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现有如下光学元件：①平面镜；②凸面镜；③凹面镜；④凸透镜；⑤凹透镜。在下列光学仪器或用具中用到哪种光学元件？（填名称）(1)自制潜望镜_______，(2)汽车观后镜________，(3)太阳-八年级物理
[db:作者]  2019-12-25 00:00:00  互联网

题文

现有如下光学元件：①平面镜；②凸面镜；③凹面镜；④凸透镜；⑤凹透镜。 在下列光学仪器或用具中用到哪种光学元件？（填名称）
(1)自制潜望镜_______，
(2)汽车观后镜________，
(3)太阳灶________；
(4)近视眼镜______，
(5)老花眼镜_______，
(6)耳科医生用的额镜_______。
题型：填空题  难度：中档

答案

(1)平面镜
(2)凸面镜
(3)凹面镜
(4)凹透镜
(5)凸透镜
(6)凹面镜

据专家权威分析，试题“现有如下光学元件：①平面镜；②凸面镜；③凹面镜；④凸透镜；⑤凹透镜..”主要考查你对  生活中的其他透镜（照相机，放大镜，投影仪等），平面镜成像的特点和原因，球面镜（凸面镜、凹面镜），近视眼及其矫正，远视眼及其矫正  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

生活中的其他透镜（照相机，放大镜，投影仪等）平面镜成像的特点和原因球面镜（凸面镜、凹面镜）近视眼及其矫正远视眼及其矫正

考点名称：生活中的其他透镜（照相机，放大镜，投影仪等）

  • 照相机
    照相机是利用“凸透镜能成倒立、缩小的实像”这个原理制成的(如图所示)。照相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光经镜头后会聚在胶卷上，形成被照物体的像。胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。照相时，物体离照相机镜头比较远，像是缩小、倒立的。


    幻灯机
    幻灯机是利用“凸透镜能成倒立、放大的实像”这个原理制成的(如图所示)。镜头相当于一个凸透镜，幻灯片相当于“探究凸透镜成像规律”实验中的蜡烛(物体)，屏幕相当于光屏。

    幻灯机构造：镜头、画片框、聚光镜、光源和反光镜、机箱等。
    说明：反光镜用凹面镜，聚光镜为一组凸透镜，光源发出光经反光镜和聚光镜作用后集中射向幻灯片。把幻灯片放在比镜头的焦距稍大的位置，存强光的照射下，就能在屏幕上成放大的像。

    投影仪
    投影仪是利用“凸透镜能成倒立、放大的实像”这个原理制成的(如图所示)。镜头相当于一个凸透镜，投影片相当于“探究凸透镜成像规律”实验中的蜡烛(物体)，屏幕相当于光屏。

    投影仪构造：结构与幻灯机相似，主要区别是投影仪用两块大的塑料螺纹透镜作聚光器，同时用一块平面镜把像反射到屏幕上
    说明：投影仪能放映大画面的幻灯片，也可以投射直接书写在透明胶片上的文字，使用方便。

    放大镜
    放大镜实际上就是一个短焦距的凸透镜(如图所示)。当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于焦距时，对着凸透镜观察，就可以看到物体成正立、放大的虚像。像和物位于凸透镜的同侧。当物体越靠近凸透镜的焦点时，所成的虚像越大。它可以将小的、眼睛不易辨清的物体“放大”，以便人们能看得更清楚。放大镜放大的倍数一般只有几倍，最多不过20倍，要想进一步提高放大倍数，就要用显微镜。

  • 照相机的使用和调节方法
    照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏，选定被拍摄的景物后，调节镜头到胶片的距离，可得到倒立、缩小的实像。

    例1用一架焦距不变的照相机，给一个人照了一张全身像，若要再给这个人照一张半身像，应该(  )
    A．使照相机的镜头离人远些，并减小镜头到底片的距离
    B．使照相机的镜头离人远些，并增大镜头到底片的距离
    C．使照相机的镜头离人近些，并增大镜头到底片的距离
    D．使照相机的镜头离人近些，并减小镜头到底片的距离 _
    解析：底片大小不变，从全身像到半身像，实际上是人的像变大了，根据照相机的调节方法，要想使底片上的像变大，人离镜头要近一些，像离镜头要远一些。因此照相机镜头应离人近一些，同时镜头往前伸，使暗箱长一些．
    答案：C

    投影仪的使用和调节方法
    1.  投影仪的镜头相当于凸透镜。投影片(物体)放置于镜头的2倍焦距以内1倍焦距以外的某位置，投影片上的画面通过镜头在屏幕上成倒立、放大的实像。

    2．若要使屏幕上的画面(像)大一些，可以把投影仪到屏幕上的距离增大一些，同时将投影片到镜头的距离减小一些(下降镜头高度)直到屏幕上得到清晰的像为止。
    例2在练习调节投影仪(如图所示)的实践活动中，小明通过调节，使屏幕上出现了清晰画面。这时，教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些，为此，小明的操作应当是：适当____(填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜适当向_____(填“上”或 “下”)移动。

    解析：投影仪的镜头足凸透镜，放映时成倒立放大实像，物体离透镜越近，所成的实像越大越远，所以要增大投影仪到屏幕的距离相当于增大像距，将透镜下移，相当于减小物距。
    答案：增大 下

  • 照相机的构造及各部分作用
    1．照相机的主要构造：镜头、调焦环、光圈环、快门、暗箱、胶片。如图所示。
          作用：照相机调物距是通过调整照相机与物体的距离来实现的，调胶片与镜头的距离则是通过调镜头的位置来实现的，调整时旋转镜头的调焦环，拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远的景物时，镜头往后缩，离胶片近一些，调焦环上刻有数字，表示拍摄的景物到镜头的距离，适当调整调焦环能使景物在胶片上产生清晰的像。

    2．光圈和快门的作用：光圈控制进入镜头的光的多少，快门控制曝光时间，光圈和快门上的数字表示出光圈可以开大或缩小的光圈数和曝光时间，选择合适的光圈和快门可以拍出亮度适当的照片。
    补充：
    (1)“傻瓜相机”简介：这种相机能自动测量景物到相机的距离，进行自动调焦，高度自动化，即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片。
    (2)数码相机，又名数字式相机，简称DC，是一种利用电子传感器把影像转换成电子数据的照相机。

考点名称：平面镜成像的特点和原因

  • 平面镜成像的特点：
    ①像和物体大小相等
    ②像和物体到镜面的距离相等
    ③像和物体的连线跟镜面垂直
    ④物体在平面镜中所成的像是虚像
    以上可以缩句为：“物像等大、连线垂直、等距虚像”。

    平面镜成像的原理：
       平面镜所成的像是物体发出(或反射)的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的，如图所示。点光源s在镜后的像s’并不是实际光线会聚形成的，而是由反射光线的反向延长线相交形成的，所以s’叫做s的虚像。如果把光屏放在s’处，是接收不到这个像的，所以虚像只能用眼睛看到，而不能成在屏上

    解释：
          照镜子就是这样的原理。可以说，只要利用到平面镜，就一定是反射。 平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的，所以平面镜中的像是虚像。虚像与物体等大，距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。　根据平面镜成像的特点，像和物的大小，总是相等的。无论物体与平面镜的距离如何变化，它在平面镜中所成的像的大小始终不变，与物体的大小总一样。但由于人在观察物体时都有“近大远小”的感觉，当人走向平面镜时，视觉确实觉得像在“变大”，这是由于人眼观察到的物体的大小，不仅仅与物体的真实大小关于，而且还与“视角”密切相关。从人眼向被观察物体的两端各引一条直线，这两条直线的夹角即为“视角”，如果视角大，人就会认为物体大，视角小，人就会认为物体小。当人向平面镜走近时，像与人的距离小了，人观察物体的视角也就增大了，因此所看到的像也就感觉变大了，但实际上像与人的大小始终是相等的，这就是人眼看物体“近大远小”的原因。这正如您看到前方远处向您走来一个人一样，一开始看到是一个小黑影，慢慢变得越来越大，走到您面前时更大，其实那一个小黑影和走到您面前的人是一样大的，只是因为视觉的关系，平面镜成像的像和物关于镜面对称，因此人逐渐靠近镜面。像也一定逐渐靠近镜面，人的感觉是“近大远小”，这是一种视觉效果。

  • 小孔成像及平面镜成像的区别

  • 探究平面镜成像的科学方法：
         在做平面镜成像的实验中，用玻璃板代替平面镜是因为平面镜成的像是虚像，无法用光屏承接，我们用未点燃的蜡烛去代替像的原因是因为像是虚像，我们没有办法确定它在哪里，用蜡烛与像重合，也就确定了像的大小及位置，我们这样确定像凭的是视觉效果相同，这种方法叫等效替代或等效代换。

    有关成像规律的计算
         根据平面镜的成像特点可知：像和物关于平面镜是对称的，由于物体到镜面的距离和像到镜面的距离相等，则物体到镜面的距离变化了多少，像到镜面的距离也变化多少。若变化的时间相等，则物体移动的速度和像移动的速度相等，像相对于物体的速度是物体速度的2倍。
       例一个人站在镜子前2．5m的地方，则人和像的距离为__m，人向前1m，则人和像之间的距离缩短了__m，此人在镜子中的像的大小将__ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
    解析  根据平面镜成像的特点，人和像的距离应为2．5×2=5m。人向前1m，像也向前1m，故两者距离缩短2m。像的大小始终与人等大。
    答案 5  2 不变

    用对称法解决平面镜成像的作图
        对称思想作为一种科学研究思想，应用于平面镜解题时，可启发直觉思维，使许多问题不必进行全面周全的论述，借助于对称性即可直接做出判断。
       平面镜的成像特点是：像和物的大小相等；它们到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直。像和物关于平面镜是对称的，这种对称性广泛地应用在了平面镜作图上。如图所示，是关于平面镜成像的几个变式。不管物体如何复杂，平面镜位置如何变化，还是考查角度如何变化，但有一条始终不变，那就是像和物的“对称性”。

    例1：请在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A’B’。

    解析：根据平面镜成像特点：像与物大小相等，连线与平面镜垂直，关于平面镜对称，成的像是虚像。分别作A、B相对平面镜的对称点A’、B’，再用虚线连接 A’B’。
    答案：如图所示

    例2：如图所示，物体位于平面镜前方A点，眼睛位于平面镜前方C点。请作出物体发出的光线经平面镜反射后进入眼睛的光路图。

    解析：(1)过A点作MN的垂线AE，延长AE至 A'，使A'E=AE，A’为物A的像。
    (2)连接A'C与MN交于0点，0点为入射点(DC 是反射光线)。
    (3)连接AO，并在AO、OC上画出箭头表示光的传播方向，AO就是入射光线，OC是经平面镜反射通过眼睛的光线。
    答案：如图所示


    巧解平面镜的时钟问题
    (1)逆向读法
      根据平面镜成像规律和成像性质，镜中“钟面”与实际钟面总是相对于平面镜对称。即实际时钟(如图甲所示)的指针按顺时针方向走动时，镜中“钟面”内表示钟点的数字是按上“12”、下“6”、左“3”和右“9”排列。如图乙所示的实际时刻为7：30。

    （2）还原法
    由平面镜成像的性质，镜叶1“钟面”与实际钟面左右对称。因此，镜中“钟面”的“背面”与实际钟面相对应．即还原出一个实际的钟面。这样，对印刷在书籍或试卷上的镜中“钟面”，只要从其背面对着光亮处透视 “钟面”并直接从中读取钟点数，即为实际钟点数?如图乙所示镜中“钟面”读得实际点数为7：30.
    （3）对称作图法根据平面镜成像性质——像与物左右对称。．镜中 “钟面”内的“指针”位置与实际钟面内的指针位置对称。因此，求解这类“镜中时钟”问题，只要由镜中“钟面”作出以上“12”下“6”为对称轴的指针位置图形，再对作出的图形按实际钟面读出钟点数。图所示虚线为实线所示镜中“指针”的左右对称图形，读得实际钟点数为9：40。

    等效替代法探究平面镜的成像特点
       等效替代法就是在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法。主要有：物理模型的等效替代，物理过程的等效替代，作用效果的等效替代以及物理图形的等效替代等形式例小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直放存水平台上，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：

    (1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是______________。
    (2)刻度K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)移走后面的蜡烛B，并在其所存位置上放一光屏，则光屏上____接收到蜡烛烛焰的像(选填 “能”或“不能”)。所以平面镜所成的像是____ (选填“实”或“虚”)像。
    (5)小红将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，它的像的大小(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
    (6)在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃看到了同一个蜡烛的两个像，产生这种现象的原因是_____。
    解析：研究平面镜成像特点时，要研究像的大小、倒正及到平面镜的距离关系等，采用玻璃板的目的是利用了玻璃板能透光，在物A侧能观察到另一侧的情况，这样当A的像与另一侧B重合时，说明B所在位置就是A的像的位置，观察像与物的大小关系，并用刻度尺测出A、B分别到平面镜的距离，就可判断两距离大小和像的大小。当取走B，放上光屏时，在光屏上得不到像，而只能用眼睛存物一侧观察玻璃板才能看到，所以说平面镜所成的像是一个正立、等大的虚像，当物体逐渐远离平面镜时，像的大小不变。
    答案：(1)能准确找到像的位置 (2)到平面镜的距离 (3)大小 (4)不能  虚 (5)不变 (6)玻璃的两个表面同时发生反射，各成一个像

    同一物体靠近或远离平面镜时，像的大小变化问题
      物体在平面镜中成的是正立的虚像，像与物体大小相等，即像的大小与物体的大小有关，与物体距平面镜的远近、平面镜的大小等因素无关。
    例：某同学从远处走向一面穿衣镜，他住镜中像的大小及像和人之问的距离的变化情况正确的是 (  )
    A．像大小不变，像和人之问的距离变小
    B．像变大，像和人之间的距离变大
    C．像变大，像和人之间的距离变小
    D．像大小不变，像和人之间的距离不变
    解析：像的大小与物体到平面镜的距离无关，我们平常说的所谓远小近大，只是人的视觉造成的错觉。根据平面镜成像特点可以知道，像和物大小相等，像和物到镜面的距离相等。因为该同学的大小没有变化，所以像大小小变；而该同学到平面镜的距离在变小，所以像到平面镜的距离也在变小，从而像和人之间的距离在变小。
    答案：A

考点名称：球面镜（凸面镜、凹面镜）

  • 凸面镜定义：
    用球面的外侧作反射面的球面镜叫做凸面镜。

    凹面镜定义：
    凹面的抛物面镜，平行光照于其上时，通过其反射而聚在镜面前的焦点上，反射面为凹面，焦点在镜前，当光源在焦点上，所发出的光反射后形成平行光束，也叫凹镜，会聚镜。

  • 凸面镜：
    1. 原理：
        平行光线投射到凸面镜上，反射的光线将成为散开光线，如果顺着反射光线的相反方向延伸到凸面镜镜面的后面，可会聚并相交于一点，这一点就是凸面镜的主焦点（F），属虚性焦点   
         从物体的某一点（A）作一与主轴平行的直线为入射光线，入射光线到达球面镜镜面时，发生反射，反射后的方向相反的直线为反射光线，此反射光线必然通过主焦点（F）。
         从物体的同一点（A）通过镜面的曲率中心（C）的连线为副轴，此副轴与上述通过主焦点的反射光线发生相交的点（A′），即为该物体成像之处。

    顶点 镜面的中心点O称为镜的顶点。
    中心 球面的球心C称为镜面中心。
    主轴 连结顶点O与镜面中心的点划线。
    焦点 跟主轴平行的近轴光线射到球面上，反射光线会聚于主轴上一点，这一点称为焦点，用字母F表示。
    焦距 焦点到顶点的距离叫焦距，用字母f表示。
    作用 凸面镜具有发散作用。

    2. 应用：
        凸面镜应用较为广泛，可用于转弯镜、广角镜等，最为常见的就是倒车镜与哈哈镜，利用了对光发散的原理，可以扩大视野，从而更好地注意到后方车辆的情况。（汤匙的背面就相当于一个凸面镜，而正面凹下去的地方就相当于一个凹面镜）

    凹面镜：
    1. 成像原理：凹面镜的原理是反射成像。

    2. 成像规律：
          当物距小于焦距时成正立、放大的虚像，物体离镜面越远，像越大。当物距大于1倍焦距小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像，当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，物体离镜面越远，像越小。成的实像与物体在同侧，成的虚像与物体在异侧。
          凹镜不仅可以使平行光线汇聚于焦点，还能使焦点发出的光线反射成平行光。

    3. 焦距：
    物体位于凹球面镜球心外时，成倒立缩小的实像，像位于焦点与球心之间；
    物体位于焦点与球心之间时，成倒立放大的实像，像位于球心外侧；物体位于焦点以内时，成正立放大的虚像，像在镜面的另一侧。
    U=f时不成像。 焦距在镜面前圆心后，但不在R/2处。
    但如果入射光线是近轴光线，则可近似认为焦距在R/2处。

    4. 光学特点：
    （1）凹面镜上的反射现象都遵从光的反射定律。
    （2）平行于主轴的光线经凹面镜反射后，反射光线会聚于焦点处。凹面镜的焦点是实际光线的会聚点，因此是实焦点。
    （3）凹面镜对光线起会聚作用，因此焦距越小，会聚本领越大。
    （4）四条特殊光线：平行于主轴的光线经凹面镜反射后，会聚于焦点；过焦点的入射光线经反射后平行于主轴；过球面中心的入射光线沿原路反回；从顶点入射的光线与其反射光线关于主轴对称。

    5. 应用：
    （1）利用凹面镜对光线的会聚作用：太阳灶、台灯、电视卫星天线、雷达。
    （2）利用过焦点的光线经反射后成为平行于主轴的平行光:探照灯、手电筒以及各种机动车的前灯。 还有太阳能焊接机，医用头灯，反射式望远镜等。

  • 三种面镜的比较：
    平面镜 凸面镜 凹面镜
    反射面 平面 凸面 凹面
    示意图
    对平行光的反射特点 （1）既不会聚也不发散

    （2）光路可逆
    （3）遵守光的反射定律    		 （1）有发散作用

    （2）F是虚焦点
    （3）光路可逆
    （4）遵守光的反射定律    		 （1）有会聚作用

    （2）F是实焦点
    （3）光路可逆
    （4）遵守光的反射定律
    成像 正立，等大虚像 正立，缩小虚像 正立，缩小的虚像
    应用 梳妆打扮用的镜子 汽车观后镜 太阳灶等

  • 实像、虚像及其异同：
    1．实像物体上某点发出的光，经过面镜反射或透镜折射后的实际光线，如果是会聚的，其会聚点就是该点的实像点。镜前物体可以看成是由许多点组成的，对应于物体上每一个物点都有一个像点，这些像点就组成r 物体的实像。简单地说，实像是由实际光线会聚彤成的像。实像既可以用肉眼看到，义能被光屏接到。

    2．虚像物体上某点发出的光，经过面镜反射或透镜折射后的实际光线，如果是发散的，则它们不可能会聚，这时它们的反向延长线的交点，就是虚像点。对应于物体上每一个物点都有一个虚像点，这些虚像点就组成了物体的虚像。简单地说，虚像是由实际光线的反向延长线会聚形成的像。虚像只能用肉眼看到，不能用光屏接到。

    3. 实像与虚像的异同
    实像 虚像
    不同点 是否由实际光线会聚而成 是 不是
    是否能用光屏接收到 能 不能
    正立还是倒立 倒立 正立
    相同点 都能用肉眼看到，都可以是放大，缩小或等大的

  • 影子和倒影：
        影子和倒影影子(如图甲)是南于光在均匀介质中沿直线传播形成的，由于光线被不透明物体所遮挡，在不透明物体的后面形成一个光线达不到的区域，这就是所说的影子；倒影(如图乙)是平面镜成的虚像，水面相当于平面镜，岸边的景物在水中成虚像，这就是所说的倒影。

考点名称：近视眼及其矫正

  • 近视眼：
    特点 近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体
    形成原因 晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，使来自远处某点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑
    矫正 配戴凹透镜，利用凹透镜对光的发散作用
    近点 比正常眼近
    远点 有限远处

  • 近视眼的识别及其矫正：
        看远处的物体很吃力，只有把物体拿到离眼睛较近处才能看清楚，这种眼睛叫“近视眼”。其特点是“怕远不怕近”。
        近视跟的远点为有限距离，近点也比正常眼近。因此，患近视眼的人习惯紧贴在书上看字。由于眼球在前后方向上太长，视网膜距品状体过远，或者晶状体比正常眼凸一些，变得太厚，折射光的能力太强，从无限远处射来的平行光线不能会聚在视网膜上，而会聚点成在视网膜前(如图乙)。矫正近视眼，可配戴用凹透镜制成的近视眼镜(如图丙)，使入射的平行光线经凹透镜发散后再射入眼睛，会聚点就能移到视网膜上。

考点名称：远视眼及其矫正

  • 远视眼：
    特点 远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体
    形成原因 晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，使来自近处一点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，在视网膜上形成一个模糊的光斑
    矫正 配戴凸透镜，利用凸透镜对光的会聚作用
    近点 比正常眼远
    远点 无限远处

  • 远视眼的识别及其矫正：
         看近处的物体很吃力，只有把物体拿到离眼睛较远处才能看清楚，这种眼睛叫“远视眼”，老花眼就是远视跟，其特点是“怕近不怕远”。
         远视眼的近点变远。由于眼球在前后方向上过短，视网膜距晶状体过近，或者晶状体比正常眼扁些，品状体太薄，折光能力太弱，平行光的会聚点在视网膜后(如图乙)，因此，来自近处一点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，在观网膜上形成一个模糊的光斑。矫正远视眼，可配戴用凸透镜制成的远视眼镜(如图丙)，使入射的平行光经凸透镜会聚后再射入眼睛，会聚点就能移到视网膜上。
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