中考物理（苏科版）基础知识专题复习课件：第4章 光的折射 透镜 61页

第四章 光的折射 透镜 （中考物理基础复习） 南京晓庄学院附中 谢庆广 考纲解读 1. 通过实验，探究并了解光的折射现象及特点 . 2. 认识 凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用 . 3. 探究并知道凸透镜成像的规律 . 4. 了解 凸透镜成像规律的应用 . 知识框架 光的传播 光的直线传播 光的反射定律 光的折射规律 小孔成像 平面镜成像 凸透镜成像 知识框架 实验 规律 现象 光的折射 透镜 凸透镜 光的折射 透镜 凹透镜 视力矫正 眼睛原理 视力缺陷 矫正方法 光学性质 成像规律 生活应用 光学性质 生活应用 知识梳理 光的折射概念 光从一种介质 斜射 入另一种 介质 时，传播方向 会 发生 偏折 的现象，叫做光的折射。 小颗粒散射 白板承接 光从空气进入水中时同时发生了 折射和反射 什么叫光的折射？如何显示光路？总是折射吗？还发生什么现象？折射角是哪个角？ 水 空气 N N ’ O 入射光线 反射光线 折射光线 法线 α β γ 折射角 O ’ 强调： 折射角、反射角、入射角都是光线 与法线 的夹角 知识梳理 光的折射规律 水或玻璃 空气 1 . 光从一种介质 斜射入 另一种介质时 折射光线与入射光线和法线在同一平面内 （三线共面） 。 2. 折射光线和入射光线分居法线两侧 （法线居中） 。 3. 角度关系： A. 当光从空气斜射入其它介质中时，折射光线偏向法线方向（ 折射角小于入射角）； B. 当光从其它介质斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向（ 折射角大于入射角） 。 （ 总是空气中的角度大） 4. 光从一种介质 斜射入 另一种介质时，入射角增大，折射角也增大。 5. 当光 垂直射入 其它介质时，传播 方向不改变 。 6. 光的折射也具有可逆性。 1 ．图 12 中， OA ‘ 是光线 AO 的折射光线，请在图中大致画出入射光线 BO 的折射光线． 练一练 2 ．如图 14 所示，一束光射向三棱镜，画出这束光两次折射的大致光路． 练一练 A ’ 知识梳理 光的折射现象 A ’ 总结：空气中看其他介质中像相对于物体靠近界面； 其他介质中看空气中像相对于物体远离界面。 有哪些现象？成的是什么像？为什么？有什么结论？还有什么现象？ 3. 如图所示，是我们从水面上方看到的筷子斜插入水中的情况，其中正确的是（　　） A B C D 练一练 4. 如图 11 所示， a 、 b 是在水中的物点发出的光经水面折射后的两条光线，用 A 、 B 分别表示该物点（或像点）和它的像点（或该物点） ⑴其中 A 表示 。 ⑵完成该物点的成像光路图。 练一练 知识梳理 透镜鉴别方法 —— 形状特征 透镜 凸透镜 凹透镜 中央厚、边缘薄 中央薄、边缘厚 面镜都是利用光的反射，透镜都是利用光的折射 近视眼镜是 透镜，远视眼镜（ 放大镜） 是 透镜。 透镜鉴别方法有哪些？鉴别的原理是什么？凸透镜与凹透镜形状上有什么区别？生活中有哪些应用？光路传播什么特点？ 知识梳理 透镜鉴别方法 —— 成像特点 分别通过凸透镜和凹透镜，观看书上的文字（透镜距书较近），你会发现： 通过 透镜，所看到的物体的像是放大的。 通过 透镜，所看到的物体的像是缩小的。 凹透镜和凸面镜成像性质相同，成正立缩小虚像（猫眼） 凸透镜和凹面镜成像性质相同，都有 5 种情况 前后左右动一动，像的大小远近等有什么变化？ 知识梳理 透镜鉴别方法 —— 光学作用 一束平行光（如太阳光）通过凸透镜，将会发生什么现象？如果把凸透镜换成凹透镜，结果又会怎样？焦点焦距？ F F F F 凸透镜对光有 作用。 会聚 凹 透镜对光有 作用。 发散 平行光经凸透镜后会聚于主光轴上一点，称为 （实） 焦点，用 F 表示。 平行光经凹透镜后发散，反向延长线会聚于主光轴上一点，称为 （虚） 焦点。 焦点到光心的距离交焦距，用 f 表示。 知识梳理 特殊光线 F F F F F F F F F F F F 过心则不变 平行则过（延）焦 过（延）焦则平行 六条特殊光线是什么？你能记得吗啊？ 5 ．请完成如图所示的光路图。 练一练 知识梳理 凸透镜成像规律 物距 u 成像性质 像距 v 应用 U ＞ 2f 倒立缩小实像 f2f 投影仪 U=f 不成像 无穷 平行光源 U ＜ f 正立放大虚像 任意 放大镜 凸透镜成像规律是什么？你能记住吗？有什么发现？ 知识梳理 凸透镜成像规律 —— 归纳总结 f 定虚实 2f 定大小 虚同实异 实倒虚正 F 2 2F F 1 2F O 知识梳理 凸透镜成像规律 —— 移动规律 实像：物距变小，像距变大，像变大 U ↘V ↗ α ↗ 物距变大，像距变小，像变小 U ↗V ↘ α ↘ F 2 2F F 1 2F O 虚像：物距变大，像距变大，像变大 U ↗ V ↗ α ↗ 物距变小，像距变小，像变小 U ↘ V ↘ α ↘ 越靠近焦点像越大 像距越大像越大 知识梳理 凸透镜成像规律 —— 应用举例 当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像 照相机 知识梳理 凸透镜成像规律 —— 应用举例 当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像 测量凸透镜的焦距 还有哪些方法测量凸透镜焦距？ F F f 焦点 焦距 当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像 知识梳理 凸透镜成像规律 —— 应用举例 6 ．把一个凸透镜对准太阳光，在距凸透镜 10cm 处得到一个最小最亮的光斑。若将一物体放在此透镜前 15cm 处，经凸透镜所成的像是（ ） A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、放大的实像 C. 正立、放大的实像 D. 正立、缩小的虚像 练一练 7. 在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于图中所示位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这种成像原理可以制成：（ ） A ．照相机 B ．幻灯机 C ．放大镜 D ．潜望镜 练一练 8. 蜡烛放在离凸透镜 20 cm 的主光轴上，在透镜的另一侧光屏上得到放大的像，若把蜡烛向透镜方向移动 8cm ，则所成的像一定是（ ） A. 缩小的 B. 放大的 C. 正立的 D. 倒立的 练一练 9 ． 小丽用照相机对远处的同学进行拍照，拍出的底片如图 3 乙所示，若相机的焦距不变，要使底片的像如图 3 甲所示，则 ( ) A ．小丽离被拍同学的距离远些，镜头要往前伸 B ．小丽离被拍同学的距离近些，镜头要往后缩 C ．小丽离被拍同学的距离远些，镜头要往后缩 D ．小丽离被拍同学的距离近些，镜头要往前伸 练一练 知识梳理 凸透镜成像规律 —— 应用举例 当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像 放大镜 正常的眼睛调节 知识梳理 眼睛原理 眼睛与照相机的原理相同吗？人眼的 晶状体 相当于什么 ？ 视网膜 相当于什么 ？ 当人观察物体时，物体在视网膜上所成的像是 ？为什么总能看清远近不同的物体？ 知识梳理 视力矫正 —— 近视眼 近视眼 矫正 近视眼 所配戴的镜片是 （凸 / 凹）透镜，他的作用是使使光 （会聚 / 发散） ，从而使像相对于晶状体向 （前 / 后）移，从而使清晰的像落在视网膜上。 近视眼的像成在哪？为什么？如何矫正？什么作用？ 近视眼的像成在视网膜的 前方 ，因为晶状体对光的会聚作用太强了。 远视眼 知识梳理 视力矫正 —— 远视眼 远视眼的像成在哪？为什么？如何矫正？什么作用？ 近视眼的像成在视网膜的 后方 ，因为晶状体对光的会聚作用太弱了。 矫正 远视眼 所配戴的镜片是 （凸 / 凹）透镜，他的作用是使使光 （会聚 / 发散） ，从而使像相对于晶状体向 （前 / 后）移，从而使清晰的像落在视网膜上。 探究回顾 凸透镜成像规律实验 1. 实验时如何调节凸透镜、物体和光屏？ 2. 如何读取数据？ 3. 实验要找到怎样的像？ 4. 试验中怎么移动光屏都无法得到清晰的像的原因有哪些？ 5.. 虚像如何观察？ 6. 如果要想把像向上移动，怎么做？为什么？ 7. 实验中多次实验的目的是什么？ 8. 如果把透镜遮盖一半，像会发生怎样变化？ 题 12 10 ．在研究凸透镜成像实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图中的（ ） 练一练 11. 在 “ 探究凸透镜成像特点 ” 的实验中： (1) 实验时，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，如图所示（ P 点在 2 倍焦距处），你解决的方法是 . (2) 调整后，把蜡烛移到 A 点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向 （选填 “ 左 ” 或 “ 右 ” ）移动，这次成的是倒立、 的实像，应用这一原理制成的光学仪器是 . (3) 再把蜡烛移到 B 点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的 像，要想看到这个像，应从图中的 （选填 “ C ” 或 “ Ｄ ” ）箭头所示的方向去观察． 练一练 探究回顾 视力矫正实验 有几类情况？实验有几种做法？如何移动光屏得到清晰的像？视网膜的位置在哪？实验的结论是什么？ 12 ．如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是眼睛观察的物体。 拿一个近视眼镜给 “ 眼睛 ” 戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是 ( ) A ．将光屏适当远离凸透镜 B ．将蜡烛适当远离凸透镜 C ．将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜 D ．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜 练一练 重点辨析 会聚发散 透镜对光线的会聚、发散作用，是指 折射光线相对原人射光线的方向而言若折射光线相对于入射光线向主光轴靠拢就是会聚作用，若远离主光轴就是发散作用 . 不要把透镜的会聚作用和发散作用与会聚光线和发散光线相混淆， 前者是一种功能，后者是一种现象 . 什么叫会聚光线？发散光线？什么叫会聚作用？发散作用？ F F f 焦点 焦距 F F 13. 如图所示，虚线方框内各放置一个透镜，发光点 S 发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示，则 A. 甲为凹透镜，乙为凸透镜 B. 甲、乙都为凸透镜 C. 甲为凸透镜，乙为凹透镜 D. 甲、乙都为凹透镜 练一练 重点辨析 放大与变大 “ 放大 ” 、 “ 缩小 ” 是指 像与物相比较 的结果，像比物大称为 “ 放大 ” ，反之称为 “ 缩小 ” ， “ 变大 ” 、 “ 变小 ” 指的是 像本身的变化 情况，后一次成的像比前一次成的像大称为 “ 变大 ” ，反之称为 “ 变小 ” . F 2 2F F 1 2F O 作图解答折射光线位置的要点 1. 不论光从空气射向其他介质，还是光从其他介质射向空气，光线在界面偏折时，总是在空气中的那个角（光线与法线的夹角）大． 2. 分清“两角”关系后，要重视法线的作用，只有在确定了法线位置后，再结合折射规律 进行分析，折射角是大于人射角，还是小于人射角，才能画出折射光线的大致方向． 3. 分清“三线”关系，光发生折射时，折射光线与人射光线、法线在同一平面内；折射光线 和人射光线分居法线两侧． 4. 对生活中一些光的折射现象要明确光的传播方向．在解释有关光现象时，应避免出现“眼睛发光，’（把人眼看成光源）的错误．要知道人观察物体时，视线是逆着光线的． 重点辨析 折射光路 14 ．如图 13 所示，一个不透光的容器底部的正中央 P 点有一只青蛙，起初，容器中没有水，青蛙能看到的视野范围如图 (a) 所示，然后在容器中灌满水，仍在 P 点的青蛙视野范围是否变化 ? 请在图 (b) 中图示说明。 练一练 15. 如图所示， B 是人眼在 A 处看见的河底一白色鹅卵，这是由于光的折射形成的 像（选填虚或实）若在 A 处用激光笔对准像 B 照射，则该激光 照射到河底的白色鹅卵石上（选填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” ）． 练一练 1. 小华让激光笔发出的激光束通过不均匀的蜂蜜水，会看到如图 3 所示现象，这是由于发生了 A ．光的直线传播 B ．光的反射 C ．光的折射 D ．光的色散 典型例题 考点 1 ：三个原理 2. 图 1 所示的现象中，属于光的反射的现象是 A B C D 典型例题 考点 1 ：三个原理 3 ．如 图所示是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水。在两池的中央各竖立着一只长度相同且比池深略高的标杆。当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子，下列说法中正确的是 （ ） A ．未装水的池中标杆影子较长 B ．装水的池中标杆影子较长 C ．装水的池中标杆没有影子 D ．两池中标杆影子长度相同 典型例题 考点 2 ：光的折射 4 ．某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上，当池内无水时，站在池旁左边的人，看到在 S 点形成一个亮斑，如图 5 所示，现往池内灌水，水面升至 a 位置时，人看到亮斑的位置在 P 点；如果水面升至 b 位置时，人看到亮斑的位置在 Q 点，则 A ． P 点在 S 点的下方， Q 点在 S 点的上方 B ． P 点在 S 点的上方， Q 点在 S 点的下方 C ． P 点在 S 点的上方， Q 点在 S 点的上方 D ． P 点在 S 点的下方， Q 点在 S 点的下方 典型例题 考点 2 ：光的折射 5. 如图㈢所示，有一束光线从空气射入某种透明介质，在分界面处发生反射和折射。则 ______ 是反射光线， 是折射光线，请你在图中完成光路图。 典型例题 考点 2 ：光的折射 6. 如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径，在方框内填上合适的光学 元件 。 典型例题 考点 3 ：透镜作用 7. (2 分 ) 入射光线和出射光线如图所示， 在方框内填上合适的光学元件。 典型例题 考点 4 ：特殊光线 8 ．如图所示，小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等），他所看到的虚像可能是 典型例题 考点 8 ：凸透镜成像规律 9. 某班同学在 “ 探究凸透镜成像规律 ” 的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离 u 跟像到凸透镜的距离 v 之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是 ( ) A ．该凸透镜的焦距是 20cm B ．当 u =15cm 时，在光屏上能得到一个缩小的像 C ．当 u =25cm 时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D ．把物体从距凸透镜 10cm 处移动到 30cm 处的过程中，像逐渐变小 典型例题 考点 8 ：凸透镜成像规律 10. 在探究凸透镜成像规律的实验中，当两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于图 9 所示的位置时，光屏上 C 、 D 两处会得到清晰 ______ （选填 “ 缩小 ” 、 “ 等大 ” 或 “ 放大 ” ）的烛焰的像，生活中的光学器件 ________ 就是利用这一成像规律工作的。用一厚纸板挡住 A 处的烛焰，在光屏上 _____ （选填 “ C ” 或 “ D ” ）处仍能得到一个清晰的像。由此可知 A 、 B 、 C 三个透镜的焦距关系为 （ ） A 、 fA ＞ fB ＞ fc B 、 fc ＞ fA ＞ fB C 、 fA ＜ fB ＜ fc D 、 fB ＜ fc ＜ fA 透镜 像的性质 A 放大 倒立 实像 B 缩小 倒立 实像 C 放大 正立 虚像 典型例题 考点 8 ：凸透镜成像规律 11 ．烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个倒立放大的像，若保持凸透镜位置不变，把烛焰和光屏的位置对调一下，则：（ ） A ．光屏上仍能得到一个倒立放大的像 B ．光屏上得到一个倒立缩小的像 C ．透过透镜可观察到一个正立放大的像 D ．光屏上没有像，需调节光屏位置才能成像 典型例题 考点 8 ：凸透镜成像规律 凸透镜焦距 /cm 14 14 14 14 16 16 16 16 物体到凸透镜距离 /cm 20 30 40 60 20 30 40 60 像到凸透镜距离 /cm 47 26 22 18 80 34 27 22 像的正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 12. 请分析以上数据，你能得到什么结论？（写出两条即可） (1)__________________________________ (2)__________________________________ 典型例题 考点 8 ：凸透镜成像规律 13. 图表示分别从凸透镜的两倍焦距和一倍焦距处射向透镜的光线。请在图中画出它们通过透镜后的光路（ P 是与透镜距离等于 2 倍焦距的位置）。 典型例题 考点 9 ：作图 14. 如图所示， OO ’ 为凸透镜的主光轴， S ’ 为点光源 S 经凸透镜成的像， SA 为光源 S 发出的一条光线，请在图中适当的位置画出凸透镜，并完成光线 SA 通过凸透镜的光路图。 典型例题 考点 9 ：作图 15 ．小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图 7 所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离 L ，那么，凸透镜的实际焦距 A ．一定小于 L B ．一定大于 L C ．可能等于 L D ．可能小于 L 、也可能大于 L 典型例题 考点 10 ：实验 16. 某同学在做探究光的折射特点实 验，右图是光从空气射入水中时的光路．实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．通过实验还得到如下数据： (1) 分析表中数据，可得出结论：①光从空气斜射到水面时，将同时发生 ▲ 和 ▲ 现象；②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是： ▲ ，且折射角 ▲ （大于／等于／小于）入射角．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零． 该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点． (2) 请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价．是否存在不足？答： ▲ （是／否）；请简要说明理由： ▲ ． 入射角 α ０ ° 15° 30° 45° 60° 反射角 β ０ ° 15° 30° 45° 60° 折射角 γ ０ ° 11° 22.1° 35.4° 40.9° 典型例题 考点 10 ：实验 ▲ 　▲　▲ 17. 某小组在探究凸透镜成像规律时，不小心将透镜掉在地上碎成三块．他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等，于是选取其中一块镜片，准备测量其焦距． （ 1 ）请你设计一个简单实验，测量所选镜片的焦距．所用的主要器材有 ▲ ；在图中虚线框内画出你所设计的实验示意图．（图中镜片已画出） （ 2 ）测量后，发现这块镜片的焦距与原透镜相等，由此他们得出 “ 每块镜片的焦距都与原透镜相等 ” 的结论．他们这种推断方法存在的主要问题是 ▲ ． 透镜焦距影响因素： 形状（越凸越小越凹越小）、 材料（光速越小焦距越小）、 光的频率（频率越大焦距越小） 典型例题 考点 10 ：实验 18. 小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论．请你将空缺部分补充完整。 (1) 则该透镜的焦距为 cm ． (2) 按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中．①上表中实验序号 2 中像的性质为 ，实验序号 4 中像距为 cm ② 当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 ( 选填 “ 靠近 ” 或 “ 远离 ” ）透镜的方向移动． (3) 对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为 12.00cm 时，有三个小组所测像距分别为 23.00cm,24.00cm,26.00cm 。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是 ___________ 典型例题 考点 10 ：实验 19. 小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验 . 小华进行实验探究时，把蜡烛从离透镜较远的地方逐渐向透镜移动，调整光屏位置，在光屏上测出了不同位置时像的高度．并将数据填在表格中 . （凸透镜焦距 f=l0 cm ）小华同学通过实验数据得出的结论是：物体到凸透镜距离越近。像就越大．请你对她的实验过程及实验结论作出点评 ._ . 物体到凸透镜距离 u ／ cm 60 30 20 15 12 像的高度 h ／ cm 0.4 l 2 4 10 典型例题 考点 10 ：实验 20 ．（ 6 分）在“研究凸透镜成像规律”的实验中，提供的器材有：蜡烛（附火柴）、凸透镜（焦距约为 5cm ）、光屏和光具座 ( 标尺的刻度范围是“ 0—100cm”) 。 （ 1 ）将蜡烛和透镜放在图 14 所示的位置，点燃蜡烛，要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 ▲ （选填“左”或“右”）适当移动，才能在光屏上得到一个清晰的倒立、 ▲ 的实像； 在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是 ▲ 。 （ 2 ）研究发现，物体距离透镜越远，所成像的位置越接近焦点，若物体距离透镜足够远时，所成的像与透镜间的距离就近似等于透镜的焦距。根据这个道理，利用提供的器材估测凸透镜的焦距。为了使测量的结果尽可能准确： A ．将图中的蜡烛移至光具座上 ▲ cm 刻线位置； B ．将图中光屏移至光具座上 ▲ cm 刻线位置； C ．将图中的凸透镜向 ▲ ( 选填 “左”或“右”）移动，直到光屏上出现清晰的亮点，记下此时像与透镜间的距离。 典型例题 考点 10 ：实验