第五講 多彩的光 （二）

八年級(jí)物理資料 第五講 多彩的光（二）第五講 多彩的光（二）一、中考、競(jìng)賽涉及的問(wèn)題1凸透鏡與凹透鏡對(duì)光線的作用2凸透鏡與凹透鏡成像規(guī)律3眼睛與視力矯正4透鏡的應(yīng)用二、典型例題【例1】小明有兩個(gè)小凸透鏡，焦距分別是5cm和10cm。在一次實(shí)驗(yàn)中，他想一束來(lái)自手電筒的光通過(guò)這兩個(gè)凸透鏡后，仍然為平行光。試問(wèn)小明應(yīng)該怎樣放置這兩個(gè)凸透鏡呢？【精析精解】據(jù)凸透鏡的聚光特性知道，平行于主光軸的光線要會(huì)聚在焦點(diǎn)；從焦點(diǎn)發(fā)出的光要變成平行光線。顯然放置凸透鏡時(shí)，兩透鏡的焦點(diǎn)要重合。但還要考慮，焦距越長(zhǎng)，聚光能力就越弱；焦距越短，聚光能力就越強(qiáng)等特性。 來(lái)自手電筒的光是平行光，所以小明放置凸透鏡的方法有兩種。如果要得到比原來(lái)更為寬些的光束就按圖6-1（甲）放置，就是讓光先通過(guò)焦距為5cm的凸透鏡，再通過(guò)焦距為10cm凸透鏡。若要得到比原來(lái)更為窄一些的光束，就按圖6-1（乙）所示放置，就是讓光先通過(guò)焦距為10cm的凸透鏡，再通過(guò)焦距為5cm的凸透鏡。 圖1（甲） 圖1（乙） 圖2【例2】 在離焦距20 cm的凸透鏡的正前方100 cm，一個(gè)物體以10 cm/s的速度向凸透鏡靠攏，運(yùn)動(dòng)7s時(shí)，物體所成的像為（ ）A倒立、放大的實(shí)像 B倒立、縮小的實(shí)像 C倒立、放大的虛像 D倒立、等大的實(shí)像【精析精解】 當(dāng)物體向凸透鏡移動(dòng)70 cm時(shí)，物體離凸透鏡的距離是：100 cm-70 cm=30 cm，已知凸透鏡的焦距f=20cm，此時(shí)2fuf，所成的像是倒立、放大的實(shí)像。正確答案為A?！纠?】投影儀是教學(xué)中常用的儀器，如圖2所示是投影儀的結(jié)構(gòu)圖，在水平放置的凸透鏡的正上方有一與水平面成450角的平面鏡，右邊豎直放一屏幕。物體發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡和平面鏡后，可在屏上成一清晰的像。一位教師在使用投影儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)在屏幕卡拉奇畫(huà)面太小，正確的調(diào)節(jié)方法是（ ） A減小投影儀與屏幕間的距離，下調(diào)凸透鏡，減小凸透鏡到物體間的距離B減小投影儀與屏幕間的距離，上調(diào)凸透鏡，增大凸透鏡到物體間的距離C增大投影儀與屏幕間的距離，下調(diào)凸透鏡，減小凸透鏡到物體間的距離D增大投影儀與屏幕間的距離，上調(diào)凸透鏡，增大凸透鏡到物體間的距離【精析精解】 要增大畫(huà)面（像），必須減小物距，增大像距，所以，增大投影儀與屏幕間的距離，下調(diào)凸透鏡，減小凸透鏡到物體間的距離便可達(dá)到此目的。正確答案為C。【例4】請(qǐng)你想象一下海底世界吧一個(gè)水泡冒出來(lái)了，一位潛水員用防水手電光照射這個(gè)水泡，這光經(jīng)過(guò)水泡后應(yīng)該是什么樣的？并用所學(xué)知識(shí)給予解釋。【精析精解】水泡里面是空氣，考慮光從水到空氣，再?gòu)目諝獾剿恼凵淝樾?。利用好折射?guī)律才解決問(wèn)題的關(guān)鍵。 根據(jù)光穿過(guò)空氣泡的形狀（如圖3（甲）所示），我們可以將其視為兩個(gè)空氣三棱鏡（如圖3（乙）所示）。光通過(guò)三棱鏡時(shí)，先是從空氣到水的遠(yuǎn)離法線折射，后是從空氣到水的靠近法線折射。從上部經(jīng)過(guò)三棱鏡的光向頂角偏折，而從下部三棱鏡經(jīng)過(guò)的光也向其頂角偏折。平行光經(jīng)過(guò)時(shí)就成了發(fā)散光線。類(lèi)比到在水中空氣凸透鏡，平行光經(jīng)過(guò)時(shí)已成為發(fā)散光線。而水中的氣泡就相當(dāng)于一個(gè)空氣凸透鏡，所以當(dāng)潛水員的手電筒光照射到氣泡上時(shí)，會(huì)變成發(fā)散光線。圖3（甲） 圖3（乙） 圖4【例5】小明在光具座上做“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)光屏、透鏡及燭焰的相對(duì)位置如圖4所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像。由此判斷，他所用凸透鏡的焦距（ ）A一定大于20cm B一定小于8cm C一定在10cm到16cm之間 D一定在8cm到10cm之間【精析精解】從圖上距離可知，物距u大于像距v，可以判斷像比物小，即是一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，符合照相機(jī)原理。因?yàn)?u=20cm>2f所以 f<10cm.又因?yàn)?f<v=16cm<2f所以 8cm<v<16cm. 由可得 8cm<f<10cm 正確答案為D。 【例6】生物課上常用的顯微鏡能對(duì)微小的物體進(jìn)行高倍放大，它利用兩個(gè)焦距不同的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡對(duì)被觀察物體所成的像是 ( ).物鏡成倒立、放大的實(shí)像 B.物鏡和目鏡都成實(shí)像 .物鏡和目鏡都成虛像 D.目鏡成正立、放大的虛像【精析精解】顯微鏡中兩個(gè)透鏡都是凸透鏡，靠近被放大物體的叫物鏡，因?yàn)橛^察時(shí)，被放大物體在其焦距與二倍焦距之間，所以相當(dāng)于一個(gè)投影儀，成倒立、放大的實(shí)像?？拷劬Φ耐哥R叫目鏡，物鏡所成的實(shí)像落在目鏡的焦點(diǎn)以?xún)?nèi)，此實(shí)像想當(dāng)于目鏡的物（被目鏡進(jìn)一步放大），所以目鏡成的是正立、放大的虛像。從而大提高了放大倍數(shù)。 正確答案為、?！纠?】有兩只干凈的玻璃杯，一只裝滿(mǎn)純凈水，一只是空的，你怎樣用眼睛來(lái)判斷哪只杯里有水？【精析精解】與空氣相比，水與玻璃的折射光情形接近。將裝滿(mǎn)水的玻璃杯子視作凸透鏡即可。方案一：將兩個(gè)本子放在窗臺(tái)前，能在杯影區(qū)域中產(chǎn)生明亮光圈的裝有純凈水，另一種一只是空杯子。因?yàn)樗耐腹庑员瓤諝獠?，所以在光照下有一定程度的暗影。由于裝水的杯子相當(dāng)于一凸透鏡，它對(duì)光有會(huì)聚作用，所以在暗影區(qū)有明顯的光圈存在。方案二：將手指分別放在兩只杯子后面，通過(guò)杯子觀察手指的像。能看到手指放大像（特別是在左右方向上成放大像）杯子中裝有純凈水，另一只是空的。三、經(jīng)典練習(xí)1要使一束平行光通過(guò)某光學(xué)器件后仍為平行光束，則可選用的單個(gè)光學(xué)器件是（ ）A平面鏡 B凸透鏡 C凹透鏡 D兩面平行的玻璃體2.小明拿著一個(gè)直徑比較大的放大鏡伸直執(zhí)行手臂觀看遠(yuǎn)處的物體，可以看到物體的像，下面說(shuō)法中正確的是（ ） A.射入眼中的光一定是由像發(fā)出的 B.像一定是虛像 C.像一定是倒立的 D.像一定是放大的3.顯微鏡下方常用一小鏡來(lái)做反射鏡，這一小鏡是（ ）AA凸透鏡 B凹面鏡 C三棱鏡 D凸面鏡 E一只眼視力基本正常，另一只是近視眼4.若用照相機(jī)的鏡頭作為透鏡做透鏡成像實(shí)驗(yàn)，那么下述現(xiàn)象中不可能出現(xiàn)的是（ ）DA看到物體倒立的、縮小的像 B看到物體正立的、放大的像C看到物體倒立的、放大的像 D看到物體正立的、縮小的像5.放映幻燈時(shí)，為了在屏幕上得到更大的像，那么應(yīng)采取的措施是（ ）AA幻燈機(jī)離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些 B幻燈機(jī)離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些C幻燈機(jī)離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些 D幻燈機(jī)離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些6.許多照相機(jī)鏡頭到膠片的距離是可調(diào)的。某次拍攝前攝影師已經(jīng)把相機(jī)”調(diào)焦”,使被攝者在膠片上形成了清晰的像。如果在拍攝前被攝者移動(dòng)了位置,他和攝影者的距離變大,為使他在膠片上仍然形成清晰的像,鏡頭與底片的距離應(yīng)該（ ） 答案：A。A.變小 B.變大 C.先變小后變大 D.先變大后變小 7.老奶奶用放大鏡看報(bào)時(shí)，為了看到更大的清晰的像，她常常這樣做（ ） 答案：A報(bào)與放大鏡不動(dòng)，眼睛離報(bào)遠(yuǎn)些 B報(bào)與眼睛不動(dòng)，放大鏡離報(bào)遠(yuǎn)一些C報(bào)與放大鏡不動(dòng)，眼睛離報(bào)近一些 D報(bào)與眼睛不動(dòng)，放大鏡離報(bào)近一些8某同學(xué)分析了水中物體的位置，為什么從水面上看起來(lái)總顯得比實(shí)際的位置要高一些的原因。他畫(huà)出的四幅圖中，能正確說(shuō)明原因的圖是（ ） 答案：空氣水A空氣水B空氣水C空氣水D9.李東同學(xué)在桌面上的近視眼鏡上看到自己身后同一個(gè)窗戶(hù)的兩個(gè)像，如下圖。這兩個(gè)像是_像（填“實(shí)”、“虛”），是_面鏡（填“平”、“凸”、“凹”）所成的像。其中較大的像是鏡片上離李東較_的玻璃面（填“近”、“遠(yuǎn)”）所成的。 答案：虛，凸，近。10有一個(gè)寫(xiě)著F字樣的膠片放在教學(xué)用投影儀上。此時(shí)屏幕上剛好形成一個(gè)清晰的像。請(qǐng)?jiān)谄聊簧袭?huà)出F的像。如果要得到更大的清晰的像，應(yīng)使投影儀_（填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）屏幕，并把透鏡向_（填“上”或“下”）移動(dòng)。 答案：F的像如圖 遠(yuǎn)離11.甲乙兩人在照同一個(gè)鏡子，甲在鏡中看到了乙的眼睛。以下說(shuō)法中正確的是（ ） 答案：AA乙也一定能看到甲的眼睛 .乙只能看到甲的眼睛 .乙不可能看到甲的眼睛 乙不可能看到甲的全身 12.凹透鏡、凸透鏡、凹面鏡、凸面鏡和平面鏡，都是常用的光學(xué)器材。近視眼鏡的鏡片是_鏡，老花眼鏡的鏡片是_鏡，教學(xué)投影器的反射鏡是_鏡。 凹透鏡 凸透鏡 平面鏡13有人用照相機(jī)對(duì)著平面鏡拍照，想拍出鏡中的人物，結(jié)果（ ） 答案： C A他不會(huì)成功，因?yàn)槠矫骁R中成的是虛像 B他能拍出平面鏡中的人物，而且和直接對(duì)著人物拍攝沒(méi)有區(qū)別C他能拍出平面鏡中的人物，但底片上所成像的左右與實(shí)際相反D他能拍出平面鏡中的人物，但底片上所成像的上下、左右均與實(shí)際相反14放映幻燈時(shí)，為了在屏幕上得到更大的像，應(yīng)采取的措施是（ ） 答案：A A幻燈機(jī)離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些 B幻燈機(jī)離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些C幻燈機(jī)離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些 D幻燈機(jī)離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些15用一個(gè)我們所知道的光學(xué)無(wú)件，使一細(xì)束光的光路發(fā)生如圖所示的改變，其答案有多種可能性。如圖A是其中一種可能性的解題示例，這個(gè)示例反映了光路與元件位置的完整關(guān)系。請(qǐng)參照示例分別畫(huà)出圖中B和C的另外兩種可能性。 答案：16某校同學(xué)在學(xué)習(xí)了眼睛和眼鏡內(nèi)容后，想通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究近視眼的形成原因.他們選擇了如下器材：蠟燭、用薄膜充入水后制成水凸透鏡（與注射器相連，注射器里有少量水）、光屏等.水凸透鏡的厚薄可以通過(guò)注射器注入、吸取水的多少來(lái)調(diào)節(jié).其裝置如右圖所示.（1）在此實(shí)驗(yàn)裝置中， 相當(dāng)于人眼球中的晶狀體。 相當(dāng)于人眼球中視網(wǎng)膜。（2）請(qǐng)你用此實(shí)驗(yàn)裝置探究近視眼的成因，要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程. 16.（1）水凸透鏡；光屏；（2）按如圖所示將蠟燭、水凸透鏡、光屏依次放在光具座上，保持大致在同一高度上，調(diào)節(jié)水凸透鏡的位置使蠟燭在光屏上成清晰的像；向水凸透鏡中注水，使晶狀體變厚，觀察光屏上所成蠟燭的像將變得不清晰，將蠟燭向水凸透鏡靠近，觀察到光屏上會(huì)再次出現(xiàn)清晰的像。5