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使球拍平行于地面,与灯和地面等距。
2.用一个普通灯泡,使经线溅纬线)与地面平行,纬线溅经线)不与地面平行。
3.用一条直管形日光灯,使经线(或纬线)与灯管平行。
4.用两条直管形日光灯。
互相不平行地放置。
2.1920年观测到,金牛座‘附近的蟹状星云(如图)对地球的视角正以每年0.21角秒的速率膨胀,当时的视角为180角秒。
似乎巧合的是,我国在宋代至和元年(公元1054年),就在同一位置,观测到一颗“客星”(即原来看不见而突然出现的亮星,天文学上叫做新星或超新星)。
以上数据是否支持这样的结论,即现在的蟹状星云就是在公元1054年我国观测到的那颗“客星”爆发后形成的?
=857a这表示,蟹状星云是857年前从一个点膨胀而成的。
1920年一857年=1063年,这与我国宋代观测到的超新星的年代十分接近。
从图中可以看出,蟹状星云的边界并不清晰,题中所说它的视角及视角的膨胀速率,误差都是很大的,因此可以认为这些数据支持题述的结论。
问题三:
当你背对着路灯向前匀速行走时,定量分析你的身影长度变化的规律。
这时,身影越来越长.身影长度l与身高h、灯高H、人行速度v的关系可以用如图所示的几何关系表示.
因为三角形OED与三角形DBC相似,所以
由此解出
这表明,身影越来越长,而且影长是匀速增加的,速度为
从这个表达式中可以看出
①影长增加的速度u与人行速度v成正比.
②当人比灯杆矮很多时,
这表明影长几乎不随人的行走而变.
③当人的身高与灯高相差无几时,h<<H,H-h≈H,所以u=(h/H)v,这表明影长的变化速度远大于人行的速度.
光反射
问题一1.甲乙两人在照同一个镜子。
甲在镜中看到了乙的眼睛。
以下说法中正确的是:
[]
A乙也一定能看到甲的眼睛;
B乙只能看到甲的眼睛;
C乙不可能看到甲的眼睛;
D乙不可能看到甲的全身。
甲在镜中看到了乙的眼睛,根据成像的原理可知,此时是乙的眼睛处发出的光(实际上是别处来的光照射到乙的眼睛处而反射出来的光)经过镜面反射以后再射到甲的眼睛中的结果.由光的反射中的光路可逆原理可知,若将上述光线完全逆转过来,这样的光路仍然是成立的.即由甲的眼睛处发出的光,经镜面反射后,必能投射到乙的眼睛处,即乙从镜中也可以看到甲的眼睛.
至于乙通过镜中是否能看到甲的全身,则由本题条件是无法做出肯定答复的.
A
2.公路交通标志由基板和附着其上的反光膜组成,夜晚它可以反射汽车射来的灯光,使司机看清交通标志。
以下反光膜结构的示意图中,正确的是图_______。
我们先看一个光学现象:
夏日的清晨,我们看到树木花草上的露水珠晶莹透亮,特别醒目,产生这一现象的原因是由于光线在水珠内发生全反射所致,即光由水珠内射向空气时,在水与空气的分界面上发生全反射而使我们看起来觉得特别亮.类似地,光在置于空气中的玻璃珠内也产生这种全反射现象.图乙就是利用这一道理而使交通标志的反光特别明亮.
乙
问题二1.小明的写字台上有一盏台灯。
晚上在灯前学习的时候,铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,影响阅读。
在下面的解决方法中,最简单、效果最好的是()
A.把台灯换为吊灯B.把台灯放到正前方
C.把台灯移到左臂外侧D.把台灯移到右臂外侧
小明晚上学习的时候,铺在写字台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,实际上这些刺眼的亮光并非玻璃本身发出的,而是玻璃表面反射台灯发出的光所致.这些光之所以刺眼,是由于人感受到的反射光太强,一般这是由于台灯可能正好在人的正前方,从而有较强的反射光朝人反射.可见如将台灯移至人的侧旁,即可避免出现这种现象.而对于通常以右手写字的人来说,则应将台灯移至其左臂外侧最好(因为如果台灯在右臂外侧时,则在写字时右手的影子会落在人正前方的台面上,影响看书和写字).
C(如小明用左手写字,则本题答案应是D)
2.小明在听讲座时,想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图像用照相机拍摄下来。
由于会场比较暗,他使用了闪光灯。
这样拍出来的照片()
A.反而看不清投影到银幕上的图像,倒是把银幕上的一些污渍拍出来了
B.色彩鲜艳,比不用闪光灯清楚多了
C.色彩被“闪”掉了,拍到的仅有黑色的字和线条
D.与不用闪光灯时效果一样,因为拍摄的是银幕上的像,而不是实际的景物
照相机闪光灯的作用是在由被拍摄物体射向照相机的光(包括该物体自身发的光和由它反射的别的光源照射在它上面的光,一般情况下都是物体本身并不发光而只有由它反射的光)太弱时,则在拍照时以闪光照射该物体,使物体在拍照瞬间受到闪光照射从而有较强的反射光射回照相机,从而生成物体的清晰的像.
投影仪投影彩色幻灯片时,是投影仪将彩色幻灯片成像在银幕上,即投影仪投射到银幕上的不同位置处有不同的彩色的光,这些光在该位置发生漫反射,使幕前观众看到幕上各处的色彩不同而构成一幅与幻灯片相似的彩色画面.此时,若以照相机闪光灯的闪光再投射到银幕上,则银幕对照相机的闪光将同样予以反射.而闪光是白光,它均匀地照射到整个银幕上,这样将会冲淡银幕上原画面的明暗对比,使原图像模糊不清楚.若是闪光的强度比幻灯投影光的强度强很多时,则将会使原图像基本看不出来,整个银幕呈一片白色,而白色中倒会把银幕上的一些污渍显现出来.显然,这种情况下拍摄出来的照片,也就和上述看到的情况一样了.答案:
问题三1.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子,用来增加进入镜筒的光强。
如果小镜子的镜面可以选择,在生物课上使用时,效果最好的是:
( )
A.凹型镜面B.凸型镜面C.平面镜面D.乳白平面
为了增加进入镜筒的光强,应该使尽可能多的光线会聚来.而各种面镜所起的作用中,凹面镜对光线有会聚作用,凸面镜对光线则有发散作用,平面镜对光线既不会聚也不发散.由上可见,应采用的是凹型镜面.
2.用两块平面镜做成如图所示的潜望镜,两平面镜中心的距离为L,现在用此潜望镜观察正前方一物体AB,那么人从潜望镜中看到AB的像距物体AB的水平距离是多少?
(作图并说明)
解:
图形如下图所示。
根据平面镜成像规律,AB与其在M1镜的像A'B'关于M1对称,A'B'对于M2镜为物,它的像A"B"距O2距离为L+h,所以A"B"距AB水平距离为L。
光的折射
问题一1.将筷子竖直插入装水的玻璃杯内,从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是下面哪个图中的情形?
[]
图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图,A处为筷子,ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观祭者P处的一条光线.ON为过B点沿半径方向的直线,即在B处和空气的分界面的法线,上述光线则相当于在B处由水中射入空气中,图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角根据光的折射规律可知,应有r>
i.所以观察者在P处看到的筷子A的像A’的位置不是在A的实际位置,而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些,据此可知.以筷子竖直插入玻璃杯中时,其侧视图应该是图中的D图才与实际情况下相符.
D
2.秋高气爽的夜里,当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定,这主要是因为:
( )
A.星星在运动
B.地球在绕太阳公转
C.地球在自转
D.大气的密度分布不稳定,星光经过大气层后,折射光的方向随大气密度的变化而变化
星星的运动、地球绕太阳的公转和自转,都是在不断进行而没有停息的,若它们是导致我们看到星光闪烁不定的原因,则我们在任何夜晚都应该看到星光闪烁,而事实上我们在不少时候看到星光却并不闪烁,可见上述三者并非使星光闪烁的原因.
造成星光闪烁的真正原因是由于大气中密度分布不均匀的空气的流动,而星光通过这些气层时,折射光的方向会随之发生变化,而使我们感到星光在闪烁变化.
引申拓展
有时,我们透过一个生得很旺的火炉上方去看前方的物体,常会看到前方的物体发生扭曲并不停地晃动,产生这一现象的原因是因为火炉使空气对流,经火炉加热的空气密度小于周围空气密度而向火炉上方流动,当光线穿过这股不稳定的上升气流时,便会不断地变化其折射方向而使我们感到物体在晃动.显然,形成这一现象的原因和“星星闪烁”的原因是同一回事.
问题二:
有一种五角棱镜实际上是一个玻璃棱柱,几个平面都经过精密磨光,是一种常用的光学器件,图a是它的横截面图。
图中
∠A=∠B=∠C=∠D=112.5°
,∠E=90°
。
AB和CD的两个平面外侧镀银。
1.如图a所示,一束光线即垂直射入AE平面,画出它射入棱镜后直至射出的路径,标出在每一个镀银界面上的入射角。
2.如图b所示,一束平行光以450的入射角射向平面镜M如果用一个箭头形小纸片“一”挡光,请在磨砂玻璃R上以箭头标出纸片的影。
设光源、小纸片的方向和磨砂玻璃的位置都不变(图c),用上述五角棱镜代替平面镜,如果也要在磨砂玻璃上得到小纸片的影,应该怎样放置这个棱镜?
在图c中作出五角棱镜位置的示意图并以箭头标出磨砂玻璃上的影。
3.图d是一种单镜头反光相机的示意图,镜头己的焦距f满足关系式,f=<
AB+BC+CD<
2f取景时来自镜头的光经过两个小平面镜M、N的反射后在磨砂玻璃尺上成像(曝光时小镜M向上弹起.处于水平位置,来自镜头的光在胶片上成像)。
试作简图分析,这种取景器的最大缺点是什么,提出解决办法。
1.见图e2.见图f、图g
3.图d所示相机的最大缺点是,取景器中看到的景物是倒立的,分析如下。
相机镜头相当于一个凸透镜,它使远处物体在胶片上所成的像是倒立的。
经过平面镜M,N的反射,这个像成在了取景器的磨砂玻璃上,仍是倒立了,这点可以利用图h说明。
我们分别用单箭头和双箭头代表光束的两侧,可以看到,水平射来的光束的上侧在两镜反射后仍是上侧,所以平面镜M、N的反射并不能改变像的倒正。
如果用一个五角棱镜代替平面镜N,可以解决这个问题(图i)。
从图中可以看到,入射光束的上侧在射出时成了光束的下侧,所以倒立的像能被颠倒过来。
平面镜问题
问题一:
1.一面镜竖直挂在墙上,某人站在镜前1米处,从镜子里只看到自己的上半身。
他要看到
自已的全身,则()
A.应后退到距镜2米远处。
B.应前进到距离O.5米远处。
C.应后退到距离4米远处。
D.无论前进或后退都不能实现
如图,设以线段AB代表站在平面镜前的人,E处为人的眼镜,MN为平面镜,A’B’为人在平面镜中的像.由平面镜成像的规律可知,A’B’与AB是关于MN对称的,依题述人在镜中只能看到自己的上半身,即图中的A'
C’部分,故有
A'
C’=A’B’/2=AB/2
又由题述知MN是沿竖直方向,故应有AB∥MN∥A'
B’,由图中的光路可见有ΔEMN∽ΔEA’C’,且由于物像对称有A’M=MA=ME,即A’E=2ME,故得
A'
C’=2MN
即人在镜中所能见到的自身长度为镜长的2倍,(显然,本题所用的镜长为人的身高的1/4),这一结论与人离平面镜的远近无关,可见在本题情况下,无论人是远离平面镜或者是靠拢平面镜,都只能从镜中看到自己身高的一半而不可能看到全身.
问题二1.检查视力时人与视力表间的距离应为5米。
现在由于屋子太小而使用一个平面镜,视力表到镜子的距离为3米(如图),那么人到镜子的距离应为米。
视力表通过平面镜而成像于镜后,人看到的是平面镜中视力表的像.由平面镜成像的规律知视力表和它在镜中的像是关于平面镜对称的,所以视力表的像在平面镜后3m,由此人应该坐在视力表前2m处,这就相当于他看视力表时,他与视力表间的距离为5m.
2m
2.有些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口,缺口下面有一面镜子,它的作用是[]
A.读数时使眼睛处于正确位置。
B.增加刻度盘的亮度。
C.检验仪表是否水平。
D.便于观察仪表的内部结构。
仪表的正确读数方法应该是正对仪表,使视线与仪表表面垂直位置时才读数,刻度盘下面的镜子,就是起这个作用的,其道理是:
指针在平面镜后有一个由平面镜生成的像,当人由侧向看去时,便可从镜中看到这个像;
当人正对刻度盘面看去时,若指针正好把这个像挡住而使人看不到像,表明此时人的视线正好和表面垂直,这就是读数的正确位置.
问题三1.图是一张在湖边拍摄的照片。
因为湖水平静,岸上景物与湖中倒影在照片上十分相似。
下列几种方法中哪一种不能用来正确区分真实景物与它在湖中的倒影?
[]
A.倒影比真实景物略暗一些。
B.倒影比真实景物的清晰度略差一些。
C.倒影中人物排列的左右位置与拍照时的真实位置正好相反。
D.倒影中人物的身高比真实人物略大一些。
倒影是通过湖面作为平面镜而得到的结果,由平面镜成像的规律知,像和物关于镜面是对称的,像与物的大小是相等的.所以倒影中人物的高度应和真实人物的高度相等而不会大于真实人物的高度,可见题中选项D的说法是错误的.
倒影是物体发出的光经水面反射后再投入人眼或照相机中而得,显然,这样的光比不经反射而由物体发出直接射入人眼或照相机肯定要弱一些.所以在照片上倒影比真实景物会略暗一些,清晰度会略差一些.可见题中选项A、B的说法都是正确的.
由于倒影和实物是关于水面对称的,所以倒影中人物排列的左右顺序与实物中人物排列的左右顺序是相反的.如在图中,在实物(图中上半部)中,山峰在人的左侧(注意图中的人是面向读者的),而在倒影(图中下半部)中,山峰在人的右侧,可见题中选项C的说法也是正确的.
2.小明从平面镜中看到挂钟的像如图所示,这时的时间是_________。
平面镜成像时,像和物是关于平面镜对称的,设想题中所说的挂钟与平面镜的距离逐渐变小,则钟和钟的像之间的距离也逐渐变小,最后两者可接近于互相重合即图所示的图与实际钟面是可以互相重合的,而图是实际的钟的像,所以我们现在看到图,相当于从实际的钟的后面往前看的结果(平时我们看钟都是面对钟面从钟面的前面沿往钟后面的方向看),因此,如果我们从图的后面往前看(即相当于把这一页书翻过来,从图的背面“透视”地看它),就相当于面对实际钟面的正常看法了.
7h50min
问题四1.一般人脸宽(包括两耳)约18厘米,两眼的光心相距约7厘米,两眼光心离头顶和下巴分别为10厘米和13厘米.当平面镜竖直放置时,则至少要用多大的平面镜(矩形),才能看到自己脸的全部?
如图所示,令B、C为人的两眼,A、D为人的两耳,MN为平面镜,A’、D’为人的两耳在镜中的像.由图可见,人的左眼(B)要看到镜中双耳的像,镜宽至少应为图中的EG部分;
人的右眼(C)要看到镜中双耳的像,镜宽至少应为图中的FH部分.显然,利用双眼视觉要看到镜中双耳的像,则至少需要用到图中镜面的FG部分,这就是所需镜的最小宽度,即
FG=EG—EF=1/2A’D’一1/2BC
=1/2(18—7)cm=5.5cm
同样,如图,设A、C为人的头部的最低点和最高点,B处为人的眼睛,A’、C’为A、C两点在平面镜中的像,由图可见,要人眼能从平面镜中看到头部最高点和最低点的像,则平面镜的长度至少应为图中PQ部分的长度,为
PQ=1/2A'
C’=丢×
(10+13)cm=11.5cm
镜宽至少为5.5cm,镜长至少为11.5cm.
2.如图所示,水平桌面上斜放着一个平面镜,桌面上有一个小球向镜面滚去。
要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α应为:
A.30°
;
B.45°
C.60°
D.90°
如图,依题述,当小球在水平面上向右运动时,它的像沿竖直方向下落,设平面镜与水平桌面的交点为0,忽略小球的大小则当球由图中A点运动到。
点时,球的像则由A’点沿竖直方向运动到O点,显然有么AOA’=90°
.又根据平面镜成像的特征有:
像与物应关于平面镜对称,故得图中A'
O与AO应关于平面镜对称,即平面镜应位于么AOA’的平分线上,故得么a=45°
.
B
测凸透镜焦距问题
一、问答题
1.给你一个透镜,怎样用最简单易行的方法判断它是不是凸透镜?
2.说出两种最简便的估测凸透镜焦距的方法。
1.看看这个透镜能否作为放大镜,如能,则为凸透镜;
不能,则不是凸透镜.操作方法是通过此透镜看邻近它的物体(如某一具体物体或者书报上的字等),如看到这些物体被放大了,此镜就是放大镜.如对这些物体无放大作用,则此镜就不是放大镜.
2.估测此凸透镜的焦距,可以有以下一些简单的方法
第一种方法(太阳光聚焦法):
在太阳光下,使此凸透镜正对太阳,在透镜的另一侧正对透镜置一白纸(或一光屏),前后移动透镜,使白纸上得到的光斑最小,测出此时白纸与透镜间的距离,即为此透镜的焦距.
第二种方法(远物成像法):
使透镜正对远处的电灯(或远处的一个明亮的物体),在透镜的另一侧正对透镜置一白纸(或一光屏),前后移动透镜,使白纸上得到远处电灯(或该明亮物体)的清晰的像,测出此时透镜与白纸之间的距离,即约为此透镜的焦距.
第三种方法:
将此透镜作为放大镜使用来观察某一细小物体(也可以是书报上的某一个字),将透镜正对此物体且逐渐远离并同时通过透镜观察此物体的放大的像,直至刚好再也无法看清楚这个像时,测出此时小物体与透镜的距离,这一距离也就约为此透镜的焦距.(作为本题的答案,只需在上述三法中任写两法即可)
上述的第三种解法的来历是利用了凸透镜成像的规律:
即当物体与透镜的距离小于1倍焦距时,成放大虚像.当物体与透镜的距离等于1倍焦距时,不成像.所以当物体与透镜的距离由较小逐渐增大到等于1倍焦距时,其成像情况则是由成愈来愈放大的虚像直至最后不能成像,即看不到像了.
凸透镜成像
问题一1.图中画的是王小刚同学的眼镜,从眼镜判断,他的眼睛[]
A.是远视眼。
B.是近视眼。
C.视力正常,眼镜是太阳镜。
D.一只眼视力基本正常,另一只是近视眼。
近视眼所戴的眼镜是凹透镜,凹透镜使物体能成缩小的像;
远视眼所戴的眼镜是凸透镜,凸透镜可以使放在它近处的物体成放大的像.而普通太阳镜则既不使物体成放大的像,也不使物体成缩小的像.
图中,通过两个眼镜片看到前在的字都被放大了,所以这两块镜片都是凸透镜,可见该同学的眼睛是远视眼.
2.老师利用投影仪把课前写好的透明胶片投射到屏幕上,得到了清晰的像(图)。
当他再把两块条形磁铁放在投影仪上,在磁铁上面铺好玻璃板,用铁粉演示磁感线的分布时、屏幕上磁感线的像却不清晰,这时应该向______移动投影仪的镜头。
图所示的投影仪中,由悬臂支撑伸出在载物台正上方的框架中的小圆圈代表投影仪的镜头,它是一块凸透镜.投影仪的作用就是把载物台上的物体通过镜头而生成放大的实像,成像的光路是穿过镜头的光线由镜头上方的平面镜反射而投到前方的屏幕上,通过调节,使像就刚好生成在屏幕上.对于凸透镜成像来说,载物台上的物体到镜头的距离即为成像的物距,而镜头到反射平面镜再到屏幕的距离则为像距.
由凸透镜成像的规律我们又知道,当物体与透镜的距离在1倍焦距到2倍焦距之间时,生成放大的实像,并且,若物体与透镜的距离越近,则所得的像也就越大,对应的像距也越大.
本题的使用情况是由原来的使透明胶片上的字画成像变成为使演示磁力线的铁粉成像,两者比较,铁粉比透明胶片靠镜头的距离近了一些,如不调节投影仪,则此时通过投影仪所得铁粉的像将比原来胶片上字画的像离镜头更远,这就需要增大投影仪与屏幕间的距离.为了不移动投影仪和屏幕,了可调节需成像的物体(此处即为铁粉)与镜头之间的距离,使之等于原来成像物体(即透明胶片上的字画)与镜头之间的距离,这样,新情况下成像的像距就和原来情况下的像距相等,因而就可以不移动投影仪和屏幕而在屏幕上得到清晰的像.
由上所述,显然只需适当向上移动投影仪的镜头即可.
上
1.一种手电筒上所有的聚光小电珠如图所示,其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜,灯丝(可看作一个点光源)发出的光通过它出射时,出射光束(图中实线所示)比无此透镜时的光束(图中虚线所示)要窄,即它可减小光束的发散,有聚光功能。
在这种小电珠中,灯丝应位于[]
A.凸透镜的焦点以内。
B.凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间。
C.凸透镜的焦点处。
D.凸透镜的两倍焦距处。
把发光的灯丝视为一点光源,由凸透镜成像的规律可以得出灯丝发出的光通过凸透镜后所成光束的形状.
当灯丝S位于凸透镜焦点以外(即它与透镜的距离大于1倍焦距)时,S通过透镜会成一个实像S’,如图所示,由图可见,此时透过透镜形成的光束是先会聚成一点后再发散;
当灯丝S位于凸透镜的焦点上(即它与透镜的距离等于l倍焦距)时,s发出的光通过透镜后成为一平行光束,如图所示;
当灯丝S位于凸透镜的焦点以内(即它与透镜的距离小于1倍焦距)时,S通过透镜生成一虚像S’,S’与S居于透镜的同侧且S’离透镜较远,而在透镜的另一侧看起来,则光线好像是从S’点发出的一样,如图所示,此时射出的光束比无此透镜时的光束(图中透镜左侧由S射出的光束)要窄一些.
由上分析知,形成图所示的光束,小电珠的灯丝应位于凸透镜的焦点以内.
2.测绘人员绘制地图时常常需要从飞机上拍摄地面的照片。
若使用的相机镜头焦距为50毫米,则底片与镜头距离应该在[]
A.100毫米以外。
C.恰为50毫米。
B.50毫米以内。
D.略大于50毫米。
照相机成像时是物体通过镜头(相当于一个凸透镜)成实像在底片上,底片与镜头的距离就是成像时的像距.在飞机上拍摄地面的照片时,物距比照相机镜头的焦距大很多,则由凸透镜成像的规律知此时所成实像的像距略大于焦距.
D.
问题三1.做透镜成像的实验时,烛焰的像成在屏的下边缘处。
如果不改变烛焰及屏的位置,而打算移动
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