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1.光的折射现象光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向发生变化的现象
2.光的折射规律
(1)折射光线跟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两侧
(2)光由空气斜射入水或其他介质时,折射角小于入射角;光由水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角;当光线垂直入射时,传播方向不改变入射角增大时折射角也随着增大,反之,入射角减小,折射角也随着减小
(3)折射时光路是可逆的
3.凸透镜和凹透镜
(1)透镜的光心、主光轴光心薄透镜的中心,通过光心的光线传播方向不变主光轴通过两个球面球心的直线
(2)焦点、焦距、物距、像距焦点跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后,在主光轴上会聚的点叫实焦点;跟主光轴平行的光通过凹透镜折射发散后,折射光线的反方向延长线与主光轴相交的点叫虚焦点焦距焦点到透镜光心的距离物距物体到透镜光心的距离像距像到透镜光心的距离
(3)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用,如图所示注要搞清会聚作用和会聚光束、发散作用和发散光束,从而真正了解透镜的作用会聚光束是指相交或将会相交的光束;发散光束是指没有相交直到最后也永远不会相交的光束而会聚作用和发散作用都具有相对意义,会聚作用指折射后的光线相对原来的光线要“靠拢”些,即在入射光线延长线的内侧;发散作用指经透镜折射后的光线较原入射光线发散些,即在入射光线延长线的外侧,所以看见出射光线不能轻易下结论是发散了还是会聚了,所经过的透镜也不能轻易下结论是会聚透镜(凸透镜)还是发散透镜(凹透镜)
(4)凸透镜成像规律
(5)透镜成像作图凸透镜的三条特殊光线是
①跟主光轴平行的光线,经凸透镜折射后通过焦点;
②通过焦点的光线,经过凸透镜折射后平行于主光轴;
③通过光心的光线,经过透镜后方向不变凹透镜的三条特殊光线是
①跟主光轴平行的光线,经凹透镜折射后发散,反向延长线过虚焦点;
②延长线通过焦点的光线,经过凹透镜折射后平行于主光轴;
③通过光心的光线,经过透镜后方向不变
4.颜色之谜
(1)光的色散牛顿色散实验证明白光不是单色的,是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光混合而成的白光通过三棱镜后形成的彩色光带的原因是同一个三棱镜对不同色光的偏折本领不同对红光偏折最小,对紫光的偏折最大,所以才会形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光谱
(2)物体的颜色
①透明体的颜色是由它透过的色光决定的光的颜色与透明体的颜色相同时,光可透过物体;若光的颜色与透明体的颜色不同时,光就透不过物体
②有色的不透明体反射与它颜色相同的光
(3)色光的混合光的三原色为红、绿、蓝三种颜色由红、绿、蓝三种色光可以混合出不同的色光,彩色电视机就是利用光的这种原理
(4)颜料的混合颜料的三原色为红、黄、蓝三种颜色红、黄、蓝这三种颜料按一定的比例混合能调出各种不同的颜色来二.重、难点分析
1.实像和虚像的异同
2.物距、像距及像的大小变化规律物体成实像时(时),当物距逐渐减小时,像距会逐渐增大,像的大小也逐渐变大;当物距逐渐增大时,像距会逐渐减小,像的大小也逐渐变小物体成虚像时(时),当物距逐渐减小时,像的大小也逐渐变小;物距逐渐增大时,像的大小也逐渐变大总之,无论物体成实像还是成虚像,只要是物体向着焦点靠近时,像就会逐渐变大;反之,物体向着远离焦点处移动时,像就会逐渐变小更上一层楼––––典型例题剖析例
1.下列现象中属于光的折射现象的是()A.太阳光穿过树叶间的小空隙,在地面上留下了光斑;B.人在河边看见“白云”在水中飘动;C.斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折了;D.电线杆在阳光下出现影子解析太阳光穿过树叶间的小空隙在地面上留下光斑,这是小孔成像,属于光的直线传播现象;人在河边看见“白云”在水中“飘动”,水中的“白云”是白云的虚像,平静的水面相当于平面镜,这相当于平面镜成像,属于光的反射现象;斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折了,是由于水中的筷子反射的光线在水面处发生了折射,折射角大于入射角,眼睛逆着光线看去就觉得筷子向上弯折了,这是光的折射现象;电线杆在阳光下出现影子是由于光的直线传播形成的本题答案为C例
2.如图所示,有一条光线从空气射入某种介质,在分界面处发生反射和折射,则___________是入射光线,_________是反射光线,____________是折射光线,界面的________侧是空气解析这是一道比较经典的题目,一般就是利用光的反射定律和折射规律来判断,这里我们介绍一种解这种题的巧妙方法将图中MM”与NN”在平面上所分成的四个区域看成数学上的四个象限,由图2可知在第
一、
三、四象限是相邻的,且每个象限内均有一条光线,则该三个相邻象限中的中间象限内的光线为反射光线,即OC为反射光线;再根据反射角等于入射角,很容易看出,所以OB为入射光线,NN”为界面,MM”为法线,空气中的角是最大的,由,所以界面的右侧为空气,答案BO,OC,OA,右注
(1)若题中没有给出界面(NN”)和法线(MM”),我们可以模仿图2,自己先画出界面和法线,从而得到四个象限,使其中有三个相邻的象限内均有一条光线,则这三个象限的中间一个象限内的光线即为反射光线
(2)当光从一种介质斜射入另一种介质时,不管是折射角,还是入射角,总之,在我们所见的常见介质中,光在空气中的角(折射角或入射角)一般是最大的例
3.为了制作一束平行光,班里的同学提出了以下的方法,你认为可行的方法是()A.选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的焦点上;B.选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的焦点上;C.选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的2倍焦点处;D.选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的2倍焦点处解析凹透镜对光线具有发散作用,无论将小灯泡放在它的焦点上,还是2倍焦点处,灯泡所发出的光射到透镜上都是发散的,这些光通过透镜后会更加发散,不会得到平行光,故选项A、C错误;凸透镜对光线具有会聚作用,它能使平行于主光轴入射的光线,会聚到焦点上,由光路的可逆性可知,从焦点上发出的光经凸透镜后,会平行于主光轴射出;当发光点在凸透镜的2倍焦点处时,灯泡所发出的光则会聚到透镜另一侧的2倍焦点处,不会是平行的,本题答案为B例
4.如图3所示,将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置,凸透镜和平面镜相距为d,一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜,经平面镜反射后会聚于两镜的中点A,则此凸透镜的焦距为()A.dB.C.D.解析本题将凸透镜与平面镜结合在一起进行考查,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到焦点上,但光线还未到达焦点时,就被一平面镜反射了,由图可知,如果没有平面镜的话,光线应会聚在平面镜后点A的像点上,由平面镜成像规律,A的像点到平面镜的距离与点A到平面镜的距离是相等的,所以焦距,本题答案为C例
5.在探究凸透镜成像规律的实验中,小明同学无论怎样移动光屏,在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像,造成这种现象的原因可能是()A.蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上;B.蜡烛距凸透镜距离大于焦距;C.蜡烛距凸透镜距离小于焦距;D.蜡烛距凸透镜距离等于焦距解析在该实验中,光屏上不能呈现清晰的像的原因无非有两个一是实验中所成的像为虚像或根本不能成像;二是由于光屏放置的位置不合适而承接不到所成的实像当蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上时,蜡烛即使成实像,实像的位置会比光屏的位置偏高或偏低,从而可能导致光屏上承接不到清晰的像,所以A项正确;当蜡烛距凸透镜的距离大于焦距时,蜡烛一定会成一个实像(可能是放大的,也可能是缩小的),如果其它操作正确的话,在光屏上应该能承接的到这个像,所以B项错;当蜡烛距凸透镜的距离小于焦距时,蜡烛成的是虚像,根本无法用光屏来承接,所以C项也正确;当蜡烛距凸透镜的距离等于焦距时,经过凸透镜后的光线是平行的,不能成像,所以D项也正确本题答案为ACD例
6.如图画出了光线通过透镜前、后的方向,请在图中虚线框内画出适当类型的透镜解析甲图中的透镜使光线的会聚点向后移动了,这说明透镜对光线起到了发散的作用,所以甲图中应为凹透镜乙图中的透镜将本应聚集于一点的光线变成了平行光线,这也是对光线起到了发散的作用,所以乙图中也应为凹透镜答案凹透镜凹透镜评注此类题在判断透镜的类型时,关键是看透镜对光线起到了什么样的作用,本题除了利用以上方法进行判断外,还可比较折射光线与入射光线,看它们是相互“靠近”还是相互“远离”(即折射光线与入射光线相比,是“偏离”了主光轴,还是“偏向”了主光轴)如果折射光线相互远离,透镜对光线起发散作用,应为凹透镜;反之,若对光线起的是会聚作用,则为凸透镜例
7.下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、P”是与透镜距离等于2倍焦距的位置)解析本题是一道关于光路的作图问题,主要考查的是凸透镜对光线的作用,凸透镜的成像规律,及光学作图的知识凸透镜对光线有会聚作用,当光线经焦点射向透镜时,这条光线经透镜后会平行于主光轴射出;当光线经过透镜的二倍焦距处射向透镜后又会怎样呢?因为物体在凸透镜的二倍焦距处所成的像是等大的实像,所以我们可以将左边的点P看作透镜前的一个物点,则点P通过凸透镜所成的像点应在透镜的右边,且这两点是关于透镜对称的,所以这条光线经凸透镜折射后应经过右边的点P”,答案如图所示例
8.某校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示,现往池内注水,水面升至a位置时,站在池旁的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点的上方,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点的下方,Q点在S点的上方;D.P点在S点的下方,Q点在S点的下方解析水面升至a位置时,光线经水面斜射入空气中会发生折射,折射角大于入射角,P点在S点下方;水面升至b位置时,光线在水中是沿直线传播到S点的,但由S点到人眼时,又会在水面处发生折射,而此时,人看到的亮斑Q在S点上方,这就类似于人在岸边看到水底变浅是一个道理,本题答案为C例
9.如图所示,是一种称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯时什么也看不见,斟上酒,杯底立即显现出栩栩如生的仙女图,下列对仙女图形成原因的探讨,正确的是()A.可能是酒具有化学显影作用;B.可能是酒液的反射,在酒中出现放大的像;C.可能是图片在杯底凸透镜焦点处成放大的像;D.可能是斟酒后杯底凸透镜焦距变大,使图片在一倍焦距以内,成放大的虚像解析本题实际上是一道推理题或猜想题,它需要结合神奇酒杯运用光的折射知识进行合理的推理,从而得出正确结论酒不具有化学显影作用,也不是显影材料;所见到的“七仙女”若是酒液的反射而形成的像,应是等大的而不是放大的;若图片在杯底凸透镜焦点处时,图片是不能通过凸透镜成像的,自然我们也就无法看到栩栩如生的“七仙女”了;只有当图片在凸透镜的一倍焦距之内,图片才会成正立的、放大的虚像在没有斟酒时,我们看不到“七仙女”,当斟上酒后,我们就可以看到了,这说明只有斟上酒时,图片才会在这个凸透镜的一倍焦距之内,显然这是酒液使凸透镜的焦距变大了本题的答案为D例
10.小明和小红用焦距相等的照相机对同学小强拍照,洗出的底片分别为图中的甲和乙,则()A.小红离小强的距离近;B.小明和小红离小强的距离相同;C.小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再减小镜头到底片的距离;D.小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再增大镜头到底片的距离解析小明和小红用同样焦距的照相机对同一物体(小强)拍照,所拍出的小强的图像不一样大,由凸透镜的成像规律可知,当物距大于2倍焦距时,物体越远所成的像就越小,所以小明离小强较近,而小红离小强较远,选项A、B错误;凸透镜成实像时,具有“同向移动”的原则,即当物距减小时,像距就应增大,反之,当物距增大时,像距就应减小,否则不会成清晰的像小红要使底片上的像变大,则应向小强靠近,即减小物距,所以应同时增大像距,即增大镜头到底片的距离本题答案为D沙场秋点兵#0;#0;中考命题新动向例
1.(2005年,湖北黄冈)下面四种光的折射光路图中,正确的是()解析本题主要考查的是有关光的折射规律的知识,当光从空气斜射入其它介质或水中时,光线要发生折射,折射光线与入射光线、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,本题答案为B例
2.(2005年,山东济南)许多家庭的门上都装有防盗门镜(俗称“猫眼”)从室内透过防盗门镜向外看,可以看到来客的正立、缩小的像由此可以断定,此时防盗门镜的作用相当于一个()A.凸透镜B.凹透镜C.三棱镜D.玻璃砖解析本题结合生活实际中防盗门上的“猫眼”考查了透镜成像的知识,由题意可知,物体(来客)通过“猫眼”所成的是正立、缩小的像,当凸透镜成正立的像时,像应是放大的,而不是缩小的;三棱镜对光具有色散作用,可以将白光分散成七色光;玻璃砖只是将射入和射出光线发生平移,但不会成缩小的像;只有凹透镜能使物体成正立、缩小的像本题答案为B例
3.(2005年,重庆)当小玲在观察阳光通过甲、乙两个眼镜在地面上形成的光斑时,发现两个眼镜形成的光斑不同阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮,而阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗,由此可以判断眼镜甲是_________透镜,眼镜乙是_______透镜解析本题主要考查的是透镜对光线的作用及眼镜的相关知识,凸透镜对光线有会聚作用,所以凸透镜又叫“会聚透镜”,它能使照射到它上面的太阳光发生会聚,在地上形成一个光斑或亮点,所以眼镜甲的镜片应是凸透镜,它是远视镜(老花镜);凹透镜对光线具有发散作用,又叫“发散透镜”,它能使照射到它上面的太阳光发散开去,在地上形成一个光亮的圆环,所以眼镜乙的镜片应是凹透镜,它是近视镜答案凸,凹例
4.(2005年,江苏无锡)有一次,小明在他家的写字台玻璃台板上面滴了一滴水,透过水滴看过去,他发现压在台板下报纸上的文字变大了这是由于此时的水滴相当于一个___________,报纸上的文字经过水滴折射后形成一个放大的___________像(填“实”或“虚”)解析通过水滴能够看到物体放大的像,这是每个中学生都可能有过的经历,可是对于大部分中学生来说对这种现象却是熟视无睹,本题正是利用生活中这些与物理知识相关却又经常熟视无睹的小事来考查放大镜的相关知识,从而提醒学生要多注意身边的物理现象,使学生意识到物理就在身边,本题既考查到了相应的知识点,又引导学生养成良好的学习习惯,可谓一举两得答案放大镜(凸透镜),虚例
5.(2005年,辽宁大连)物理老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水,两天后,同学们来到实验室上课,一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水,发现了一个奇特的现象白糖水中的光路不是直线,而是一条向下弯曲的曲线,如图所示,关于对这个现象的解释,同学们提出了以下猜想,其中能合理解释该现象的猜想是()A.玻璃缸的折射作用;B.激光笔发出的光线不绝对平行;C.白糖水的密度不是均匀的,越深密度越大;D.激光笔发出的各种颜色的光发生了色散解析本题是一道探究性实验问题,让我们根据已有的知识,结合实验现象,进行合理的推理与猜想,这种类型的题目,是近几年来中考试题的热点问题,也是中考试题发展的一个趋向题中光线在白糖水中的光路为一条曲线,光是沿直线传播的,那为什么这束光在白糖水中的传播路线是曲线呢?这显然是在传播的过程中发生了逐步的折射而形成的,我们知道光在同种均匀的介质中是沿直线传播的,本题中的介质(白糖水)虽然是同种介质,但光并没有沿直线传播,这说明这杯白糖水的密度并不是均匀的,所以本题中C项的猜想是合理的;而A项中玻璃缸的折射作用只能作用在玻璃缸壁附近,不会作用于白糖水中;B项中激光笔发出的光线应是绝对平行的;D项中的色散是指将一束白光色散成七束不同颜色的光,与题中的现象没有关系,所以A、B、D三项都是不合理的本题答案为C例
6.(2005年,南京)如图所示,一束光射向三棱镜,画出这束光两次折射的大致光路解析作图题也是中考中的一种常见题型,本题是一道关于光的折射问题的作图题,光从一种介质斜射入另一种介质时,在介质表面上会发生折射现象,在作图的过程中应该注意光线经三棱镜射入和射出的过程中,在表面上发生了两次折射,第一次是光从空气中斜射入玻璃中,折射角小于入射角,第二次是光从玻璃中斜射入空气中,折射角大于入射角,光线经过三棱镜的过程中,光路的总体趋势是向三棱镜的底部折射了,即向三棱镜较厚的一面折射了答案如图所示例
7.(2005年,江苏宿迁)李华在洪泽湖乘船游玩时,发现水面下某处有一只青蛙(如图所示),他用激光笔照射到了这只青蛙
(1)请你在图中画出李华在照射青蛙时的入射光线(斜射)、折射光线和反射光线;
(2)李华看到的“青蛙”比青蛙的实验位置距水面是深一些,还是浅一些?答________________________________________________解析
(1)本题主要是将光的折射知识与实际相联系的一道趣味性很强的试题,由光路的可逆性可知,当激光笔发出的光照到青蛙身上时,青蛙身上反射的光也同时返回到了激光笔上为了将光线的位置画的更准确一些,我们可先画出从青蛙身上斜射向水面的一条反射光线,将这条光线作为从水中斜射向空气中的入射光线,然后依据折射规律画出它在空气中的折射光线,然后只要将这两条光线的箭头反向标出,即为本题中所要求的入射光线与折射光线了,最后画出反射光线即可答案如图所示
(2)我们之所以能够看到青蛙,就是因为青蛙身上反射的光线传到了我们的眼睛里,由于光从水中斜射到空气中时,折射角大于入射角,人又总是感觉到光是沿直线传到自己眼睛中的,所以看到的“青蛙”实际上是青蛙的虚像,它比青蛙的实际位置要浅一些,这与我们看到湖底“变浅了”是一个道理蒅蚄肄莀蒄袆袇莆蒃罿膃节蒃蚈羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莂蒀薃腿芈蕿蚅羂膄薈螇膈肀薇罿羀葿薇虿袃莅薆螁聿芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莂蚂螈肅芈蚁袀袈膄蚁薀肄膀蚀螂羆蒈虿袅膂莄蚈羇羅芀蚇蚇膀膆芄蝿羃肂莃袁膈莁莂薁羁芇莁蚃膇芃莀袅肀腿荿羈袂蒇荿蚇肈莃莈螀袁艿莇袂肆膅蒆薂衿肁蒅蚄肄莀蒄袆袇莆蒃罿膃节蒃蚈羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莂蒀薃腿芈蕿蚅羂膄薈螇膈肀薇罿羀葿薇虿袃莅薆螁聿芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莂蚂螈肅芈蚁袀袈膄蚁薀肄膀蚀螂羆蒈虿袅膂莄蚈羇羅芀蚇蚇膀膆芄蝿羃肂莃袁膈莁莂薁羁芇莁蚃膇芃莀袅肀腿荿羈袂蒇荿蚇肈莃莈螀袁艿莇袂肆膅蒆薂衿肁蒅蚄肄莀蒄袆袇莆蒃罿膃节蒃蚈羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莂蒀薃腿芈蕿蚅羂膄薈螇膈肀薇罿羀葿薇虿袃莅薆螁聿芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莂蚂螈肅芈蚁袀袈膄蚁薀肄膀蚀螂羆蒈虿袅膂莄蚈羇羅芀蚇蚇膀膆芄蝿羃肂莃袁膈莁莂薁羁芇莁蚃膇芃莀袅肀腿荿羈袂蒇荿蚇肈莃莈螀袁艿莇袂肆膅蒆薂衿肁蒅蚄肄莀蒄袆袇莆蒃罿膃节蒃蚈羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莂蒀薃腿芈蕿蚅羂膄薈螇膈。