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第四章光的折射透镜1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生_____的现象。知识点1光的折射课标要求通过实验,探究并了解光的折射现象及其特点偏折2.折射特点(如图):(1)共面:折射光线、入射光线和法线在_________内。(2)异侧:折射光线、入射光线分别位于_____两侧。同一平面法线(3)角不等。①定性:、玻璃等其他透明介质。②变性:折射角随着入射角的增大而_____。(4)当光从空气垂直射入水(或其他透明介质)中时,传播方向_____,折射角等于___。≤≥增大不变零3.折射现象:水中的光线斜射入空气中时发生_____,折射角_____入射角,逆着光线看过去,池水好像变“浅”了。折射大于知识点2透镜课标要求认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用1.两种透镜:(1)图甲表示_____镜,对光线具有_____作用。凸透会聚(2)图乙表示_____镜,对光线具有_____作用。如图是应用凸透镜对光线的_____作用,易燃物应放在凸透镜的_____处。凹透发散会聚焦点2.透镜的奥秘:(1)现象:光经过三棱镜后由于_____向底面偏折。(2)实质:透镜可以看成由一些形状相似的_____组成。折射棱镜知识点3凸透镜成像规律及其应用课标要求探究并知道凸透镜成像的规律;了解凸透镜成像规律的应用1.凸透镜成像规律及其应用:与物位置像的特点像距应用u2f异侧_______________像fv2f_______u=2f异侧_______________像v=2f测焦距fu2f异侧_______________像v2f_______u=f不成像uf同侧________________________项目物距倒立、缩小的实照相机倒立、等大的实倒立、放大的实投影仪正立、放大的虚像放大镜2.眼睛与视力矫正:(1)眼睛。①结构:晶状体相当于_______,视网膜相当于照相机的_____。②成像特点:_____、_____的实像。(2)近视眼与远视眼的特点与矫正:类型______________成像位置像成在视网膜前像成在视网膜后矫正______________光路图项目凸透镜胶片倒立缩小近视眼远视眼凹透镜凸透镜3.望远镜:(1)作用:能使远处的物体在近处成像。(2)两种望远镜及成像特点:种类目镜物镜成像特点伽利略望远镜_______凸透镜_________像开普勒望远镜_______凸透镜_________像凹透镜正立的虚凸透镜倒立的虚4.显微镜:(1)组成:物镜和目镜都是_______。(2)物镜:成_______________像。(3)目镜:成_______________像。凸透镜倒立、放大的实正立、放大的虚(1)光线射到水面上同时发生和。(2)我们看到水中的鱼是光的形成的像。(3)我们看到的鱼比实际的鱼大一些,是因为鱼缸相当于,成像。参考答案:(1)光的反射光的折射(2)折射虚(3)凸透镜正立、放大的虚高频考点1光的折射特点及作图中考题眼①光的折射特点②根据光的折射特点作图③标注入射角、折射角1.光射到不透明物质上,只发生反射;光射到透明物质上,既发生反射,又发生折射。2.在折射现象中,光路是可逆的。3.入射角、折射角都是光线与法线的夹角。4.光发生折射时,空气中的角总是“大角”。5.作折射光线时,可将入射光线延长作为辅助线。6.作图步骤:一找点(折射点)→二画线(法线)→三定角。【易错警示】(1)入射光线、折射光线一定过入(或折)射点。(2)入射光线、反射光线、折射光线一定要用带箭头的实线。(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要用虚线。【拓展延伸】色散的原因——光的折射太阳光斜射到三棱镜上,七种色光的入射角相等,但由于不同色光的折射程度不同即折射角不相等,经过两次折射后,七种色光分别沿不同的方向传播,七种色光被分开,我们就看到了七种不同颜色的光,这就是光的色散。【典例1】(2012·苏州中考)如图所示,AO为入射光线,O为入射点,MN是法线。根据光的折射特点在图中画出折射光线,并用字母γ表示折射角。【思路导引】【精讲精析】本题考查利用光的折射特点画图。光从水中斜射入空气,折射角大于入射角,折射光线偏离法线。答案:【方法归纳】根据入射光线画折射光线的方法【变式训练】(2013·镇江中考)如图所示为光射入玻璃砖的入射光线和出射光线,请用直尺画出玻璃砖内部传播的光线。【解析】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,折射角小于入射角,当光线传播到玻璃砖的另一表面时,相当于光线从玻璃砖中斜射入空气中,此时折射光线远离法线,折射角大于入射角。答案:如图所示高频考点2透镜的三条特殊光线中考题眼①根据三条特殊光线作图②根据光线的折射情况画出透镜1.凸透镜:(1)过光心的光线,经凸透镜折射后传播方向不变。(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后折射光线经过焦点。(3)过焦点的光线,经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。2.凹透镜:(1)过光心的光线,经凹透镜折射后传播方向不变。(2)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线经过焦点。(3)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主光轴。【方法技巧】制作平行光源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处,小灯泡发出的光经凸透镜折射后,变为平行光(平行于主光轴)。【拓展延伸】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示,由图示可以看出:此时的像是倒立、缩小的实像,像位于凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间。【典例2】(2013·扬州中考)如图,通过凸透镜焦点的光线AO,经过凸透镜沿OB方向射出,作出该凸透镜和焦点F的位置。(保留作图痕迹)【思路导引】解答本题的关键点如下:【精讲精析】本题考查凸透镜的光路作图。入射光线AO经过透镜焦点,说明折射光线OB与主光轴平行,透镜与OB垂直且过O点。答案:如图所示【失误档案】(1)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;入射光线经透镜折射后更远离主光轴的为发散。(2)每条入射光线和每条折射光线都要标注箭头。(3)光路都是可逆的。【变式训练】(2012·广东中考)根据图中光的传播方向,在虚线框内画上凸透镜或凹透镜。【解析】本题考查凹透镜对光的发散作用。凸透镜对光有会聚作用,会聚指的是靠近主光轴;凹透镜对光有发散作用,发散指的是远离主光轴。图中折射光线与入射光线相比,远离主光轴,则虚线框中应填凹透镜。答案:如图所示(2012·茂名中考)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A′为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。【解析】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,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴,以A为发光点,则A′就为光线经凸透镜后的会聚点。答案:如图所示高频考点3凸透镜成像规律及其应用中考题眼①凸透镜的成像规律②凸透镜成像规律的应用③实验探究凸透镜的成像规律④像距随物距变化的规律分析成像情况可知如下成像规律:记忆口诀:一焦分虚实,二焦分大小;实像异侧倒,物远像变小;虚像同侧立,物远像变大;像大像距大,像小像距小。【典例3】(2013·常州中考)2012年12月13日,“嫦娥二号”探测器与“战神”小行星擦身而过,按照从左到右的次序,探测器上的照相机先后拍摄了一组照片(镜头的焦距不变)。对此过程,下列说法中正确的是()A.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B.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C.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D.小行星与探测器的距离逐渐变大,镜头与像的距离逐渐变大【思路导引】明确凸透镜成实像时物距、像距及像大小的关系:【精讲精析】选C。本题考查凸透镜成像。照相机的镜头相当于一个凸透镜,焦距不变时,物距越大,像越小。从图中可知,照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在逐渐变大,镜头与像的距离即像距逐渐变小,正确答案是C。【方法归纳】照相机、投影仪、放大镜的成像大小调节(1)照相机、投影仪:物距变小,像距变大,像变大;物距变大,像距变小,像变小。(2)放大镜:物体离焦点越远,像离透镜越近,像越小;物体越靠近焦点,像离透镜越远,像越大。【变式训练】(2011·广州中考)如图是投影仪成像示意图。其中凸透镜的作用是成(选填“等大”“缩小”或“放大”)、(选填“正立”或“倒立”)的实像,平面镜的作用是。如果图中h=40cm,则凸透镜焦距不可能小于cm。【解析】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1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像原理,其中平面镜的作用是改变光的传播方向,使得射向天花板的光能在屏幕上成像;由fu2f,即f40cm2f,得20cmf40cm,故凸透镜焦距不可能小于20cm。答案:放大倒立改变光的传播方向20高频考点4近视眼和远视眼的成因及矫正中考题眼①近视眼和远视眼的成因②近视眼和远视眼的矫正③实验探究近视眼和远视眼的成因及矫正【拓展延伸】眼睛中的透镜角膜光通过透明的称为角膜的前表面进入眼睛。角膜能防止灰尘进入眼睛,它也起着透镜的作用,保证来自不同方向的光线都能进入眼睛。虹膜虹膜可以改变进入眼睛的光线数量,是一块可伸缩的肌肉环。虹膜使眼睛带上了颜色。多数人的虹膜是褐色的,也有人的虹膜是蓝色或绿色的。瞳孔瞳孔是眼睛中的黑色部分。事实上它是角膜覆盖下的一个洞。瞳孔呈黑色是因为它直通眼睛黑暗的内部。虹膜通过肌肉环的伸缩来控制瞳孔的大小。在光线昏暗时,瞳孔变大,更多的光进入眼睛;在光线耀眼时,瞳孔变小,减少了进入眼睛的光线数量。【典例4】(2013·雅安中考)如图所示的四幅小图中,正确表示远视眼成像情况的是图,其矫正做法是图。【思路导引】按照下列思路分析:【精讲精析】本题考查眼睛的矫正。远视眼成像在视网膜后,用凸透镜矫正;近视眼成像在视网膜前,用凹透镜矫正。答案:乙丁【失误档案】注意区分近视镜和远视镜对光的作用:近视镜是凹透镜,对光有发散作用,能减缓成像,增大像距;远视镜是凸透镜,对光有会聚作用,能加快成像,减小像距。【变式训练】(2012·烟台中考)善于观察的小明发现,张老师上课时,观察远处的同学时要摘下眼镜,而看近处的课本时,又要戴上眼镜。这样频繁地戴上摘下眼镜非常不方便。张老师的眼睛属于(选填“近视眼”或“远视眼”)。如图所示是一种新型眼镜,这种眼镜的镜片分上下两个区,A区厚薄均匀,B区可以矫正视力。张老师戴上这种眼镜就可以通过(选填“A区”或“B区”)看远处同学,再不需要频繁地戴上摘下眼镜了。【解析】本题考查远视眼的成像特点及矫正方法。由于张老师能够看清远处的物体,不能看清近处的物体,说明张老师患有远视眼,需用凸透镜矫正,而A区是厚薄均匀的镜片,故看远处时应通过A区观看。答案:远视眼A区实验探究1光的折射特点考查角度①实验设计、操作与目的②分析实验现象得出相应的结论1.实验设计与步骤:(1)按图所示的要求安装好实验器材,保证光屏A和B在同一个_____内。让入射光线沿光屏A投射到水面上,观察光屏B上折射光线的位置。平面(2)将光屏B向前或向后转折一定角度,观察光屏上是否还有折射光线,其目的是探究折射光线、入射光线和法线是否在____________内。(3)研究角的关系:多次改变入射角的大小,分别测量折射角的大小,研究折射角和入射角的关系。同一个平面2.问题探究:(1)实验中在水面上方喷些烟雾和在水中滴几滴牛奶的目的是什么?提示:便于观察光束的路径,清楚地观察到入射光束和折射光束。(2)两实验中,如何探究折射角与入射角的关系?提示:不断改变入射光线的方向,观察折射光线位置的变化。(3)当将光线从水中射向空气中时,可看到折射光线沿入射光线方向射出,这说明了什么?提示:光发生折射时,光路是可逆的。【易错警示】在说明