内容正文:
培优专题1 光学成像规律及应用
类型1 针孔成像
早在战国时期,我国古代著名教育家、思想家墨翟就在研究小孔成像的现象。如图所示,他用蜡烛作为光源,在木板上钻一个小孔,发现光透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是 ( )
例1题图
A.蜡烛在墙上形成的像是正立的
B.木板上的小孔必须是圆形的
C.物体离小孔越远,墙壁上的像越大
D.该现象与“针孔照相机”的成像原理相同
针对训练1 小科在学习了小孔成像的原理后,制作了“针孔照相机”,如图,看到清晰的像后,若把小孔变小一些,观察到的像将 ( )
针对训练1题图
A.变小 B.变大
C.变暗 D.变亮
类型2 平面镜成像特点及其应用
(2025温州二中开学)某同学选取了3只相同的蜡烛,其中只有A蜡烛被点燃。用玻璃板作为平面镜,使A烛焰的像落在B蜡烛上,就能观察到“B蜡烛被点燃”(如图甲)。俯视图如图乙所示。若现在要观察到“C蜡烛被点燃”,则需要将玻璃板的位置调整为选项图中的 ( )
甲 乙
例2题图
A B C D
平面镜成像特点的应用——移动问题
①物体移动
物体向上且远离平面镜时,像向上且远离平面镜
物体顺时针转,像逆时针转
②镜面移动
镜面右移1 m,像右移2 m
镜面上移1 m,像不动
针对训练2 (2025温州鹿城区二模)汽车“平视显示系统”是将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野前方,减少低头次数,提升行车安全。如图所示,司机通过挡风玻璃看到的“像”是 ( )
针对训练2题图
A B C D
类型3 凸透镜成像规律及其应用
在用凸透镜观察物体的活动中,甲、乙、丙、丁是透过凸透镜可能看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离,关于凸透镜与插图之间的距离,下列判断正确的是 ( )
例3题图
甲 乙 丙 丁
A.图丙最大,图丁最小 B.图甲最小,图丙最大
C.图乙最小,图丙最大 D.图丙最小,图甲最大
凸透镜成像光路图
针对训练3 为了探究凸透镜成像的规律,小明用两根高度不同的蜡烛、焦距为10厘米的凸透镜和光屏等器材按如图进行实验,则小明在光屏上观察到烛焰成像的情况是 ( )
针对训练3题图
A B
C D
1.张强同学在硬纸板上穿一个小洞,通过小洞向外看,当他的眼睛向小洞逐渐靠近时,看到外面的景物范围将 ( )
A.变小 B.不变
C.变大 D.先变大后变小
2.如图,在探究“平面镜成像规律”时,蜡烛乙已经与蜡烛甲在玻璃板中所成的像重合。此时,若将蜡烛甲远离玻璃板,观察到的现象是 ( )
第2题图
A B C D
3.(2025嘉兴二模)汽车电子外后视镜工作原理是通过高清摄像头(焦距可调)捕捉车辆周围环境的实时画面,经过图像处理后,将画面显示在车内的显示屏上,以取代传统的外后视镜。下列说法错误的是 ( )
第3题图
A.摄像头利用光的折射成像
B.物体通过摄像头成正立、缩小的实像
C.可以通过改变摄像头焦距,改变观察范围
D.后车超车时,显示屏上后车的像逐渐变大
4.生产芯片时有一道工艺要用到光刻机,其工作原理如图所示,缩图透镜(凸透镜)把掩膜上的电路图按比例缩小4~10倍,再被激光映射到硅片(相当于光屏)上,成倒立、缩小的实像。请回答:
第4题图
(1)若要使硅片上成的像更大、更清晰,需将掩膜向 移动。
(2)若将掩膜向上移动1厘米,则硅片向上移动的距离应 1厘米(选填“大于”“小于”或“等于”),才仍能成清晰的像。
5.现在许多手机都利用广角(焦距短)+长焦镜头(焦距长)组合来实现光学变焦。想要拍摄广角照片,可以使用 左 (选填“左”或“右”)摄像头取景,此时如果不改变手机与景物之间的距离,想要拍摄长焦照片,除要切换摄像头外,还需要 增大 (选填“增大”或“减小”)镜头与感光板之间的距离。
第5题图
参考答案
专题突破
例1 D
针对训练1 C
例2 C
针对训练2 A
例3 C
针对训练3 B 【解析】凸透镜的焦距为10 cm,根据图示可知,短蜡烛的物距为20 cm,成倒立、等大的实像;长蜡烛的物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像;由于长蜡烛的烛焰在短蜡烛的烛焰的上方,所以长蜡烛烛焰的像在短蜡烛烛焰的像的下方;此时的像距为20 cm,所以短蜡烛烛焰的像是清晰的,长蜡烛烛焰的像是不清晰的,根据选项可知,B正确。
跟踪训练
1.C 2.A
3.B 【解析】摄像头相当于凸透镜,其成像原理属于光的折射,物体到摄像头的距离u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像,A正确,不符合题意,B错误,符合题意;根据题意知道,汽车电子外后视镜工作原理是通过高清摄像头(焦距可调)捕捉车辆周围环境的实时画面,即通过改变摄像头焦距,改变观察范围,C正确,不符合题意;后车超车时,物距变小,像距变大,司机通过显示屏看到后车的像逐渐变大,D正确,不符合题意。
4.(1)下 (2)小于
【解析】(1)要使硅片上的像变大,需将掩膜向下移动,减小物距,增大像距。(2)根据题意可知,成倒立、缩小的实像,物距大于2倍焦距,像距在1倍焦距与2倍焦距之间,物体的移动速度大于像移动的速度,若将掩膜向上移动1厘米,硅片向上移动的距离应小于1厘米,才仍能成清晰的像。
5.左 增大
【解析】由图可知,左摄像头拍摄的角度较大,即拍摄范围较大,为广角镜头;右摄像头拍摄的角度小,为长焦镜头;所以,当想要拍摄广角照片时,需要使用拍摄范围大的广角镜头,即使用左摄像头。如果不改变手机与景物的距离,想要拍长焦的照片,需要切换长焦镜头。由于凸透镜的焦距变大,相当于减小了物距,所以要增大像距,则需要增大镜头与感光板之间的距离,像距变大,像会变大。
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