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2011成考高中起點(diǎn)物理必備復(fù)習(xí)資料十三

考試吧整理:2011成考高中起點(diǎn)物理必備復(fù)習(xí)資料。

  例9 用凸透鏡成像時(shí),當(dāng)物體從極遠(yuǎn)處沿著主軸移向透鏡時(shí),像朝什么方向移動(dòng)?像移動(dòng)的速度比物體移動(dòng)的速度怎樣?

  【錯(cuò)解】

  由凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)知道,物體從極遠(yuǎn)處沿著鏡軸移向透鏡時(shí),像從透鏡向遠(yuǎn)離透鏡方向移動(dòng),移動(dòng)速度與物體速度相同。

  【錯(cuò)解原因】

  上述解法錯(cuò)在對(duì)成像過(guò)程只有表面局部認(rèn)識(shí),想當(dāng)然地得出了結(jié)論。

  【分析解答】

  凸透鏡成像的討論中,透鏡焦點(diǎn)和二倍焦距處是轉(zhuǎn)折點(diǎn),應(yīng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,認(rèn)真進(jìn)行分析,切忌片面。像移動(dòng)速度與物體移動(dòng)速度的比較,決定于像移動(dòng)距離和物體應(yīng)移動(dòng)的距離之比。

  

  

  

  由實(shí)驗(yàn)知道,物體由極遠(yuǎn)處沿著鏡軸移向透鏡時(shí),應(yīng)分三個(gè)階段討論:

  (1)物體從極遠(yuǎn)移向凸透鏡二倍焦距地方,像從透鏡另一側(cè)焦點(diǎn)處移向二倍焦距地方,在此區(qū)間像移動(dòng)速度小于物體移動(dòng)速度。

  (2)物體從凸透鏡二倍焦距處移動(dòng)向焦點(diǎn)時(shí),像從透鏡另一側(cè)二倍焦距處移向極遠(yuǎn),在此區(qū)間像移動(dòng)速度大于物體移動(dòng)速度。

  (3)物體從凸透鏡焦點(diǎn)處移向透鏡光心時(shí),像和物同側(cè),是放大虛像,像移動(dòng)的速度大于物體移動(dòng)速度。

  例10 一焦距為f的凸透鏡,主軸和水平的X軸重合,X軸上有一光點(diǎn)位于透鏡的左側(cè),光點(diǎn)到透鏡的距離大于f而小于2f,若將此透鏡沿X軸向右平移2f的距離,則在此過(guò)程中,光點(diǎn)經(jīng)透鏡所成的像點(diǎn)將

  A.一直向右運(yùn)動(dòng)。

  B.一直向左運(yùn)動(dòng)。

  C.先向左運(yùn)動(dòng),接著向右運(yùn)動(dòng)。

  D.先向右運(yùn)動(dòng),接著向左運(yùn)動(dòng)。

  【錯(cuò)解】

  由于透鏡沿X軸向右平移,使物距增大,由于凸透鏡是確定的,故焦距一定,而物距增大,像距必然減小,透鏡向右移,可等效為鏡不動(dòng)而物向左移,物像應(yīng)同方向移動(dòng),所以像也應(yīng)向左移,所以選B。

  【錯(cuò)解原因】

  物像同方向移動(dòng)的規(guī)律僅適用于鏡不動(dòng)而物移動(dòng)或像移動(dòng)的問(wèn)題。此題是物不動(dòng)而鏡移動(dòng)。再用常規(guī)解題就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

  【分析解答]

  用物體間距變化的規(guī)律去分析,該題馬上由難轉(zhuǎn)易,根據(jù)題設(shè)條件,在透鏡向右移動(dòng)2f距離的過(guò)程中,物點(diǎn)到透鏡的距離由大于f而小于2f增大到 2f,再增大到大于2f,則物像間距應(yīng)先減小后增大,由于物點(diǎn)靜止不動(dòng),像點(diǎn)應(yīng)先向左移動(dòng),接著向右移動(dòng),得正確答案C。

  【評(píng)析】

  此題告訴我們,不管適用條件照搬以前做過(guò)的題的解法,“以不變應(yīng)萬(wàn)變”是要誤事的。要全面分析問(wèn)題,應(yīng)用物像間的變化規(guī)律去分析在透鏡成實(shí)像的情況下,當(dāng)物距u由∞→2f的過(guò)程中,由于m<1,像的速度小于物體移動(dòng)的速度,物像間距變小;當(dāng)物距u由2f→f過(guò)程中,由于m>1,像的速度大于物體的速度,物像間距變大;在u=2f時(shí),v=2f,物像間距具有最小值4f。掌握上述規(guī)律不但進(jìn)一步加深了對(duì)透鏡成像規(guī)律的理解,而且還可以更方便地求解一些光學(xué)問(wèn)題。

  例11 如圖13-13所示,一線狀發(fā)光物體AB,其A端恰在焦距為f的薄凸透鏡前主光軸上2倍焦距處,AB與主光軸成α角,AB經(jīng)透鏡成像,A′B′與主光軸成β角,則β,α的大小關(guān)系:

  A. β>α

  B. β<α

  C. P=α

  D.無(wú)法確定。

  【錯(cuò)解】

  

  根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,當(dāng)物距u=2f時(shí),則像距v=2f。若物距u>2f,則像距為f

  【錯(cuò)解原因】

  只是將凸透鏡成像的規(guī)律記住了,機(jī)械性使用。而對(duì)凸透鏡成像原理不清楚所造成的,不能靈活地去分析和正確地畫出成像圖,這是造成錯(cuò)解的原因。

  

  【分析解答】

  我們利用一條特殊光線來(lái)進(jìn)行巧解。眾所周知,凸透鏡成像,當(dāng)物距u=2f時(shí),對(duì)應(yīng)的像距v=2f,因此,從凸透鏡主光軸上的發(fā)光點(diǎn) A(A距透鏡2f)發(fā)出的一條光線AC(AC與BA在同一條直線上),經(jīng)過(guò)透鏡后的光線 CC′必過(guò)主光軸上距透鏡2f的A′點(diǎn)。顯然,從發(fā)光點(diǎn)B發(fā)出的光線BC經(jīng)透鏡后的光線必為CC′,且B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)B’點(diǎn)在CC′上,因?yàn)镃C′既過(guò)A′點(diǎn),又過(guò)B′點(diǎn),所以CC′與B′A′必在同一條直線上,如圖13-14所示。在直角三角形COA′與直角三角形COA中,CO為公共邊,OA′=OA。因此,這兩個(gè)直角三角形全等。

  設(shè)∠OAC=θ

  ∴β=θ=α。

  順便指出,本題中B,O,B′必在同一條直線上。

 

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