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2023年初中物理知識點:常見幾種測量焦距的方法及例題分析

來源:網絡資源 2023-03-21 19:19:39

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常見幾種測量焦距的方法及例題分析

1.根據焦點、焦距定義,利用太陽光測焦距

例1、如圖所示是探究“凸透鏡成像規律”的實驗裝置:

讓凸透鏡正對著太陽,得到圖甲所示的光路圖,可知凸透鏡對光線有作用,其焦距為cm。

解析 因為凸透鏡對光線有會聚作用,所以,將凸透鏡正對著太陽光,在背后放一張白紙(光屏),調整光屏的位置,直到白紙上會出現一個最亮、最小的光斑,測出凸透鏡到白紙上光斑的距離,即為焦距。利用刻度尺測量長度時,為了讓結果更精確,需要估讀。

答案 會聚 11.0

2.根據成像特點,利用較遠處物體成像,粗略得出焦距

例2、如果不利用太陽,利用遠處的物體成像,也可以粗略得出焦距。當u»10f時,物體所成像的位置近似在焦點處,像距近似等于焦距

3.根據成像規律u=2f時成倒立等大實像,利用光具座測量

例3、某同學用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規律”的實驗,裝置如圖所示.

實驗過程中,當燭焰距凸透鏡20cm時,移動光屏至某一位置,能在光屏上得到一個等大清晰的像,則該凸透鏡的焦距是cm.

解析根據成像規律,實驗中既然觀察到光屏上出現等大清晰的像,可以得出u=2f,由題可知u=20cm,所以f=10cm.提示:為了更準確地判斷出等大清晰的像,實驗中光源應用規則排列的發光二極管,光屏用同樣的規則排列的方格。

答案 10cm

4.根據光路可逆,利用光具座測量焦距

例4、如圖實驗中,如果左右移動光屏,發現光屏上總是有一個圓形光斑,并且光斑的大小不變,則可以得出結論。

解析 左右移動光屏時,光屏上只有一個圓形光斑,并且光斑的大小不變,說明經過凸透鏡傳播到光屏上的光是平行光,只有光源在焦點處時,光源發出的光經過凸透鏡,才能形成平行光,原理是光路可逆。所以,此時,光源到凸透鏡的距離就是焦距。

答案 凸透鏡的焦距為15cm

5. 基本方法:圖像法

在探究凸透鏡成像規律的實驗中,需要收集數據,通過數據或由數據繪制成的圖像,可以收集信息,得到凸透鏡焦距的大小。

例5、某班同學在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中,記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關系的圖像,如圖所示,下列判斷正確的是

A.該凸透鏡的焦距是16cm

B.當u=12cm時,在光屏上能得到一個縮小的像

C.當u=20cm時成放大的像.投影儀就是根據這一原理制成的

D.把物體從距凸透鏡12cm處移動到24cm處的過程中,像逐漸變小

解析 圖像題的關鍵是從圖像中收集有效信息解決問題。根據凸透鏡成像規律,當物距u=v時,凸透鏡成倒立等大實像,此時u=2f,由圖像可知:當u=16 cm時,存在u=v,則此時u=2f,即f=8cm。

答案 D

6. 不等式關系求解焦距范圍

例6、小明有光具座上探究凸透鏡成像的規律。他將點燃的蠟燭、凸透鏡、分別固定在光具座上,再移動光屏,可在光屏上得到一個清晰的蠟燭的像,各元件位置如圖所示。則所用凸透鏡的焦距可能為

A.9cm B.12cm C.15cm D.18cm

解析 光屏上出現像時,可以根據物距和像距的大小關系判斷像是放大還是縮小,因為物距大于像距,所以成縮小的像,可以得出結論:u﹥2f,根據圖像可以讀出物距是30cm,所以f﹤15cm,同時,像距f〈v〈2f,根據圖像可讀出像距是20cm,得到,10cm〈f〈15cm。

答案 B

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