专题二 光学实验探究
平面镜成像的特点:(1)平面镜所成的像是虚像;(2)像的大小与物体的大小相等;(3)像与物体到平面镜的距离相等;(4)像和物体对应点的连线被镜面垂直且平分。平面镜的作用:成像和改变光的传播方向。在实验中若找不到像,可能玻璃板没有与桌面垂直(或玻璃板位置放置不当)。
题型一 平面镜成像
1.如图所示是潜望镜的结构示意图,其中两块平面镜均相对水平面倾斜45°角。现有一艘军舰位于与平面镜1等高的正前方,则人眼看到军舰所成的虚像位于
( )
A.与平面镜1等高的正前方
B.平面镜1的正上方
C.平面镜2等高的正前方
D.平面镜2的前下方
C
2.艾英同学在“探究平面镜成像特点”的实验时,所用的实验器材有带底座的玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺、两支外形相同的蜡烛A和B。
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是为了便于确定像的位置和大小。
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板的前侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。这种确定像与物大小的方法是
。(选填“控制变量法”或“等效替代法”)
未点燃
等效替代法
(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是 (选填“虚”或“实”)像。
(4)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 。
(5)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,艾英只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置 (选填“向右移动”“向左运动”或“不变”)。
虚
不变
不变
光的折射定律:(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内;(2)折射光线和入射光线分居在法线两侧;(3)折射角随着入射角的增大而增大,随着入射角的减小而减小;(4)在折射中光路也是可逆的。
光的折射中,还有以下几点需要注意:(1)光射入某种介质,则这种介质一定是透明的,否则光只会被反射;
题型二 光的折射
(2)在两种介质的交界面上,如果是透明的介质交界面会发生折射和反射,如果介质不是透明的,就只会发生反射;(3)光的传播方向一般会发生变化,但当光垂直入射时,传播方向将不变化;(4)当介质不均匀时,光的传播方向也会发生变化。
3.陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时恰好看不见硬币(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了(如图丙)。
(1)倒入一些水后看到硬币的是 (选填“实”或“虚”)像,比硬币实际的位置 (选填“高”或“低”)。
虚
高
(2)在图乙中,大致画出所示光线所对应的折射光线。
(3)在图丙中,通过图示和标注的形式说明为什么能看到硬币。
(2)如图所示。(3)根据光的折射规律,光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折,折射角大于入射角,人眼逆着光的传播方向看去,便可看到比硬币实际的位置高的像,如图丙所示。
1.首先蜡烛烛心、透镜的中心与光屏的中心在同一高度。
(1)静态规律:一倍焦距分虚实;二倍焦距分大小;实像倒立,虚像正立;(2)动态规律:成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物近像近像变小。
题型三 凸透镜成像
2.凹透镜的三条特殊光线
(1)过心不变。过光心,方向不改变,走直线;(2)平行过焦。平行于主光轴入射,出射光线反向延长线过焦点;(3)过焦平行。入射光线过异侧焦点,出射光线平行于主光轴。
3.凸透镜成像规律
凸透镜成像规律需要牢记,能够准确默写。这部分知识只有记清楚了能够默写,才能理解凸透镜成像规律的应用,以及动态变化规律。
4.杭州某中学率先使用“刷脸器”,从吃饭、借书等都可通过“刷脸”完成。而实现录入脸部特征的关键器材就是刷脸器上的摄像头,下列有关刷脸器的使用说法不正确的是( )
A.摄像头的镜片是凸透镜
B.获取脸部特征时成的是实像
C.为使屏幕上半张脸变完整,可适当远离摄像头
D.所成的像在一倍焦距以内
D
5.勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中,将蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示放置时,蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰的像,利用凸透镜这一成像规律制成的是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);若保持透镜和光屏的位置不变,将蜡烛移到“15cm”刻度线位置,他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,光屏上又出现了清晰
缩小
照相机
的像,则小明所患的眼疾是 。(选填“近视眼”或“远视眼”)
近视眼
6.小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,先用焦距20cm的凸透镜甲进行实验,在光屏上得到了清晰的缩小实像,如图所示。
(1)他改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验,如果不改变发光体和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 移动(选填“左”或“右”)。
左
(2)改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验时,光屏所成清晰的像偏下,要使光屏所成的像移动到光屏中央处位置,应使凸透镜向 移动(选填“上”或“下”)。
(3)光屏上得到发光体清晰的像时,小明不小心用手指尖触摸到凸透镜,此时光屏上 (选填“会有指尖的像”“会出现指尖的影子”或“发光体的像暗了一些”)。
上
发光体的像暗了一些
7.小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)前面学过,物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像;物体离放大镜比较近,成放大、正立的虚像。据此小明据出的问题是,像的虚实、大小、正倒跟 有什么关系?
物距
(2)如图甲,小明让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=
cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示,若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变,把蜡烛放在刻度10cm处,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 (选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)。
10.0
照相机
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图像,由图像可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐 。当u>2f时,物体移动速度 (选“大于”“小于”或“等于”)像移动的速度;当f<u<2f时,物体移动速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)像移动的速度。
增大
大于
小于
8.如图是小明探究凸透镜成像规律的实验过程,请完成实验探究:
(1)如图,从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏,将三者中心调至同一高度并在同一直线上。
(2)不断改变蜡烛与凸透镜间的距离,并移动光屏进行凸透镜成像实验,所得数据如表:
实验序号
物体到凸透镜的
距离/cm
像到凸透镜的
距离/cm
1
40
13.3
2
30
15
3
20
20
4
15
30
5
10
光屏上没有成像
6
8
光屏上没有成像
(3)由表可知,此凸透镜的焦距为 cm。
(4)成实像时,物距增大,像距 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)实验中随着蜡烛燃烧,光屏上依然得到烛焰清晰的像,但光屏上像的位置却偏高,为了使成在光屏上的像不偏高,则应向 (填“上”或“下”)调节凸透镜。
10
减小
下
(6)实验中,屏上已成清晰的像,此时固定蜡烛,将透镜换成一个焦距稍小的凸透镜实验,则屏需向 (填“左”或“右”)移动才能成清晰的像,此刻的像比换镜前变 (填“大”或“小”)。
左
小