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初中二年级物理

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    阅读下面材料,然后回答问题: 反射面是球面一部分的镜子叫球面镜,用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜,简称凹镜.我们都知道,用平行光对着平面镜照射,则反射光线也是平行光,也就是说,平面镜对光线既不起会聚作用也不起发散作用,那么凹镜对光线会有什么作用呢? 小明首先进行了大胆的猜想,先找到所有可能的情况:即会聚、发散、既不会聚也不发散.只有这三种情况,但究竟哪一种情况是正确的呢?小明做了以下实验: 他将10只激光手电筒捆绑在一起,形成一束平行光,然后对着凹镜照射,发现了如图所示的现象. 请你根据上述短文回答以下问题:
    (1)通过实验小明可得出什么结论?
    (2)你认为凹镜在日常生活、生产中可以有哪些应用?请说出两个.
    (3)通过刚才小明和你对凹镜的学习,想一想这个学习过程是经过了大致怎样的程序步骤?请你写出来.

    本题信息:2010年同步题物理实验题难度较难 来源:王晓辉(初中物理)
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本试题 “阅读下面材料,然后回答问题: 反射面是球面一部分的镜子叫球面镜,用球面的内表面作反射面的镜子叫凹面镜,简称凹镜.我们都知道,用平行光对着平面镜照射,...” 主要考查您对

球面镜(凸面镜、凹面镜)

控制变量法和科学探究的过程

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 球面镜(凸面镜、凹面镜)
  • 控制变量法和科学探究的过程

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 不是
是否能用光屏接收到 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。

控制变量法:
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验:
探究影响蒸发快慢的因素;
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素;
探究影响压力的作用效果的因素;
探究影响液体压强大小的因素;
探究影响浮力大小的因素;
探究影响动能大小的因素;
探究影响重力势能大小的因素;
验证欧姆定律

科学探究过程:
科学探究过程的一些环节:提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。
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