题目
一个5 cm 高的物体放在球面镜前10 cm 处成 1cm 高的虚像.求(1)此像的曲率半径;(2)此镜是凸面镜还是凹面镜?
一个5 cm 高的物体放在球面镜前10 cm 处成 1cm 高的虚像.求(1)此像的曲率半径;(2)此镜是凸面镜还是凹面镜?
题目解答
答案
解:由题知物体在球面镜前成虚象,则其为反射延长线的交点,y sy s∵y ss 2cmy∴1 12, 又 s s r, ∴r 5cm ,所以此镜为凸面镜。
解析
考查要点:本题主要考查球面镜成像公式及放大率公式的应用,以及根据成像性质判断镜面类型的能力。
解题核心思路:
- 放大率公式:利用像高与物高的比值求出放大率,结合物距和像距的关系确定像距。
- 球面镜成像公式:通过物距和像距计算焦距,进而求出曲率半径。
- 镜面类型判断:根据焦距的正负判断镜面是凸面镜还是凹面镜(凸面镜焦距为负,凹面镜焦距为正)。
破题关键点:
- 符号规则:明确物距、像距、焦距的正负号与镜面类型的关系。
- 公式联立:将放大率公式与成像公式联立,建立方程求解。
第(1)题:求曲率半径
步骤1:计算放大率
放大率公式为:
$m = \frac{y'}{y} = \frac{1}{5} = 0.2$
步骤2:利用放大率与像距关系
放大率与像距、物距的关系为:
$m = -\frac{s'}{s}$
代入已知物距 $s = 10 \, \text{cm}$ 和放大率 $m = 0.2$:
$0.2 = -\frac{s'}{10} \implies s' = -2 \, \text{cm}$
步骤3:代入成像公式求焦距
球面镜成像公式为:
$\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}$
代入 $s = 10 \, \text{cm}$ 和 $s' = -2 \, \text{cm}$:
$\frac{1}{f} = \frac{1}{10} + \frac{1}{-2} = \frac{1}{10} - \frac{1}{2} = -\frac{2}{5} \implies f = -\frac{5}{2} = -2.5 \, \text{cm}$
步骤4:计算曲率半径
曲率半径 $r = 2|f|$:
$r = 2 \times 2.5 = 5 \, \text{cm}$
第(2)题:判断镜面类型
关键结论:凸面镜的焦距为负,凹面镜的焦距为正。此处 $f = -2.5 \, \text{cm}$,故为凸面镜。