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1、光的折射 【考點聚焦】本部分知識涉及到的考點有： 1．光的折射現(xiàn)象 2．凸透鏡的焦點、焦距和主光軸 3．凸透鏡的會聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用 4．凸透鏡成放大、縮小的實像和成虛像的條件 5．照相機、幻燈機、放大鏡的原理 【呈現(xiàn)形式】 日常生活中常見的折射現(xiàn)象是填空題和簡答題的最好物理模型。凸透鏡對光線的作用在作圖題中經(jīng)常出現(xiàn)，特別是特殊光線經(jīng)過凸透鏡的折射光路圖，同時，實驗研究凸透鏡成像規(guī)律，運用凸透鏡成像規(guī)律，分析解決問題仍是這部分考試的重點。 【知識結(jié)構(gòu)】 一、日常生活中的折射現(xiàn)象：插入水中的筷子“彎折”，河水變“淺”，游泳者看岸邊的燈“變高”等。 二、光的折射規(guī)律

2、1．折射光線、入射光線和法線在同一平面上。 2．折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。 3．光從空氣斜射入水或其它介質(zhì)時，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角。入射角增大時，折射角也增大 4．當光線垂直射向介質(zhì)表面時，傳播方向不變。在折射中光路是可逆的。 三、應(yīng)用 1．凸透鏡：（1）凸透鏡的主軸、焦點、焦距；（2）凸透鏡對光線的作用；（3）凸透鏡的成像特點 2．光學(xué)儀器：（1）照相機；（2）幻燈機；（3）放大鏡。 3．凹透鏡：（1）凹透鏡對光線的作用；（2）凹透鏡的主軸、焦點、焦距；（3）近視眼的矯正。 【方法提示】 1．光的反射和折射的異同點：（1）當光傳播到兩種介質(zhì)的交界面

3、時，一般要同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。（2） 反射光線和折射光線都與對應(yīng)的入射光線、法線在同一平面上。（3）反射光線、折射光線都和對應(yīng)的入射光線分居法線兩側(cè)。（4）反射角和折射角都隨對應(yīng)的入射角的增大而增大。（5）光在反射和折射時光路都是可逆的。 圖1 【例題1】一束光線在水與空氣的界面發(fā)生了折射，四位同學(xué)畫出了四幅光路圖，其中正確的是 〔 〕 【解析】 應(yīng)將每幅光路圖與光的折射規(guī)律進行逐條對照，符合折射規(guī)律即為正確。必須注意以法線為基準確定好入射角和折射角。光從空氣斜射入水中。折射角應(yīng)小于入射角，故A不正確；折射光線與入射光線應(yīng)分居法線兩側(cè)，故B不正確；光從水中斜射入空氣中，折

4、射角應(yīng)大于入射角，故C不正確，答案：D 2．三條特殊光線 （1）與主光軸平行的入射光線，經(jīng)過透鏡后通過焦點。 （2）通過光心的入射光線，經(jīng)過透鏡后方向不變。 （3）通過焦點的入射光線，經(jīng)過透鏡后為與主光軸平行的光線。 【例題2】完成如圖2所示的光路圖。 圖2 圖3 【解析】 在完成光路圖的練習或考試中。重點要看是什么光學(xué)元件，然后再看缺少什么光線。A、B兩圖凸透鏡，缺少折射光線；C、D兩圖是凹透鏡，缺少入射光線。A圖中通過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸射出；B圖中平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后，會聚在主光軸的焦點上；C圖中經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散且

5、折射光線的反向延長線經(jīng)過焦點上，所以入射光線是平行于主光軸射入的；D圖中折射光線是平行射出的，可知入射光線是會聚射入凹透鏡的，且入射光線的延長線交于主光軸的焦點上。 本題作圖如圖3所示，解答該題時要牢記三條特殊光線的性質(zhì)，是作圖的關(guān)鍵。 3．如何觀察凸透鏡成像實驗 （1）凸透鏡、蠟燭、光屏放在同一條直線上，使三者的中心大致在同一高度上。 （2）實驗時可由大于2倍焦距之外開始，逐漸向凸透鏡靠攏，逐一完成各項實驗步驟。 透鏡 像的性質(zhì) A 倒立放大實像 B 倒立縮小實像 C 正立放大實像 【例題3】有A、B、C三只凸透鏡，將這三塊凸透鏡放在光具座上做成像實驗，當保持各

6、透鏡到燭焰距離相等的條件時，得到的實驗記錄如表： 由此可知A、B、C三只凸透鏡的焦距關(guān)系為 〔 〕 A.fA＞fB＞fC B. fC ＞fA＞fB， C. fA＜fB＜fC D. fB＞fC＞fA 【解析】 根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，可采用兩種方法求解：一種是幾何作圖法方法，比較形象直觀地求解；另一種采用數(shù)字推理的方法求解。 根據(jù)A、B、C成像情況，以及已知三種情況下物距相同這個條件，用作圖法確定出三種情況下，一倍焦距及兩倍焦距的位置，可直觀判斷出：fC ＞fA＞fB 【例題4】在做“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)先把凸透鏡固定在光具座上，然后將光屏和點燃的蠟燭分

7、別放置在凸透鏡兩側(cè)，如果它在光具座上無論怎樣左右移動光屏，在光屏上都不能呈現(xiàn)燭焰的像，則可能有幾種原因？ 【解析】在物距小于焦距時，凸透鏡不會成實像；凸透鏡到物體的距離在1倍焦距處時，成像在無窮遠處；當凸透鏡到物體的距離在1倍焦距外，但接近1倍焦距時，雖然成像，但像的位置離凸透鏡很遠，光具座的長度可能達不到，另外，因為光具座為一直線狀，且光屏不可能太大，所以若光屏、凸透鏡、燭焰三者的中心不在同一高度上，像將會或上或下離開光屏的位置，綜上所述，主要原因有三個：（1）由于物距小于或等于焦距，凸透鏡不能成實像。（2）凸透鏡成實像，但由于物距太小，光屏調(diào)不到燭焰的像所在的位置。（3）凸透鏡成實像，但

8、光屏、凸透鏡、燭焰三者的中心不在同一高度。 4．凸透鏡成像規(guī)律 （1）列表法 （2）圖像法 物距u和焦距f的關(guān)系 像的性質(zhì) 位置 應(yīng)用舉例 正立或倒立 縮小或放大 實像或虛像 同側(cè)或異側(cè) u＞2f 倒立 縮小 實像 異側(cè) 照相機 u=2f 倒立 等大 實像 異側(cè) f<u<2f 實像 異側(cè) 幻燈機 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虛像 同側(cè) 放大鏡 圖4 【例題5】在研究凸透鏡成像情況的實驗中，當燭焰到凸透鏡的距離是20cm時，在透鏡另一側(cè)的光屏上得到一

9、個放大的像，則下列判斷不正確的是 〔 〕 A．該透鏡的焦距是20cm B．該透鏡可作放大鏡 C．當蠟燭距透鏡的距離是40cm時，光屏上可得到縮小的像 D．當蠟燭距透鏡的距離是10cm時，在光屏上得不到像 【解析】本題是考查靈活運用凸透鏡成像規(guī)律分析問題的能力，在凸透鏡成像中，若要分析物體經(jīng)過透鏡后的成像性質(zhì)，必須知道凸透鏡的焦距和物距，按凸透鏡成像規(guī)律“抓兩點，觀兩變”，本題的關(guān)鍵是算出焦距f的大小及物體在鏡前不同位置與焦點的相對位置，再判斷像的性質(zhì)，根據(jù)題意，當u＝20cm時，在光屏上得

10、到放大的像，可以知道此像一定是倒立的實像，則f<u<2f，即f<20<2f,所以10cm<f<20cm，當物距u´＝40cm時，由于10cm<f<20cm，物的位置u´>2f，在光屏上可以得到縮小的像，當物距u"＝10cm時，物體的位置u"<f，在光屏上得不到像，但通過凸透鏡可以觀察到正立、放大的虛像，這種成像規(guī)律的應(yīng)用就是放大鏡。答案應(yīng)選A。 【對應(yīng)訓(xùn)練】 1．一束光從空氣中斜著射入某種透明物質(zhì)，已知入射光線跟界面成37o，且它的折射光線跟反射光線垂直，則它的反射角為_______，折

11、射角為_______. 2．當你漫步在池塘邊，常會看到池塘中的“白云”和在“白云”中游來游去的魚．這一現(xiàn)象的正確解釋是：看到的“魚”是由于光的 形成的虛像；看到的“白云”是光的 形成的虛像(選填“折射”或“反射”) 3. 請你對下列光學(xué)儀器歸類：a近視眼鏡；b老花眼鏡 c防盜門上的“貓眼”；d照相機鏡頭。（1）類： （2）類 。 4. 照相機照相時，如果被照的景物由遠變近，應(yīng)將鏡頭往 ，使膠片離鏡片 些。完成這一動作是調(diào)節(jié)照相機上的

12、 。 5．放大鏡的原理是：當物體到凸透鏡的距離 焦距時，透過凸透鏡，可以看到一 個 像。 6．投影儀是利用 透鏡來成像的，它上面的平面鏡的作用是 ，使 射向天花板的光能在屏幕上成像。 7.焦距為10cm 的凸透鏡，當物體放置在主光軸上距透鏡16cm 處時，光屏上可以得 到一個清晰像的特點是 A．正立、放大的像 B．倒立、放大的像 C．正立縮小的像 D．倒立縮小的像 8.某同學(xué)在探究凸透鏡成像實驗時，將一厚紙片遮住透鏡的上半部，則她在光屏上得 到的像與未遮住前相比 A．所成

13、的像只是上部一半 B．所成像只是下部一半 C．所成像沒有發(fā)生變化 D．像的大小、正倒、位置無沒化，但像更暗些 9．當物體在凸透鏡中成實像時，像的大小會隨物距的減小而增大，那么物體在凸透鏡中成虛像時，像的大小與物距有什么關(guān)系呢？請你設(shè)計一個實驗去探究。 10．某同學(xué)在探究凸透鏡成像的規(guī)律時，用了兩個焦距不同的凸透鏡分別進行了若干次操作，并把實驗數(shù)據(jù)準確地記錄在以下兩個表中。 透鏡的焦距 物體到透鏡的距離 像到透鏡的距離 像的正倒 透鏡的焦距 物體到透鏡的距離 像到透鏡的距離 像的正倒 14 20 47 倒立 16 20 80 倒

14、立 14 30 26 倒立 16 30 34 倒立 14 40 22 倒立 16 40 27 倒立 14 60 18 倒立 16 60 22 倒立 11．（1）手持凸透鏡站在離窗戶2米遠，通過透鏡觀察窗外。你看到了什么？ （2）使凸透鏡離你眼睛遠一些，再觀察，你發(fā)現(xiàn)了什么變化？ （3）現(xiàn)在把凸透鏡旋轉(zhuǎn)到窗戶和一頁紙之間，使其離紙近一些?？粗?，慢慢地向窗戶方向移動透鏡。這時，你看到了什么？當你移動凸透鏡時發(fā)生了什么現(xiàn)象？ 12．小明想替爺爺買一副老花鏡，約了幾位同學(xué)到眼鏡店去選購。他看中一副樣式新穎的眼鏡，但不知道是老花鏡還是近視

15、眼鏡，請你為小明提出一個既不傷害眼鏡鏡片，又能最簡便最快的正確判斷的方法，并簡要說明你的理由。 【參考答案】 1．53度 37度 2. 折射 反射 3. 凸透鏡：b d 凹透鏡：a c 4. 前伸 遠 調(diào)焦環(huán) 5.小于 正立、放大的虛像6.凸，改變光的傳播方向 7..B 8.D 9.提示：u<f，物距越大，像越大；實驗時，改變物距，虛像可以用眼睛觀察其大小變化并得到結(jié)論10.在成實像的情況下，物體到凸透鏡的距離相同時，焦距越大，像到凸透鏡的距離越長。11.略 12.可將眼鏡稍靠近物體（如報紙上的字），看物體的像如果是正立的、放大的，則該鏡為老花鏡，因老花鏡是凸透鏡，當物體（或字）放在它的焦距以內(nèi)時會出現(xiàn)正立放大的虛像。而凹透鏡對物體只能形成正立縮小的虛像。