题文

在“探究凸透镜成像规律”的实验中：小刚同学选择焦距为10cm的凸透镜用如图所示装置进行实验． （1）他先将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整到同一高度．然后点燃蜡烛，将蜡烛由远到近逐渐向透镜移动．当测得蜡烛与凸透镜的距离为25cm时，移动光屏，可在光屏上看到烛焰清晰、完整的像，则该像是倒立、______的实像． （2）通过实验他发现：当蜡烛在______范围内移动时，无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，若从光屏位置通过透镜向物体方向看去，可观察到正立______的像． （3）北京举办的第29届奥运会各场馆安检全面采用人脸识别系统（如图所示）．识别系统的摄像机可自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片，传递给计算机对其面部特征进行快速核对识别．其摄像机的镜头相当于凸透镜，根据小刚实验得到的凸透镜成像规律可知：摄像机的镜头的焦距应小于______cm．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）凸透镜的焦距是10cm，蜡烛与凸透镜的距离为25cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像． （2）凸透镜成像时，蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内，光屏上接不到像，是虚像，透过凸透镜在蜡烛的同侧看到正立、放大的虚像． （3）u＞2f，成倒立、缩小的实像，物像在凸透镜的异侧，应用于摄像机． 人离摄像机的距离是1m，所以u=1m，1m＞2f，所以f＜0.5m，所以f＜50cm． 故答案为：（1）缩小；（2）1倍焦距之内；放大；（3）50．

据专家权威分析，试题“在“探究凸透镜成像规律”的实验中：小刚同学选择焦距为10cm的凸透镜..”主要考查你对  凸透镜对光的作用，平面镜成像的特点和原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

凸透镜对光的作用平面镜成像的特点和原因

考点名称：凸透镜对光的作用

• 会聚作用：
  1. 让一束跟主光轴平行的光射向凸透镜，观察到折射光线为会聚光束(如图甲所示)，即凸透镜对光有会聚作用。
  
  
  2. 会聚作用是指凸透镜对光线的作用。通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言，是会聚了一些或发散程度减小了一些，如图甲。凸透镜不仅对平行光束有会聚作用，对发散光束也有会聚作用。“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束。
  

• 三条特殊的光线：
  ①平行主光轴的光线经透镜折射后通过焦点
  ②过光心的光线经透镜折射后方向不变
  ③过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴
  
  凸透镜对光线的作用：
  凸透镜对光线的作用可用棱镜对光线的偏折作用说明：如图
  

•  

• 光束：
  1．平行光束
  平行光束是指截面积不发生变化的光束。平行光束由平行光线组成，由于太阳离我们非常远，所以太阳光发出的射到地球的光束我们认为是平行光束(如图所示)：
  
  
  2. 会聚光束
  会聚光束是指光束的截面积不断减小的光束。会聚光束由会聚光线组成(如图所示)。
  
  
  3．发散光束
  发散光束是指光束的截面积不断扩大的光束。发散光束由发散光线组成。由一个点光源产生的一束光就是发散光束(如图所示)。
  

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。