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        變焦試題賞析

        2019-04-18 12:51:46萬后湘
        理科考試研究·初中 2019年2期
        關(guān)鍵詞:變焦焦距

        萬后湘

        摘要:變焦問題對學(xué)生而言難度較大,主要原因是學(xué)生不清楚凸透鏡的焦距是描述透鏡會(huì)聚能力的物理量;在物距不變時(shí),變焦會(huì)引起像距的改變.本文旨在幫助學(xué)生理清物距、像距以及焦距三者間的關(guān)聯(lián),提升解決問題的能力.

        關(guān)鍵詞:焦距;像距;變焦

        題目(1)欲探究凸透鏡的焦距與凸透鏡球形表面彎曲程度的關(guān)系,某物理興趣小組選擇了材料相同、彎曲程度不同的甲乙兩透鏡,讓與主光軸平行的光分別通過凸透鏡后會(huì)聚于焦點(diǎn)處,如圖1所示.

        比較兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到結(jié)論1:

        在凸透鏡材料相同的情況下,凸透鏡表面越凸,凸透鏡的焦距越小.

        (2)如果甲乙兩凸透鏡的焦距分別為f1=15cm和f2= 10cm;小華用甲乙兩凸透鏡做了4次實(shí)驗(yàn),表1為記錄的數(shù)據(jù):

        比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到結(jié)論2:

        若物距相同,焦距越大,像距越大.

        利用上述結(jié)論1和結(jié)論2,可以解釋許多物理司題.

        問題1 正常的眼睛為什么既能看清近處物體也能看清遠(yuǎn)處的物體

        解析 人眼的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)于膠片,通過晶狀體的調(diào)節(jié)將遠(yuǎn)近不同的物體成像在視網(wǎng)膜上.圖2是不同位置處的兩個(gè)物體的成像示意圖.圖2(a)是眼睛看遠(yuǎn)處物體時(shí),晶狀體較薄,物體成像在視網(wǎng)膜上;當(dāng)物體較近時(shí),像有移動(dòng)到視網(wǎng)膜后面的趨勢,此時(shí)晶狀體會(huì)智能的變厚變凸.根據(jù)結(jié)論1:晶狀體表面變凸,焦距變小,凸透鏡的會(huì)聚能力變大,像會(huì)前移,物體成像在視網(wǎng)膜上,如圖2(b)所示,這樣正常的眼睛既能看清近處物體也能看清遠(yuǎn)處的物體.

        人眼如果長期觀察近處物體,會(huì)造成晶狀體過度彎曲,不能變薄,再觀察遠(yuǎn)處物體時(shí),像就會(huì)落在視網(wǎng)膜的前面,從而看不清遠(yuǎn)處的物體,這就是近視眼的成因,需戴凹透鏡矯正,

        問題2 將同一物體分別放在甲乙兩個(gè)凸透鏡前等距離處,通過甲透鏡成縮小的實(shí)像,通過乙透鏡成放大的實(shí)像.由此推斷,甲透鏡的焦距____(填“小于”或“大于”)乙透鏡的焦距.

        解析 在物距相同的情況下,乙透鏡所成的像大,那么乙透鏡所成的像的像距也大.根據(jù)結(jié)論2:在物距相同的情況下,焦距越大,像距越大,所以乙透鏡的焦距大;也就是甲透鏡的焦距小.

        問題3 如圖3所示,光屏上呈現(xiàn)清晰的像.

        (1)物距u=____,像距v=____,光屏上呈現(xiàn)的是____、____、____像.

        (2)凸透鏡焦距的范圍______ .

        (3)讓蠟燭靠近凸透鏡,要使光屏重新出現(xiàn)清晰的像,光屏應(yīng)____(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)凸透鏡.

        (4)讓蠟燭從刻度為10cm的位置移動(dòng)到刻度為20cm的位置,保持光屏在刻度80cm的位置不變,要使光屏重新出現(xiàn)清晰的像,可換用焦距____(填“大”或“小”)的凸透鏡.

        (5)讓蠟燭從刻度為lOcm的位置移動(dòng)到刻度為20cm的位置,保持光屏在刻度80cm的位置不變,要使光屏重新出現(xiàn)清晰的像,可在凸透鏡前加一個(gè)____(填“凸透鏡”或“凹透鏡”).

        解析(1)u=40cm,v=30cm,光屏上呈現(xiàn)的是倒立、縮小的實(shí)像.

        (2)解不等式40cm> 2f和f<30cm< 2f;取公共部分得出凸透鏡焦距的范圍.

        (3)根據(jù)“物近→像遠(yuǎn)→像變大”,光屏應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡.

        (4)蠟燭移近凸透鏡→像有遠(yuǎn)離透鏡的趨勢;如果要使像距不變→換用會(huì)聚能力更強(qiáng)的凸透鏡→換用焦距小的凸透鏡.

        (5)蠟燭移近凸透鏡→像有遠(yuǎn)離透鏡的趨勢;如果要使像距不變→也可增加一個(gè)凸透鏡,使得會(huì)聚能力變強(qiáng).

        參考文獻(xiàn):

        [1]劉炳升,李容.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理教師教學(xué)用書(八年級上冊)[M].江蘇:江蘇鳳凰科技出版社,2012.

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