关键,可以用假设法也可用分析法解本题。
例如假设DO 是入射光线,则入射角为25°,折射角为50°,折射角大于入射角,与题意矛盾,故只能是CO 是入射光线,利用结论“光从空气(真空)到介质,折射角小于入射角,光从介质到空气(真空),折射角大于入射角”解题往往是奏效的。
[例6] 如图8所示,由A 点发出一束激光在液面MN 上的O 点发生反射,反射光线的光斑射到B 点,由于液面高度发生变化,反射光斑由B 移到C 点(B 和C 是屋顶上的两点),试用作图法画出液面变化的高度。
图8解析:由于液面上升或下降,A 点虚像不好确定,所以不好找虚像。
根据题意,入射光线的方向是不会改变的,由于液面总是水平的,故入射角不会改变,由反射定律,反射角也不会改变,所以液面改变后,反射光线的方向应当与BO 平行,根据这一思路,就很好作图了。
答案:过C 点作BO 的平行线交AO 的延长线于O ',过O '作MN 的平行线N M '',N M ''与MN 的距离就是所求的h ,如图9所示。
BM ′h AM OO ′N ′C N图9方法提练:分析题意,要善于找出哪些是不变的,哪些是按什么规律变化的,从中找出便于作图的元素,问题就迎刃而解了。
[例7] 如图10所示,请根据光线的传播情况,在方框内画出合适的一个光学元件,并完成光路图。
A B图10解析:这是一道典型的光学“黑匣”问题,它要求我们根据入射光线和出射光线判断方框内的光学元件的种类,并画出光路图,对于A 图,平行光变成会聚光,根据凸透镜对光线的作用,可判断出A 框中是凸透镜,对于B 图,是两条可相交的光线变成平行光,我们知道,会聚于凹透镜虚焦点的光,经凹透镜折射后平行于主轴射出,若根据这一思路画出图来,应当如图11所示,结果两条光线之间的距离不能达到要求,且上面的光线不能到达下边射出,下面的光线也不能到达上边射出,由此想到方框内不能是凹透镜,那就只能是凸透镜了。
进一步想到,两条入射光线只有相交于凸透镜焦点,再分散射向凸透镜,其出射光线恰好能平行于主光轴射出,能满足本题要求,问题解决。
B图11答案:如图12所示。
A B图12方法提炼:解答此类题目一是要熟悉两种透镜对光的作用规律,二是要注意入射光线和相应的出射光线的位.置和方向....,而第二点是往往容易忽视的,结果会导致选错元件,会聚光射向方框,但不等于射到透镜上的光一定是会聚光,可能是会聚光,也可能是会聚后的发散光。
[例8] 如图13所示,有一束光线射入杯中,在杯底形成光斑,逐渐往杯中加水,光斑将( )A. 向右移动B. 向左移动C. 不动D. 无法判断光斑图13解析:往杯中加水,光射到水面上,入射角不变,折射角不变,入射点向右移动,在杯底形成的光斑随之向右移动。
答案:A易错分析:若误认为入射角不变,折射角不变,光斑不动,就错误了,当折射光线方向不变,入射点向右移动时,折射光线是向右移动的一些平行光线。
如图14所示。
图14[例9] 物体距凸透镜20cm 时,在凸透镜另一侧距凸透镜35cm 的光屏上得到清晰的像,则该像是( )A. 放大的B. 缩小的C. 等大的D. 虚像解析:根据题意,由于是在屏上成像,肯定是实像;又由于像距大于物距,说明物体处于1倍焦距到2倍焦距之间,所以成的像是放大倒立实像。