距离中考已经不足一个月,对于初三的同学们来说,今天所要说的是一个看起来最简单,但是一旦做题就会经常出现各种问题的经典物理题型!
此类经典题就是“凸透镜成像规律”的相关应用!
可以说,这类物理题所涉及的实验是所有初中生最感兴趣,也最爱做的实验!
可是,说实话,真正做过此实验的同学却未必能做对相关习题,何况很多同学都没有真正动手操作过!
比如说下面这两道物理题:
本图已经标识的特别清晰,物体在二倍焦距之外,像在一二倍焦距之间,物距大于像距!但是,实际上很多题并不直接告诉物体在二倍焦距之外,而是出现如下图所示的这种情况:
也就是说,以后如果我们看到物距大于像距,就应该立刻想到物体在二倍焦距之外,像在一二倍焦距之间。
此时物体所成的像是倒立缩小实像!
出现问题较多的是下方这道题:
此题并没有告诉物体在哪里,然后直接把物体沿着主光轴向左移动f的距离,同时移动光屏,使像始终能在光屏上成清晰的像。
我们首先可以看出来,在蜡烛没有移动之前,物距小于像距,所以物体一定位于一二倍焦距之间,像一定位于二倍焦距之外!
那么,当把蜡烛向左移动一倍焦距的距离时,物于二倍焦距和三倍焦距之间,也就是说物体一定位于二倍焦距之外!所以,像在一二倍焦距之间!成倒立缩小的实像!
相关的凸透镜成像模拟图如上图所示。
我们可以看出来,此类题相当简单,凡是出错的同学应该好好反思一下,趁着中考前的最后复习机会,赶快弥补知识欠缺、思维欠缺、能力欠缺!
中考临近,初三同学们想快速提高物理成绩,有一个最实用最有效的方法:研究归纳错题!
下面这套错题集《八套中考学霸物理错题集》概括了全部初中物理易错题、常错题、详细分析归纳了错因、各种方法技巧、相关的知识点和规律、各种有用结论!是正在中考复习冲刺阶段的初三毕业班的同学们提高物理成绩的最实用资料!也是即将升入初三的初二同学们复习借鉴的最佳治疗!
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中学生朋友们,物理有趣且有用,为了美好的未来,加油!
凸透镜成像规律较多,大部分学生完全靠死记硬背来对付考试。事实上,理解其原理的话,根本无需死记硬背。理科每一个知识点,在完全理解的基础上,自然就记住了,而且运用起来更加灵活自如。
凸透镜是人们制造的一种仪器,它的主要特点是可以将平行光汇聚于一点,可参见前文《初中物理 透镜为什么能聚光或者散光》。反之亦然,即,放在焦点处的点光源,经凸透镜折射后变为平行光,这称为光路可逆原理。凸透镜可成实像,也能成虚像,可参见前文《初中物理 实像和虚像》。
在学习凸透镜成像规律时,我们掌握好"2个分界点,3个分段长",其规律自然显现,如下所述:
一、2个分界点:
指物体距离凸透镜恰好在1倍焦距和2倍焦距处。
1、物于1倍焦距处,如下图:
物体上任意一点均为一个点光源,其发出的光经过凸透镜后变成平行光,因此不能成像。这一原理可用于制造平行光手电筒。
2、物于2倍焦距处,如下图:
我们需要探寻的是像A'B'的位置和大小,这本质上是一道数学题:已知AB、OO'、A'B'均⊥ AA',BO'∥AA',且AO=2FO,求证△ABO≌△A'B'O。
易知BO'=2 FO,故FO是△BB'O的中位线,可知FO'=FB', 故△FOO'≌△FA'B',故FO=FA',即AO=A'O,全等易证。
可见,此时物与像关于O点成中心对称,所以像是倒立等大等距的。此性质可用于测量凸透镜焦距。
二、3个分段长:
指物体所在位置被2个分界点分割为3段。
1、当物于2倍焦距之外时,如下图:
这本质上仍然是一个数学问题,根据相似三角形对应边成比例,有BO':OF>2,故BB':OB'>2,即BO>OB',AB>A'B',这表明像比物小。因ABO'O是矩形,故OO'>A'B',即OF>FA',这表明像位于1倍焦距外2倍焦距内,且为倒立。此性质可用于制造照相机。
2、当物于1倍焦距之外2倍焦距之内时,根据光路可逆原理,将上图中的像物位置互换,即可得到结论:像位于2倍焦距外,倒立放大。此性质可用于制造投影机。
3、当物于1倍焦距内时,如下图:
易知此时成正立放大的虚像。此性质可用于制造放大镜。
事实上,凸透镜成像规律可以总结为1个公式:物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数,即1/u+1/v=1/f。初中阶段不要求掌握此公式,故不再赘述,有兴趣的话可以自行专研,初中阶段的几何知识足够推导出此公式了。
掌握好"2个分界点,3个分段长",凸透镜成像规律不必死背,同时还锻炼了自己的几何能力,何乐不为呢?
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