初中光学知识复习汇总.doc

第五章 光的反射（一）二. 重、难点1. 光在均匀介质中沿直线传播及光在真空中的传播速度； 2. 用光的直线传播的知识解释一些相关的现象；3. 理解并掌握光的反射定律，知道镜面反射与漫反射的区别，理解它们形成的原因；4. 应用反射定律和镜面反射、漫反射的知识解释一些简单问题和相关的现象。三. 知识点分析（一）光源：能发光的物体具有光能（将其它形式的能转化为光能的物体）。（二）光的传播：1. 光在同一种均匀透明物质中沿直线传播。2. 光线：表示光的传播方向的带箭头的直线。3. 光的直线传播原理应用（1）人眼对物体位置的确定；（2）影：当光照在不透明的物体上时，一部分光被物体挡住，在其后面形成光达不到的阴暗区；（3）日食、月食： 日食：月球在地面上形成影区，人在影区内看太阳。 月食：地球在月球上形成影区，人在地球上看月亮。4. 小孔成像：（1）实像：由实际光线形成，能显示在光屏上。（2）成像规律：成倒立的实像，像的大小与物、孔、屏的位置有关。（三）光的传播速度：光在真空中的传播速度最快，。（四）光的反射：1. 光的反射定律：（1）概念：入射点：光线射到镜面上的点；法线：过入射点与镜面垂直的直线（虚线）；入射角：入射光线与法线的夹角；反射角：反射光线与法线的夹角。2. 定律内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面内；反射光线与入射光线分居在法线两侧；反射角等于入射角。3. 光线反射时，光路是可逆的。（五）镜面反射和漫反射：内容见如下表格。 类别效果原因共性镜面反射使平行的入射光沿同一方向反射出去反射面光滑每条光线都遵守光的反射定律漫反射使平行的入射光反射向各个方向反射面粗糙【典型例题】例1 要使人看得见物体，必须：（ ）A. 物体本身是光源；B. 只有太阳下才能看得见物体；C. 物体发出的光或反射的光能进入人的眼睛；D. 物体和眼睛需要在同一条直线上。分析：人要想看得见物体必须有光线射入人的眼睛才能引起人的视觉。光线可以从光源直接发出，也可以由本身不发光的物体被光线照射后反射，人可以直接观察到物体，但也可以通过平面镜的反射来观察物体，所以物体和人眼不一定在同一条直线上。解答：正确选项C说明：本题主要考察人类能够看到物体的条件，即有光从物体射向人眼。这个光线可以是物体自己发出的，也可以是反射其它物体的光；可以是直接射入人眼，也可以是经过平面镜反射后进入人眼。因此，同学们在学习的时候要注意随时进行知识的归纳总结。例2 如图所示，AB为发光体，CD是不透明的遮挡物，EF为光屏，试用作图法确定屏上最暗部分的范围。分析：由于光在同一种均匀介质中沿直线传播，在传播过程中若遇到不透明的物体，则在物体的后面形成光照不到的黑暗区即影区。解答：从发光体的上、下端点A和B向遮挡物CD分别作两个发散光束AC、AD；BC、BD。这两个光束被CD挡住，在CD右侧形成两个影区，这两个影区的重叠部分GH是光屏上最暗的部分，如图所示。说明：本题主要考察同学们本影区和半影区的知识，本影区是光线完全照射不到的地方，如图中的GH；半影区是有一部分光线照射不到的地方，如图中的EG和HF两个区域。例3某同学晚饭后沿路边散步，在路灯下向前步行了4m，发现影长为2m，若该同学身高1.60m，求路灯的高。分析：根据光的直线传播规律，人在路灯下行走，在地面上会形成人影，根据相似比关系，可求出路灯的高。解答：如图所示，设CD为该同学身高，AB为路灯的高度，ED为影长：根据相似三角形比例关系有：即：路灯高4.8m说明：本题考察同学们光的直线传播的应用及利用几何图形解决物理问题的能力，正确解题的关键是能否把题目中所叙述的物理情景正确的转化为几何图形。因此，在解物理题时能够根据题目画出示意图是非常重要的，大家在平时做题时要注意进行训练。例4 如图所示，地面上有一点光源S，发出的光沿竖直方向射向与地面平行高度为3m的平面镜上，如果用这束光照亮距光源3m远的地面上的A点，应将平面镜绕入射点转过 角。解析：本题是有关镜面旋转的习题。解此类题时应画出镜子旋转前后的光路图，再利用反射定律及几何知识进行分析，作图分析是求解光路问题的重要方法。答案：镜子旋转以前，反射光线OS与入射光线SO的夹角为，平面镜转动使反射光线射向A，OA与入射光线SO的夹角变为，入射光线与反射光线的夹角改变为，平面镜转过。说明：几何光学部分的题目，尤其是涉及到计算的题目，大多都与平面几何中的边、角知识有关。因此，大家在学习这部分知识时要注意几何知识的复习。例5 如图所示，相邻两室，一明一暗。在两屋之间的墙壁上有一平面镜M，且角AOC等于角BOC，甲、乙两人分别站在A、B两点，面向平面镜张望，则：（ ）A. 甲可看到乙，乙看不到甲；B. 甲、乙互相都可以看见；C. 甲看不到乙，乙可看到甲；D. 甲看不到乙，乙也看不到甲。 解析：本题通过光的反射定律和光源的联系来分析。甲乙两人都不是光源，本身不发光，只能反射外界射到他们身上的光。甲在明亮的室内，有外来的光线射到他的身上；他的身体又能将这些光线反射出去，被甲反射的一部分光线射到平面镜M上，又被平面镜反射。由于角AOC等于角BOC，所以从甲身上射向平面镜M的光线会沿OB方向反射，而乙处在B点，所以乙能看到甲。乙在暗室里，外界没有光线射到他的身体表面，他本身又不能发光，因此没有从乙发出的光线射向平面镜M答案：正确选项为C说明：解对本题的关键在于仔细审题，注意到相邻两室为一明一暗这个条件，而不能简单的根据光路可逆原理认为是B选项正确。例6 雨后晴朗的夜晚为了不踩到地上的积水，下面判断中正确的是：（ ）A. 迎着月光走地上发亮处是水，背着月光走地上暗处是水；B. 迎着月光走地上发暗处是水，背着月光走地上亮处是水；C. 迎着月光走或背着月光走，都应是地上发亮处是水；D. 迎着月光走或背着月光走，都应是地上暗处是水。分析：此题主要考查镜面反射和漫反射的知识，首先我们可分析出光射到水面上为镜面反射，射到地上为漫反射。当我们迎着月光走时，镜面发射的光正好射到我们的眼睛，所以看到的亮处是水。而当我们背着月光走时，镜面反射的光完全不能进入人眼，此时进入眼睛的只有地上漫反射的光，所以看到的暗处是水。解答：正确选项为A说明：这是一道光学知识与实际生活紧密联系的题目，除了有清晰的物理知识外，还应有丰富的生活经验。因此，在日常的活动中注意观察是学好物理这门课的关键。【模拟试题】（答题时间：30分钟）一. 填空题1. 晴天在树荫下的地面上有很多圆形的光斑，这是太阳的_，其成像原理为_。2. 下午某时刻身高为1.6米学生的影长为40厘米，同一时刻水泥柱的影长为5米，则水泥柱的高度为_米。3. 人通过墙上的小孔观察外面的景物，眼离小孔越近，看到的范围越_，这是由于光的_形成的。 4. 如图1所示，两块平面镜相交成60角，一束射到平面镜MQ上的光线AO经过两平面镜反射后与OA重合，但方向相反，则OA与平面镜MQ的夹角是_。 图1 5. 直径为d的不透明圆片位于直径为d的圆形面光源和墙壁之间。两圆片与墙壁平行，两圆心连线与墙壁垂直，并且到墙壁的距离分别为2d和d，圆片在墙壁上形成本影的直径是_，形成半影的直径是_。6. 如图2，长为L的平面镜竖直地立在水平地面上，在镜与竖直墙壁之间的地面上有一点光源S，S到墙面、镜面距离相等，S发出的光经镜面反射后照射到对面墙壁上，反射光照亮墙面的高度为_，若用纸将镜面上半部挡住，经镜面反射到对面墙壁上的光能照亮的竖直高度为_。图27. 如图3所示，平面镜M和N互相垂直放置并相交于O，一束光线入射到M镜，反射后又射向N镜，最后从N镜射出，现两镜保持垂直而同时绕O转动一个小角度，入射光方向不变，则从M镜反射出的光线，其传播方向变化的角度为_，从N镜反射出的光线与原反射光线相比，其传播方向变化的角度为_。图38. 平行光线射到电影银幕上发生了_反射，此时每一条光线在反射时 （填“遵守”或“不遵守”）光的反射定律。9. 光线垂直射到平面镜时，反射角是_度，当入射光线位置不变，平面镜沿顺时针转动40角时，反射角是_度，入射光线与反射光线的夹角是_度。 二. 选择题1. 晚上在田地里走动，因为白天下雨，地面低凹处有积水，为了不致踩在水里，我们根据月光，应作出的正确判断是（ ）A. 迎着月光走，地面上发亮处有水B. 迎着月光走，地面上暗处有水C. 背着月光走时，地面上发亮处有水D. 背着月光走时，地面上暗处有水2. 太阳光与水平方向成30角射向水平地面，用一块平面镜使太阳光变为沿水平方向射出，则这块平面镜与水平地面的夹角可以是：（ ）A.15 B.30 C.60 D.753. 甲、乙两人通过同一平面镜看对方，下面说法中正确的是（ ）A. 根据光路可逆原理，在甲看到对方的同时，乙也一定看到了甲B. 根据光路可逆原理，甲看到了乙的全身像，乙也看到甲的全身像C. 根据光路可逆原理，甲看到了乙的半身像，乙也看到了甲的半身像D. 甲看到了乙的全身像，乙可能没有看到甲的全身像4. 关于光的反射，下列说法中错误的是（ ）A. 镜面反射遵守光的反射定律； B. 黑板上的“反光”是镜面反射的缘故； C. 在漫反射中，每一条光线不一定遵守光的反射定律D. 在漫反射中，入射的平行光经反射后不再是平行光 5. 以下几种光现象的产生，不属于光沿直线传播的是（ ）A. 小孔成像 B. 影子C. 海市蜃楼 D. 日食三. 作图题作出下列各图的入射光线（或反射光线、镜面）并标出入射角、反射角。 【试题答案】一. 1. 像、小孔成像； 2. 20； 3. 大、直线传播； 4. 30；5. d、3d ； 6. 3L、1.5L ； 7. 2、；0 8. 漫、遵守； 9. 0、40、80。二. 1. AD 2. AD 3. D 4. C 5. C 三. 第五章 光的反射（二）二. 重、难点：1. 平面镜成像特点； 2. 平面镜成像原理和虚像的概念 ；3. 球面镜的分类；4. 凹面镜、凸面镜的特点及应用。三. 知识点分析（一）平面镜：反射面是平的镜子。1. 平面镜成像原理： （1）平面镜对光要发生反射。（2）人眼确定物体的位置是根据光的直线传播。（3）虚像：由光的反向延长线形成，不能显示在光屏上。 2. 平面镜成像规律：（1）平面镜成的像是正立的虚像；（2）像与物的大小相等；（3）像与物到镜面的距离相等。3. 平面镜的应用：（1）改变或控制光路；（2）成像；（3）即改变光路又成像。4. 平面镜成像作图：（1）由平面镜成像特点作图；（2）求经过某点的反射光线的作图；步骤： 由成像规律确定像的位置； 连接像点和题目中规定的某点（注意：镜后虚线，镜前实线；实际光线要标箭头） 补齐对应的入射光线和法线。（3）确定观察平面镜成像的范围。步骤： 由成像规律确定像的位置； 由物向镜两端引入射光线（射向镜面所有光线的边界）； 补齐对应的法线和入射光线。（二）球面镜：反射面是球面的一部分1. 凹镜：反射面是球面的内表面。（1）凹镜能把射向它的平行光会聚在一点，这一点叫做它的焦点。注：每条光线仍遵守反射定律（2）应用： 利用凹镜聚光； 利用凹镜得到平行光。2. 凸镜：反射面是球面的外表面。 （1）凸镜对光线起发散作用，平行光线经凸镜反射后，反射光的反向延长线的交点叫做它的虚焦点。（2）应用： 凸镜成正立、缩小虚像； 凸镜可以扩大视野。【典型例题】例1人在平面镜MN中能看到物体AB的像，如图所示，至少把平面镜MN上的哪一部分遮住，人就看不见物体的像了？请在图中画出来。 分析：本题中人眼能够看到物体AB的像是因为物体的光经平面镜反射后射到人眼。因此只要确定射入人眼的那部分反射光线，则这部分反射光线所利用的平面镜的部分也就知道了。 解答：（1）作出AB在镜中的像； （2）连接AC、BC交平面镜MN于E、D两点； （3）如图所示，DE即为所求作的范围。 说明：解此类题的方法一般是先用对称法确定虚像的位置，再根据虚像的成因确定射入人眼睛的反射光线，进而确定所求的范围。例2 如图所示，两个平面镜成一定角度放置，在镜前放一个点光源S，点光源S通过两个平面镜分别成虚像S1、S2。画出在两个平面镜前同时看到S在两平面镜内像S1、S2的范围。分析：S点发出的光有无数条射到平面镜上后被平面镜反射，若人的眼睛在反射光线的传播路径上，人眼就会看见S点的像，其中最远的两条反射光线即为由镜子边缘M、N或N、K反射的光线，人眼在这两条反射光线所夹的区域内能同时看到S点的像。解答：（1）先用对称法作出S点在MN、NK中的虚像S1、S2； （2）连接S1M、S1N、S2N、S2K并延长； （3）如图所示画箭头部分所夹区域即为所求的范围。 说明：本题主要考察同学们确定平面镜成像观察范围的知识，解决这类题目只需要连接像点和平面镜的边缘，得到两条临界的反射光线，它们之间所夹的区域即为能观察到成像的范围。对于像本题这样有两个平面镜或两个平面镜以上的问题，只需要找到它们的公共区域即可。例3 在贯通东南西北的大道的十字路口的西南角，竖立一面平面镜，观察者在镜中看到一辆汽车向东行驶至路口转弯，后向南行驶，则该汽车实际行驶路线应是怎样的？分析：本题观察者在镜中观察到的是汽车的像的运动情况，应根据对称法确定出汽车真正行驶的路线。解答：汽车实际行驶的路线是向南行驶至交叉口后向东行驶。说明：本题涉及了一种咱们常见的交通指示镜，在高速公路的路口处我们经常会看到类似的装置，这是一道与实际联系比较紧密的题目，也是中考中的一个热点。在光学部分中与实际生活相联系的题目基本上都离不开成像问题，因此，我们应该熟练掌握各种实像、虚像的成像规律、在实际生活中的应用及像与影的区别等知识。例4 一发光点，放在相互垂直的平面镜前时我们能看到几个像？ 解析：根据平面镜成像特点，如图所示，S在M1中成像S1，S在平面镜M2中成像S2，S发出的光线斜射到M1后，其中一部分反射光又射到M2上，发生第二次反射。那么，第二次反射的光线好像是从S3发出的，即S点在两个互相垂直的平面镜中可成三个虚像。因为S点发出的光线射到这两个平面镜上后最多只能发生两次反射。 答案：利用对称法作图，分别找出S点在平面镜M1、M2中所成的虚像S1、S2，同理确定出第三个虚像S3的位置。说明：本题要求同学们要熟练掌握平面镜成像规律、原理和光的反射定律，而且还和实验现象紧密联系。大家在学习的时候要注意观察实验，学会分析实验结论。例5 MO和NO两平面镜互相垂直，S为光源，如图所示，请画出经两个镜面两次反射，最后通过A点的那条光线的光路图。 解析：本题要求同学们灵活掌握光的反射定律及平面镜成虚像的原理，即反射光线的反向延长线相交成虚像。若使最后的反射光线通过A点，应须先确定S点在平面镜中所成的虚像S1、S2，方可将问题解决。答案：如图所示，先作出光源S在平面镜MO中所成的虚像S1。因S1在NO镜面的 “前方”，仍可由NO镜再第二次成像S2。因为二次反射的光线要通过A点，所以S2、A应在一条直线上，与NO镜相交于O2， S1、O2在一条直线上，相交MO镜面于O1，于是SO1为第一条入射光线，O1O2为第一次反射光线，O2A为第二次反射光线，即为所求光线。 说明：解决这类让反射光线过某点的题目基本思路就是找到像点，连接像点和该点的直线在镜前部分即为所求的反射光线。像本题这样有两个或两个以上镜面的情况，注意光的多次反射和形成的多个像点就可以了。例6 一条小河，竖直的堤岸高出水面0.75m，一位身高1.5m的同学站在离岸3m的地方恰好从水中看到河对岸电杆的顶部的像，已知电杆高4.5m，距离河岸3m，求水面宽度。分析：本题是利用几何光学测物距的典型例题。在解此类问题时应依据的物理原理有：平面镜成像特点、眼睛看到物体在平面镜中所成虚像的原理等。应用到的数学知识是：相似三角形对应边成比例。 解答：如图所示AB为电杆,A为杆顶的像，河面宽度为MN，DE为站在岸边的同学。由题意可知：BC=NF=0.75m，AB=4.5m， BM=NE=3m，DE=1.5m，AC=CA=0.75+4.5=5.25m 在NFO和DEN中有：DE/EN=NF/OF，1.5/3=0.75/OF，OF=1.5（m）在NFO和ACO中有： NF/OF=CA/CO，0.75/1.5=5.25/CO，CO=10.5（m）GO=COBM=10.53=7.5（m） MN=GO+OF=7.5+1.5=9（m）说明：这是一道学科间的综合题，这类题目也是中考的一个大热点。与几何光学这部分知识联系比较紧密的是数学中的几何问题，所以，在学习这部分内容时要特别注意几何知识的复习。另外，准确合理的画出本题的草图也是解题的关键。同学们在平时的训练中要注意培养自己把物理情景表示在草图上的能力。【模拟试题】（答题时间：40分钟）一. 填空题：1. 汽车头灯碗是个_面镜，汽车驾驶室外的观后镜是_面镜。2. 平面镜M固定不动，当物体以2米/秒的速度向平面镜移动，其像相对于平面镜的速度是_；若物体不动，平面镜向物体以2米/秒的速度移动，则像相对于物体的速度是_。3. 如图1所示，两块平面镜成60角放置，在其镜前有一物点A，经过两平面镜反射总共能生成_个像。4. 生物显微镜的截物台下装有一个_镜，以便使光能会聚到被观察的物体上。5. 身高为1.8米的运动员直立在水平地面上，眼睛距头顶的距离为8厘米，如果他想从竖直挂在墙上的平面镜里看到自己的脚，这面镜子的底边离地面的高度不得超过_米。6. 如图2所示，平面镜M和铅笔都竖直在桌面上。若平面镜沿箭头方向转60，那么铅笔在镜中的像转过的角度是_。7. 物体在平面镜里成_像，像和物体大小_。当物体逐渐远离平面镜时，它的像将 （填“不变”、“变小”、“变大”）8. 下面两图都是时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是甲： ；乙： 。 甲 乙 二. 选择题：1. 如图3所示，S1和S2是两个小灯泡，M是平面镜，下列说法中正确的是（ ）A. S1和S2都能经平面镜形成虚像B. S1不在平面镜的正前方，不能经平面镜成像C. S2距平面镜较远，它经平面镜所成的像较小D. 平面镜越大，S1和S2经平面镜所成像间的距离越大 2. 下面关于实像和虚像的说法中正确的是（ ）A. 虚像和实像都能通过眼睛观察到，但虚像不能成在屏上而实像能成在光屏上B. 虚像一定是人的幻觉，实际上并没有光线进入人的眼睛C. 只有实像才能用照像机拍摄，而虚像照相机拍摄不下来D. 实像才能用眼睛观察到，虚像不能用眼睛观察到3. 如图所示的是某同学画的潜望镜的示意图。使用这样的潜望镜看物体AB的像是（ ）A. 放大倒立的实像 B. 缩小倒立的实像C. 等大正立的虚像 D. 等大倒立的虚像4. 一人通过平静的湖，看到水中有一片云彩，这云彩是（ ）A. 光的反射形成的虚像 B. 光的反射形成的实像C. 光的折射形成的虚像 D. 光的折射形成的实像5. 物体AB及其在平面镜中所成的像AB如图所示，其中正确的是（ ）6. 如图，一平面镜竖直放置，一小物体S以a点为圆心，0.5米长为半径沿顺时针作圆周运动，已知a点到平面镜距离为2米，则S的像的旋转方向与运动过程中物、像间的最大距离分别为（ ）A. 逆时针旋转、5米 B. 顺时针旋转、5米 C. 逆时针旋转、4米 D. 顺时针旋转、4米 三. 作图题：1. 有一束光通过A点射到镜面，反射后过B点，请画出入射光线和反射光线2. 图中S为发光点，从它发出的两条光线经平面镜反射后的两条反射光线分别与虚线a、b重合，根据平面镜成像规律在图中画出平面镜，并找出S在平面镜里的像S。 【试题答案】一. 1. 凹、凸； 2. 2米/秒、4米/秒； 3. 5； 4. 凹；5. 0.86； 6. 120； 7. 虚、相等、不变； 8. 3:40、12:05； 二. 1. A 2. A 3. D 4.A 5. C 6.A 三. 1.2.第六章 光的折射（一） 二. 重、难点1. 理解并掌握光的折射规律，知道光在折射现象中路可逆 ； 2. 折射现象的解释，画出折射的光路图 ；3. 凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用 ；4. 凸透镜的焦点、焦距和主光轴、光心 。三. 知识点分析（一）折射现象： 1. 光由一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象叫折射现象，折射光线与法线的夹角叫折射角。 2. 折射规律：（1）光从空气斜射入水或其它介质中时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居在法线的两侧，折射角小于入射角； （2）当入射角增大（减小）时，折射角也随之增大（减小）；（3）两点结论：a. 当光由空气射向其它介质时，折射光线靠近法线偏折；当光由其它介质射入空气时，折射光线远离法线偏折；b. 折射现象中，光路是可逆的。3. 折射成像：（1）光通过两种介质要发生折射；（2）人眼判断物体位置要根据光的直线传播原理。（二）透镜：折射面是两个球面的透明体。1. 透镜的种类：（1）凸透镜：中间厚边缘薄。 （2）凹透镜：中间薄边缘厚。2. 透镜对光的作用： （1）凸透镜使光线会聚，又叫会聚透镜。（2）凹透镜使光线发散，又叫发散透镜。3. 透镜的几个概念：（1）薄透镜：厚度远小于球半径；（2）主光轴：过两个球面球心的直线（点划线）；（3）光心：透镜的中心；（4）焦点：a. 平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫做凸透镜的焦点；b. 平行于主轴的光线通过凹透镜后发散的折射光线的反向延长线交主光轴于一点，这点叫做凹透镜的虚焦点。c. 透镜两侧共有两个焦点。（5）焦距：焦点到光心的距离。a. 若透镜的两个球面对称，则两侧焦距相等；b. 焦距越小，透镜的会聚（发散）本领越大。4. 三条近轴光线：入射光线（延长线）折射光线（反向延长线）1平行于主光轴过焦点2过焦点平行于主光轴3过光心直线传播【典型例题】例1 如图所示，光线从空气射入某液体中，入射角为45，折射角为30，光线射到液体底部水平放置的平面镜上反射回来，最后光线又回到空气中，这时折射角多大？分析：本题是反射定律及折射规律的综合应用，解决这类题的关键是确定好界面和法线，并灵活运用所学规律解决问题。解答：作出如下图所示的光路图，光线入射到平面镜上时的反射角为30，根据光路可逆可知，这时的折射角为45。说明：本题除了综合应用了反射知识和折射知识以外，还运用了光路可逆和几何知识。应用上述知识，我们不难看出答案中的光路图是一个轴对称图形，则由对称知识我们很容易得出最终回到空气中的折射角为45。例2 一杯中盛有水，眼睛正好看到杯底的A点，如图所示。水抽去后，眼睛还在原处，可看到容器壁的最低处在哪一点？此现象说明了什么问题？分析：这道题是光的折射现象和光的直线传播规律的应用，发生折射现象时光路发生了改变。解答：如图所示，先连接眼睛至容器口延长交水面于O点，再连接AO。根据光的折射规律，AO为入射光线，OB为折射光线。抽去水后，根据光的直线传播原理，眼睛可看到的最低点为A， A在A的上方，如下图所示。 说明：在本题所述的现象中，光从水斜射入空气改变了光的传播方向，发生折射现象。射入人眼的光线发生了偏折，但人眼总是沿着直线看物体的。因此，杯中盛水时，人眼看到杯底A点的位置实际在A处。这也就是我们通常情况下看水中的物体比其实际位置要浅的原因。同样的，若在水中看岸上的物体，则所看到的位置比实际情况要高。例3 如图所示，光从水中斜射入空气中时，折射光线应是图中的哪一条？分析：本题考察的知识点是“光的折射规律”。故解答此类问题的首要前提是知道光的折射规律内容，其次能从题给条件中分辨出入射光线（或折射光线）和界面，第三要分清入射角和折射角。对此类判断、选择以及有关的作图题，我们可以用以下口诀帮助做题：“光从空气射界面，折射靠近法线偏；若从他质入空气，折射远离法线偏；垂直入射光不变。”解答：根据光的折射规律，光从水斜射入空气，折射光线远离法线，折射角大于入射角。故过入射点作出界面的法线，即可得出正确答案为光线（4）。说明：这道题目主要是考同学们在折射现象中光线的偏折方向。在初中阶段，我们涉及到的折射现象都是发生在空气和另外一种介质中的。我们不难得出结论：光从空气射入其它介质时，入射角大于折射角；当光从其它介质射入空气中时，入射角小于折射角。由此，我们很容易概括出总是空气中角大的结论。例4 把毛玻璃放在书上，看不清下面的字；如果在毛玻璃的表面抹一层水，它就变得透明了，为什么？解析：本题应用了玻璃砖的折射特点：即一束光线斜射入平行玻璃砖后，出射光线和原来的入射光线平行。答案：毛玻璃表面粗糙不平，使折射光线射向各个方向，所以看不清书上的字。在表面抹一层水，水将粗糙面填平，使光线的折射如同平行砖折射一样规则，这样书上的字就清晰可见了。说明：用我们所学的几何知识很容易证明，一束光线斜射入平行玻璃砖后，出射光线与入射光线平行；当一束光线射向三棱镜时，出射光线向底面偏折。这两个结论是我们今后做题时经常用到的。例5 在图中的适当位置填上适当的光学元件。解析：甲、乙两图的入射光线相同，均为平行光。甲图光线通过方框，应判断方框内为透镜，乙图射出的仍为平行光线，且在同种物质中传播，其方框内为平面镜，甲图表面上给人有发散的感觉，但注意a、b的箭头方向和a、b的箭头方向，可见它们是会聚后再发散的，故甲图应为凸透镜。答案：说明：解决此类问题应从以下几个方面考虑：（1）先将对应的入射光线与出射光线延长至相交得到光路；（2）根据光学器件对光路的控制作用来确定是面镜还是透镜；（3）如果是面镜，先画法线，再确定镜面的位置；（4）如果是透镜，根据它的三种特殊光路或看它们对光线起会聚作用还是发散作用来判断是凸透镜还是凹透镜。【模拟试题】（答题时间：45分钟）一. 填空题：1. 光从一种物质进入另一种透明物质时，它的传播方向会改变，这种现象叫做_。 2. 如图1中，OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线，则_是法线，反射角为_度，折射角为_度。界面的_边是玻璃。图13. 如图2所示，从位于空气中的点光源S发出的光线射到水面上，照亮的水中的P点PO1S，PO2S，PO3S的三条图线中的传播，正确的是_。 图24. 孩子在湖边观鱼（图3），这条鱼实际在C点处，但孩子看见鱼是在D点处。则小孩这样看的结果是因为从水下发射的光发生了_，所看的是鱼的_像，（填实像或虚像），光是从_（空气中射到水中或水中射到空气中），鱼的反射光线折射时_（靠近或偏离）法线，小孩看到鱼的水平距离比实际距离_，小孩看到鱼的深度比鱼所在的实际深度_，由于折射使孩子感到好像鱼的真实位置_（改变了或没改变）。图35. 对光线产生发散作用的镜子有_和_。能对光线的传播产生会聚作用的镜子有_和_。 6. 早晨阳光射到地球上，看到太阳在远方的地平线上，阳光在这时_（是或不是）直线传播的，因此，看到太阳的所在位置_（高于或低于）太阳的实际位置，这种现象是由于阳光通过了大气层时发生了向_而出现的。 二. 选择题：1. 我们能从不同方向看到不发光物体的原因是（ ）A. 发生了镜面反射 B. 发生了漫反射C. 发生了折射 D. 因为光是直线传播的 2. 插入水中的筷子，水里部分从水面斜着看起来是（ ）A. 向上曲折 B. 向下曲折C. 没有变化 D. 与水对光线的反射有关，难以确定 3. 光从空气射入水中，当入射角变化时，则（ ）A. 反射角和折射角都发生变化B. 反射角和折射角都不变C. 反射角发生变化，折射角不变D. 折射角变化，反射角始终不变 4. 在下列现象中，哪个属于光的折射现象（ ）A. 司机从观后镜中观看车后的情况 B. 白光通过三棱镜后出现七色光C. 在河边可以看到树的倒影 D. 物体通过凸透镜可产生像 5. 对光线起会聚作用的镜是（ ）A. 平面镜B. 凸面镜C. 凹透镜D. 凸透镜 6. 关于光的折射错误说法是（ ）A. 折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内B. 入射线和法线与折射线不一定在一个平面内C. 入射角总大于折射角D. 光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角 7. 同学在学习“眼球折光系统”一节时，制作了一个眼球模型，如图所示模型中的凸透镜相当于晶状体，烧瓶的后壁相当于视网膜，烧瓶里放有一种透明液体，表示玻璃体，则图示表示的眼球模型和应采取的矫正措施分别是（ ）A. 远视眼模型，用凸透镜矫正 B. 近视眼模型，用凹透镜矫正C. 近视眼模型，用凸透镜矫正 D. 远视眼模型，用凹透镜矫正三. 判断题：1. 光由空气射入水中时，折射角有可能等于入射角。（ ）2. 实像只能用光屏看到，虚像不能用光屏看到。（ ）3. 岸上看到水中的鱼是虚像。（ ）四. 作图题：1. 如图4中未知的入射线、反射线、折射线或反射面的位置。图4五. 问答题：1. 像和虚像都可以在光屏上显示出来吗？为什么？2. 一光源前放一凸透镜，怎样放置在凸透镜前会出现平行光？【试题答案】一. 1. 光的折射； 2. XX、30、60、右；3. PO3S； 4. 折射、虚、水中射到空气中、偏离、远、浅、改变了；5. 凹透镜、凸面镜、凸透镜、凹面镜；6. 不是、高于、下偏折。二. 1. B 2. A 3. A 4. BD 5. D 6. B、C 7. B三. 1. 对；2. 错；3. 对。四.五. 1. 实像可以显示在光屏上，虚像不能显示在光屏上。因为实像是由真实光线会聚成的，有光照射到光屏上；而虚像不是由实际光线会聚成的，它只是实际光线延长线的交点，没有光射到光屏上。 2. 将光源放在该凸透镜的焦点上，则根据凸透镜三条近轴光线的特点，出射光线为平行光。第六章 光的折射（二） 二. 重、难点1. 理解凸透镜成放大、缩小的实像和放大的虚像的条件以及这些像的特点； 2. 能根据所给的条件判断凸透镜成像情况 ；3. 知道照相机、幻灯机和放大镜的原理。三. 知识点分析（一）凸透镜成像规律：1. 当物体在2倍焦距以外时，在凸透镜另一侧1、2倍焦距之间成倒立缩小的实像。 （1）当物体靠近透镜时，像远离透镜，像变大；（2）应用：照相机镜头：凸透镜；胶卷：光屏。2. 当物体在1、2倍焦距之间时，在凸透镜另一侧2倍焦距以外成倒立放大的实像。（1）当物体靠近透镜时，像远离透镜，像变大；（2）应用：幻灯机幻灯片：物；镜头：凸透镜；屏幕：光屏。3. 当物体在1倍焦距以内时，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。（1）当物体靠近凸透镜时，像靠近凸透镜，像变小；（2）应用：放大镜。（二）总结物距（u）像的性质像距（v）位置应用构造倒或正放大或缩小实像或虚像极小光斑像与物异侧测f倒立缩小实像2fvf像与物异侧照相机镜头：凸透镜胶卷：光屏u=2f倒立等大实像v=2f像与物异侧测f倒立放大实像像与物异侧幻灯机幻灯片：物镜头：凸透镜银幕：光屏平行光源测f正立放大虚像像与物同侧放大镜1. 当物体在2倍焦距以外时，物体移动的速度大于像移动的速度；当物体在1、2倍焦距之间时，物体移动的速度小于像移动的速度。2. 在物体由无穷远逐渐靠近凸透镜的过程中，物和像之间的距离先变小，后变大；在物体距凸透镜为2倍焦距时，它们之间的距离最小，为4倍焦距。【典型例题】例1做凸透镜成像实验，当蜡烛距透镜15厘米时，在光屏上成放大的像，则下列说法中错误的是：（ ）A. 蜡烛距凸透镜40厘米时，一定成缩小的实像B. 蜡烛距凸透镜20厘米时，一定成放大的实像C. 蜡烛距凸透镜18厘米时，可能成放大的实像D. 蜡烛距凸透镜6厘米时，一定成放大的虚像分析：能在光屏上呈现的像是实像，凸透镜成放大实像的条件是：2fuf，由上式解得：ufu/2，由题给条件u=15cm得：15cmf7.5cm。即题中凸透镜的焦距可取15厘米至7.5厘米之间的任何数值（不含15厘米和7.5厘米）。将题给的可供选择的四个答案中物距和透镜的焦距相比较，应用凸透镜的成像特点，可以判断答案A、C、D是正确的。解答：错误选项是B。说明：凸透镜成像的题目是初中光学中数量最多、难度最大的一类题目，在初中光学中占有重要的地位，这类题目考察的知识点是凸透镜的成像规律，熟练掌握凸透镜成各种像的条件是解答这类题目的前提，而凸透镜所成像的性质的变化，取决于物距与焦距关系的变化，因此，解答这类题目首先要确定凸透镜的焦距（或焦距的变化范围），然后比较物距和焦距的大小，根据物距与焦距的大小关系和凸透镜的成像规律，对这类题目给出正确解答。例2 如图所示，在薄板上挖一小孔，正好放入一凸透镜，在距凸透镜L/2处有一点光源S，在距凸透镜L处的光屏上得到一与孔等大的光斑，该凸透镜的焦距是多少？ 分析：首先应该明确光斑不是像，它是在光屏上被照亮的区域。若S点恰好在焦点上，由S点射向凸透镜的两个端点的光线折射后为平行于主光轴的光线，在光屏上得到一与孔等大的光斑，若S点恰好在2f处，则其实像点也必成在凸透镜另一侧2f处；而该实像点是由实际的折射光线相交的点形成的，在光屏上也就形成了与孔等大的光斑。解答：该凸透镜的焦距可能是L/2，也可能是L/4。说明：正确解决本题的关键是想到光斑的形成可能是平行光打在光屏上形成的，也可能是会聚光束或发散光束打在光屏上形成的，把问题考虑全面。例3农民在塑料棚中种蔬菜，雨过天晴后须将塑料棚上的积水放掉，为什么？分析：塑料棚上的积水如同于凸透镜，这对光线有会聚作用。解答：塑料棚上有积水时会形成一水凸透镜，太阳光透过水凸透镜会聚于一点，这一点温度很高，会烧焦蔬菜或引起火灾，所以要将积水放掉。说明：这是一道与实际生产联系非常紧密的题目，也是近年来中考涉及的热门。解决这类题目要靠平时的积累，因此，要学好物理这门课，我们平时就要多看、多想，特别要留意那些和我们所学物理知识有联系的现象。例4 某同学拍毕业合影后，想拍一张单身像。摄影师应采取的方法是（ ）A. 使照相机靠近同学，同时镜头往后缩，离胶片近些B. 使照相机靠近同学，同时镜头往前伸，离胶片远些C. 使照相机远离同学，同时镜头往后缩，离胶片近些D. 使照相机远离同学，同时镜头往前伸，离胶片远些解析：照相机镜头相当于一凸透镜，镜头后是暗箱，胶片装在暗箱底部，胶片相当于光屏；当拍完合影后，在拍单身像，像变大，成像时要使像变大，物距应减小，同时增大像距，即拉长暗箱或使镜头前伸。答案：本题正确选项为B。说明：解决有关照相机、幻灯机和放大镜应用的问题都离不开凸透镜成像规律。而掌握这些规律的最好方法就是画图，因此，同学们在课下应反复画物体在凸透镜不同位置的成像光路图，在这个基础上熟练掌握知识点分析中所列的表格，再做这种问题就得心应手了。例5 正在发光的灯泡灯丝通过凸透镜在另一侧光屏上成缩小倒立实像。当把光屏向光心靠近一小段距离后，只适当移动透镜，光屏上可能成：（ ）A. 等大倒立实像 B. 放大倒立实像C. 更小一些的倒立缩小实像 D. 更大一些的倒立缩小实像解析：光屏上能成缩小倒立实像时，物像之间的距离一定大于4f，物像之间的距离等于4f时，成等大倒立实像。因此，当光屏移动后到物像的距离若正好等于4f时，适当调节透镜可得一等大倒立实像；若光屏移动后物像之间的距离仍大于4f有两种情况：（1）适当移动凸透镜后，物体距凸透镜在1、2倍焦距之间处，则此时在光屏上成一放大倒立实像；（2）适当移动凸透镜后，物体仍在凸透镜2倍焦距以外，只不过比移动前距离近些，则此时成一更大一些的倒立缩小实像。答案：正确的选项为A、B、D。说明：解决本题的关键仍是熟练掌握凸透镜成像的知识，特别是有关“当物、像之间的距离大于4f时二次成像”的知识，即：当物、像之间的距离大于4f时，物体和光屏不动，只适当移动透镜，在光屏上可成倒立放大和倒立缩小两次像。例6 如图所示，F是凸透镜的焦点，从主光轴上的a、b两点发出的两条互相平行的光线射向凸透镜，经折射后在另一侧的光路是：（ ） A. a的折射光线和主光轴相交，b的折射光线和主光轴不相交B. a的折射光线和主光轴不相交，b的折射光线和主光轴相交C. 两条折射光线都能和主光轴相交，b的交点离凸透镜较远D. 两条折射光线都不和主光轴相交分析：本题注重考查大家的审题能力和分析问题解决问题的能力。通过观察题图可以看出：a点处于凸透镜焦点以内，它所成的像为虚像，该虚像应位于a点的左侧，是由a的折射光线的反向延长线相交而成的。所以a的折射光线不会与主光轴相交。而b点位于凸透镜的焦点以外，它所成的像为实像，并且在凸透镜另一侧的主光轴上，是由b的折射光线会聚而成。而b的折射光线必经过该像点，所以b的折射光线与主光轴相交。解答：正确选项为B。说明：题目中所给的两条光线并不是咱们所熟知的三条近轴光线之一，因此我们不知道它们的光路。但我们可以把这个问题转化为我们已知的透镜成像问题来考虑，便不难得出结果了。把未知问题转化为已知问题是我们解决物理问题的一种常用方法。【模