1、第四章光的折射透镜1.1.定义定义:光从一种介质斜射入另一种介质时光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生传播方向发生_的现象。的现象。知识点知识点1 1光的折射光的折射课标要求课标要求通过实验通过实验,探究并了解光的折射现象及其特点探究并了解光的折射现象及其特点偏折偏折2.2.折射特点折射特点(如图如图):):(1)(1)共面共面:折射光线、入射光线和法线在折射光线、入射光线和法线在_内。内。(2)(2)异侧异侧:折射光线、入射光线分别位于折射光线、入射光线分别位于_两侧。两侧。同一平面同一平面法线法线(3)(3)角不等。角不等。定性定性:、玻璃等其他透明介质。、玻璃等其他透明介质。变性
2、变性:折射角随着入射角的增大而折射角随着入射角的增大而_。(4)(4)当光从空气垂直射入水当光从空气垂直射入水(或其他透明介质或其他透明介质)中时中时,传播方向传播方向_,_,折射角等于折射角等于_。增大增大不变不变零零3.3.折射现象折射现象:水中的光线斜射入空气中时发生水中的光线斜射入空气中时发生_,_,折射角折射角_入射角入射角,逆着光线看过去逆着光线看过去,池水好像变池水好像变“浅浅”了。了。折射折射大于大于知识点知识点2 2透镜透镜课标要求课标要求认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用1.1.两种透镜两种透镜:(1)(1)图甲表示图甲表示_镜镜,
3、对光线具有对光线具有_作用。作用。凸透凸透会聚会聚(2)(2)图乙表示图乙表示_镜镜,对光线具有对光线具有_作用。作用。如图是应用凸透镜对光线的如图是应用凸透镜对光线的_作用作用,易燃物应放在凸透镜的易燃物应放在凸透镜的_处。处。凹透凹透发散发散会聚会聚焦点焦点2.2.透镜的奥秘透镜的奥秘:(1)(1)现象现象:光经过三棱镜后由于光经过三棱镜后由于_向底面偏折。向底面偏折。(2)(2)实质实质:透镜可以看成由一些形状相似的透镜可以看成由一些形状相似的_组成。组成。折射折射棱镜棱镜知识点知识点3 3凸透镜成像规律及其应用凸透镜成像规律及其应用课标要求课标要求探究并知道凸透镜成像的规律探究并知道凸
4、透镜成像的规律;了解凸透镜成了解凸透镜成像规律的应用像规律的应用1.1.凸透镜成像规律及其应用凸透镜成像规律及其应用:与物与物位置位置像的特点像的特点像距像距应用应用u2fu2f异侧异侧_像像fv2ffv2f_ _u=2fu=2f异侧异侧_像像v=2fv=2f测焦距测焦距fu2ffu2fv2f_ _ 项目项目物距物距倒立、缩小的实倒立、缩小的实照相机照相机倒立、等大的实倒立、等大的实倒立、放大的实倒立、放大的实投影仪投影仪正立、放大的虚像正立、放大的虚像放大镜放大镜2.2.眼睛与视力矫正眼睛与视力矫正:(1)(1)眼睛。眼睛。结构结构:晶状体相当于晶状体相当于_,_,视网膜相当于照相机的视网膜
5、相当于照相机的_。成像特点成像特点:_:_、_的实像。的实像。(2)(2)近视眼与远视眼的特点与矫正近视眼与远视眼的特点与矫正:类型类型_成像位置成像位置像成在视网膜前像成在视网膜前像成在视网膜后像成在视网膜后矫正矫正_ 光路图光路图项目项目凸透镜凸透镜胶片胶片倒立倒立缩小缩小近视眼近视眼远视眼远视眼凹透镜凹透镜凸透镜凸透镜3.3.望远镜望远镜:(1)(1)作用作用:能使远处的物体在近处成像。能使远处的物体在近处成像。(2)(2)两种望远镜及成像特点两种望远镜及成像特点:种类种类目镜目镜物镜物镜成像特点成像特点伽利略望远镜伽利略望远镜_凸透镜凸透镜_像像开普勒望远镜开普勒望远镜_凸透镜凸透镜_
6、像像凹透镜凹透镜正立的虚正立的虚凸透镜凸透镜倒立的虚倒立的虚4.4.显微镜显微镜:(1)(1)组成组成:物镜和目镜都是物镜和目镜都是_。(2)(2)物镜物镜:成成_像。像。(3)(3)目镜目镜:成成_像。像。凸透镜凸透镜倒立、放大的实倒立、放大的实正立、放大的虚正立、放大的虚(1)(1)光线射到水面上同时发生光线射到水面上同时发生和和。(2)(2)我们看到水中的鱼是光的我们看到水中的鱼是光的形成的形成的像。像。(3)(3)我们看到的鱼比实际的鱼大一些我们看到的鱼比实际的鱼大一些,是因为鱼缸相当于是因为鱼缸相当于,成成像。像。参考答案参考答案:(1)(1)光的反射光的折射光的反射光的折射 (2)
7、(2)折射虚折射虚(3)(3)凸透镜正立、放大的虚凸透镜正立、放大的虚高频考点高频考点1 1光的折射特点及作图光的折射特点及作图中考题眼中考题眼光的折射特点光的折射特点根据光的折射特点作图根据光的折射特点作图标注入射角、折射角标注入射角、折射角1.1.光射到不透明物质上光射到不透明物质上,只发生反射只发生反射;光射到透明物质上光射到透明物质上,既发既发生反射生反射,又发生折射。又发生折射。2.2.在折射现象中在折射现象中,光路是可逆的。光路是可逆的。3.3.入射角、折射角都是光线与法线的夹角。入射角、折射角都是光线与法线的夹角。4.4.光发生折射时光发生折射时,空气中的角总是空气中的角总是“大
8、角大角”。5.5.作折射光线时作折射光线时,可将入射光线延长作为辅助线。可将入射光线延长作为辅助线。6.6.作图步骤作图步骤:一找点一找点(折射点折射点)二画线二画线(法线法线)三定角。三定角。【易错警示易错警示】(1)(1)入射光线、折射光线一定过入入射光线、折射光线一定过入(或折或折)射点。射点。(2)(2)入射光线、反射光线、折射光线一定要用带箭头的实线。入射光线、反射光线、折射光线一定要用带箭头的实线。(3)(3)法线、入射光线和反射光线及折射光线的反向延长线一定法线、入射光线和反射光线及折射光线的反向延长线一定要用虚线。要用虚线。【拓展延伸拓展延伸】色散的原因色散的原因光的折射光的折
9、射太阳光斜射到三棱镜上太阳光斜射到三棱镜上,七种色光的入射角相等七种色光的入射角相等,但由于不同色但由于不同色光的折射程度不同即折射角不相等光的折射程度不同即折射角不相等,经过两次折射后经过两次折射后,七种色光七种色光分别沿不同的方向传播分别沿不同的方向传播,七种色光被分开七种色光被分开,我们就看到了七种不我们就看到了七种不同颜色的光同颜色的光,这就是光的色散。这就是光的色散。【典例典例1 1】(2012(2012苏州中考苏州中考)如图所示如图所示,AO,AO为入射光线为入射光线,O,O为入射为入射点点,MN,MN是法线。根据光的折射特点在图中画出折射光线是法线。根据光的折射特点在图中画出折射
10、光线,并用字并用字母母表示折射角。表示折射角。【思路导引思路导引】【精讲精析精讲精析】本题考查利用光的折射特点画图。光从水中斜射本题考查利用光的折射特点画图。光从水中斜射入空气入空气,折射角大于入射角折射角大于入射角,折射光线偏离法线。折射光线偏离法线。答案答案:【方法归纳方法归纳】根据入射光线画折射光线的方法根据入射光线画折射光线的方法【变式训练变式训练】(2013(2013镇江中考镇江中考)如图所示为光射入玻璃砖的入如图所示为光射入玻璃砖的入射光线和出射光线射光线和出射光线,请用直尺画出玻璃砖内部传播的光线。请用直尺画出玻璃砖内部传播的光线。【解析解析】本题考查光的折射作图。光从空气斜射入
11、玻璃砖时本题考查光的折射作图。光从空气斜射入玻璃砖时,折射光线靠近法线折射光线靠近法线,折射角小于入射角折射角小于入射角,当光线传播到玻璃砖的当光线传播到玻璃砖的另一表面时另一表面时,相当于光线从玻璃砖中斜射入空气中相当于光线从玻璃砖中斜射入空气中,此时折射光此时折射光线远离法线线远离法线,折射角大于入射角。折射角大于入射角。答案答案:如图所示如图所示高频考点高频考点2 2透镜的三条特殊光线透镜的三条特殊光线中考题眼中考题眼根据三条特殊光线作图根据三条特殊光线作图根据光线的折射情况画出透镜根据光线的折射情况画出透镜1.1.凸透镜凸透镜:(1)(1)过光心的光线过光心的光线,经凸透镜折射后传播方
12、向不变。经凸透镜折射后传播方向不变。(2)(2)平行于主光轴的光线平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后折射光线经过焦点。经凸透镜折射后折射光线经过焦点。(3)(3)过焦点的光线过焦点的光线,经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。2.2.凹透镜凹透镜:(1)(1)过光心的光线过光心的光线,经凹透镜折射后传播方向不变。经凹透镜折射后传播方向不变。(2)(2)平行于主光轴的光线平行于主光轴的光线,经凹透镜折射后折射光线的反向延长经凹透镜折射后折射光线的反向延长线经过焦点。线经过焦点。(3)(3)其延长线经过焦点的光线其延长线经过焦点的光线,经凹透镜折射后折射光线平行于
13、经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。主光轴。【方法技巧方法技巧】制作平行光源制作平行光源由凸透镜的第三条特殊光线可知由凸透镜的第三条特殊光线可知:把小灯泡放在凸透镜的焦点把小灯泡放在凸透镜的焦点处处,小灯泡发出的光经凸透镜折射后小灯泡发出的光经凸透镜折射后,变为平行光变为平行光(平行于主光平行于主光轴轴)。【拓展延伸拓展延伸】利用三条特殊光线确定像的位置和性质。例如利用三条特殊光线确定像的位置和性质。例如,位于凸透镜的二倍焦距以外的物体通过凸透镜所成的像如图所位于凸透镜的二倍焦距以外的物体通过凸透镜所成的像如图所示示,由图示可以看出由图示可以看出:此时的像是倒立、缩小的实像此时的像是倒立、缩小
14、的实像,像位于凸像位于凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间。透镜的一倍焦距与二倍焦距之间。【典例典例2 2】(2013(2013扬州中考扬州中考)如图如图,通过凸透镜焦点的光线通过凸透镜焦点的光线AO,AO,经过凸透镜沿经过凸透镜沿OBOB方向射出方向射出,作出该凸透镜和焦点作出该凸透镜和焦点F F的位置。的位置。(保保留作图痕迹留作图痕迹)【思路导引思路导引】解答本题的关键点如下解答本题的关键点如下:【精讲精析精讲精析】本题考查凸透镜的光路作图。入射光线本题考查凸透镜的光路作图。入射光线AOAO经过透经过透镜焦点镜焦点,说明折射光线说明折射光线OBOB与主光轴平行与主光轴平行,透镜与透镜与OBOB
15、垂直且过垂直且过O O点。点。答案答案:如图所示如图所示【失误档案失误档案】(1)(1)会聚和发散是相对于入射光线来说的。入射会聚和发散是相对于入射光线来说的。入射光线经透镜折射后传播方向更偏向主光轴的为会聚光线经透镜折射后传播方向更偏向主光轴的为会聚;入射光线入射光线经透镜折射后更远离主光轴的为发散。经透镜折射后更远离主光轴的为发散。(2)(2)每条入射光线和每条折射光线都要标注箭头。每条入射光线和每条折射光线都要标注箭头。(3)(3)光路都是可逆的。光路都是可逆的。【变式训练变式训练】(2012(2012广东中考广东中考)根据图中光的传播方向根据图中光的传播方向,在虚在虚线框内画上凸透镜或
16、凹透镜。线框内画上凸透镜或凹透镜。【解析解析】本题考查凹透镜对光的发散作用。凸透镜对光有会聚本题考查凹透镜对光的发散作用。凸透镜对光有会聚作用作用,会聚指的是靠近主光轴会聚指的是靠近主光轴;凹透镜对光有发散作用凹透镜对光有发散作用,发散指发散指的是远离主光轴。图中折射光线与入射光线相比的是远离主光轴。图中折射光线与入射光线相比,远离主光轴远离主光轴,则虚线框中应填凹透镜。则虚线框中应填凹透镜。答案答案:如图所示如图所示(2012(2012茂名中考茂名中考)如图所示如图所示,MN,MN为凸透镜的主光轴为凸透镜的主光轴,A,A为蜡烛为蜡烛,AA为蜡烛在光屏上所成的像为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透
17、镜成像原理确定凸透镜根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点的位置及其焦点,并将它们画出来。并将它们画出来。【解析解析】本题考查凸透镜的三条特殊光线的画法。过光心的光本题考查凸透镜的三条特殊光线的画法。过光心的光线传播方向不变线传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,过焦过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴点的光线经凸透镜后平行于主光轴,以以A A为发光点为发光点,则则AA就为光就为光线经凸透镜后的会聚点。线经凸透镜后的会聚点。答案答案:如图所示如图所示高频考点高频考点3 3凸透镜成像规律及其应用凸透镜成像规律及其应用中考题眼中考题眼凸透镜的成像规律
18、凸透镜的成像规律凸透镜成像规律的应用凸透镜成像规律的应用实验探究凸透镜的成像规律实验探究凸透镜的成像规律像距随物距变化的规律像距随物距变化的规律分析成像情况可知如下成像规律分析成像情况可知如下成像规律:记忆口诀记忆口诀:一焦分虚实一焦分虚实,二焦分大小二焦分大小;实像异侧倒实像异侧倒,物远像变小物远像变小;虚像同侧立虚像同侧立,物远像变大物远像变大;像大像距大像大像距大,像小像距小。像小像距小。【典例典例3 3】(2013(2013常州中考常州中考)2012)2012年年1212月月1313日日,“,“嫦娥二号嫦娥二号”探探测器与测器与“战神战神”小行星擦身而过小行星擦身而过,按照从左到右的次
19、序按照从左到右的次序,探测器探测器上的照相机先后拍摄了一组照片上的照相机先后拍摄了一组照片(镜头的焦距不变镜头的焦距不变)。对此过程。对此过程,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.小行星与探测器的距离逐渐变小小行星与探测器的距离逐渐变小,镜头与像的距离逐渐变小镜头与像的距离逐渐变小B.B.小行星与探测器的距离逐渐变小小行星与探测器的距离逐渐变小,镜头与像的距离逐渐变大镜头与像的距离逐渐变大C.C.小行星与探测器的距离逐渐变大小行星与探测器的距离逐渐变大,镜头与像的距离逐渐变小镜头与像的距离逐渐变小D.D.小行星与探测器的距离逐渐变大小行星与探测器的距离逐渐变大,镜头与像的距离逐渐变
20、大镜头与像的距离逐渐变大【思路导引思路导引】明确凸透镜成实像时物距、像距及像大小的关系明确凸透镜成实像时物距、像距及像大小的关系:【精讲精析精讲精析】选选C C。本题考查凸透镜成像。照相机的镜头相当。本题考查凸透镜成像。照相机的镜头相当于一个凸透镜于一个凸透镜,焦距不变时焦距不变时,物距越大物距越大,像越小。从图中可知像越小。从图中可知,照照片上小行星的像越来越小片上小行星的像越来越小,说明小行星与探测器的距离即物距说明小行星与探测器的距离即物距在逐渐变大在逐渐变大,镜头与像的距离即像距逐渐变小镜头与像的距离即像距逐渐变小,正确答案是正确答案是C C。【方法归纳方法归纳】照相机、投影仪、放大镜
21、的成像大小调节照相机、投影仪、放大镜的成像大小调节(1)(1)照相机、投影仪照相机、投影仪:物距变小物距变小,像距变大像距变大,像变大像变大;物距变大物距变大,像像距变小距变小,像变小。像变小。(2)(2)放大镜放大镜:物体离焦点越远物体离焦点越远,像离透镜越近像离透镜越近,像越小像越小;物体越靠物体越靠近焦点近焦点,像离透镜越远像离透镜越远,像越大。像越大。【变式训练变式训练】(2011(2011广州中考广州中考)如图如图是投影仪成像示意图。其中凸透镜的是投影仪成像示意图。其中凸透镜的作用是成作用是成(选填选填“等大等大”“缩小缩小”或或“放大放大”)、(选选填填“正立正立”或或“倒立倒立”
22、)的实像的实像,平面平面镜的作用是镜的作用是。如果图中。如果图中h=40 cm,h=40 cm,则凸透镜焦距不可能小于则凸透镜焦距不可能小于cmcm。【解析解析】本题考查凸透镜成像的规律及应用。投影仪是利用物本题考查凸透镜成像的规律及应用。投影仪是利用物体到凸透镜的距离大于体到凸透镜的距离大于1 1倍焦距小于倍焦距小于2 2倍焦距时倍焦距时,成倒立、放大成倒立、放大的实像原理的实像原理,其中平面镜的作用是改变光的传播方向其中平面镜的作用是改变光的传播方向,使得射向使得射向天花板的光能在屏幕上成像天花板的光能在屏幕上成像;由由fu2f,fu2f,即即f40cm2f,f40cm2f,得得20cmf
23、40cm,20cmf2fu2f时时,凸透镜成倒立、缩小实像凸透镜成倒立、缩小实像;幻灯机原理是当幻灯机原理是当2fuf2fuf时时,凸透镜成倒立、放大实像凸透镜成倒立、放大实像;放大镜的原理是当放大镜的原理是当ufu2f,u2f,成倒立、缩小的实像。故是照相机的成倒立、缩小的实像。故是照相机的成像原理。成像原理。4.(20134.(2013徐州中考徐州中考)在研究凸透镜成像规律的实验中在研究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛当蜡烛距凸透镜距凸透镜20 cm20 cm时时,在光屏上成缩小的实像在光屏上成缩小的实像,则凸透镜的焦距可则凸透镜的焦距可能是能是()A.5 cmA.5 cm B.10 cmB
24、.10 cmC.15 cm D.20 cmC.15 cm D.20 cm【解析解析】选选A A。本题考查凸透镜成像。由凸透镜成像规律可知。本题考查凸透镜成像。由凸透镜成像规律可知,成缩小实像时成缩小实像时,应满足应满足u2f,u2f,此时物距此时物距u=20 cm,u=20 cm,则则f10 cm,f10 cm,正确正确答案是答案是A A。5.(20115.(2011漳州中考漳州中考)站在清澈的湖边常常可以看到水中鱼儿在站在清澈的湖边常常可以看到水中鱼儿在白云里穿梭的景象。人看到鱼儿是由于光的白云里穿梭的景象。人看到鱼儿是由于光的而形成的而形成的像像,白云是由于光的白云是由于光的形成的。形成的
25、。【解析解析】本题考查光的反射和折射。人看到水中的鱼儿是鱼反本题考查光的反射和折射。人看到水中的鱼儿是鱼反射的自然光由水进入空气发生折射而形成的虚像射的自然光由水进入空气发生折射而形成的虚像;水中的白云水中的白云是平静的水面发生镜面反射形成的虚像。是平静的水面发生镜面反射形成的虚像。答案答案:折射反射折射反射6.(20126.(2012江西中考江西中考)在在“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”的实验时的实验时,小小明将烛焰、凸透镜放在如图甲所示位置明将烛焰、凸透镜放在如图甲所示位置,在光屏上正好出现倒在光屏上正好出现倒立、等大的像。然后立、等大的像。然后,小明将烛焰、凸透镜放在如图乙所示位
26、小明将烛焰、凸透镜放在如图乙所示位置置,此时能观察到此时能观察到(选填选填“正立正立”或或“倒立倒立”)、放、放大的大的(选填选填“实实”或或“虚虚”)像。像。【解析解析】本题考查凸透镜成像规律本题考查凸透镜成像规律,由图甲可知由图甲可知,在光屏上成倒在光屏上成倒立、等大的实像立、等大的实像,说明物体在二倍焦距上说明物体在二倍焦距上,再看乙图再看乙图,物体移到物体移到了焦点以内了焦点以内,当物距小于一倍焦距时当物距小于一倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚凸透镜成正立、放大的虚像。像。答案答案:正立虚正立虚【方法技巧方法技巧】(1)(1)照相机的底片、投影仪的屏幕都相当于光屏照相机的底片、投影仪的
27、屏幕都相当于光屏,所以成在底片和屏幕上的像都是实像。所以成在底片和屏幕上的像都是实像。(2)(2)放大的像不一定是虚像放大的像不一定是虚像:放大、倒立的像是实像放大、倒立的像是实像,放大、正放大、正立的像是虚像。立的像是虚像。7.(20137.(2013盐城中考盐城中考)在图中根据出射光线画出对应的入射光在图中根据出射光线画出对应的入射光线。线。【解析解析】本题考查透镜对光线的作用的作图。通过焦点的出射本题考查透镜对光线的作用的作图。通过焦点的出射光线平行于主光轴。光线平行于主光轴。答案答案:如图所示如图所示8.(20138.(2013连云港中考连云港中考)小华同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材小
28、华同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做做“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”的实验的实验,记录的部分数据见表。记录的部分数据见表。实验序号实验序号物距物距u/cmu/cm像距像距v/cmv/cm像的性质像的性质20206.76.7倒立缩小实像倒立缩小实像6.76.72020倒立放大实像倒立放大实像15157.57.5倒立缩小实像倒立缩小实像7.57.5151510101010倒立等大实像倒立等大实像分析表中数据分析表中数据,回答下列问题回答下列问题:(1)(1)实验中所用透镜的焦距为实验中所用透镜的焦距为 cm;cm;(2)(2)当当u=7.5 cmu=7.5 cm时时,像的性质为像的性质为;(3)(3)小华多次实验后发现小华多次实验后发现,当光屏上呈现蜡烛清晰的像时当光屏上呈现蜡烛清晰的像时,将蜡将蜡烛和光屏位置对调烛和光屏位置对调,仍能在光屏上接收到清晰的像。出现这种仍能在光屏上接收到清晰的像。出现这种现象的原因是现象的原因是:光发生折射时光发生折射时,光路具有光路具有_。
