第3章 光和眼睛【速记清单】-【新教材】2024-2025学年八年级物理上册单元速记·巧练(沪粤版2024)
2024-09-30
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第三章 光和眼睛
01 思维导图
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02 考点速记
【考点 1 光的直线传播】
1.能___________的物体叫做光源。光在同一种均匀介质
中是____________的。
2.通常,我们用____________________形象地描述光的
传播路径和方向,这样的直线叫做光线。
【考点 2 光速】
光在真空中传播的速度是______m/s。光在真空中传播
得最快,在其他各种介质中的传播速度比在真空中的速
度慢,光在空气中的速度接近在真空中的速度。光在真
空中 1 年里传播的距离约等于____________km,这一
长度叫做____________,其符号是______.。天文学上
常用______来表示天体间的距离。
【考点 3 光的色散】
1.白光是由________________________七种色光组成的;
由单色光______的光叫做复色光。
2.自然界中______、______、______三种色光,是无法
用其他色光混合而成的,所以人们常称这三种色光为光的
“______”。
3.雨后的天空,常常出现彩虹,这属于光的______现象。
我国是世界上电视用户最多的国家,彩色电视机屏幕上各
种艳丽色彩是由红、______、蓝三种色光通过适当的比例
混合得到的。
【考点 4 光的反射现象和光的反射规律】
1.光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质
中的现象,叫做____________。
2.光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在______
平面内,反射光线和入射光线分别位于______两侧,反射
角______入射角。这就是光的反射定律。在光的反射现象
中,光路是______的。
【考点 4 镜面反射与漫反射
平行光线经反射后,反射光线还是平行的,这种反射叫
做____________。粗糙不平的表面将平行入射的光向各
个方向反射,这种反射叫做______。
【考点 5 平面镜成像规律】
1.把反射面为____________的镜子叫做平面镜。
2.平面镜成像特点:像与物到镜面的距离______;像与
物的大小______;像与物关于镜面对称。平面镜后面所成
的像______呈现在光屏上。
3.物理学中,把能够呈现在光屏上的像叫做______;把
不能呈现在光屏上,只能用肉眼观察到的像叫做______。
【考点 6 平面镜的应用、各种面镜】
1.舞蹈演员利用____________可以观察和纠正自己的动
作;利用平面镜制成的____________,在水下可以观察到
水面上的情况。
2.反射面是球面的一部分的镜子叫做______,利用球面
______作反射面的镜子叫做凹面镜,对光线起______作用,
它能成____________的像;利用球面____________作反射
面的镜子叫做凸面镜,对光线起______作用,它能成
______的像。
【考点 7 光的折射】
1.光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变
的现象,叫做____________。
2.光的折射规律:光折射时,折射光线、入射光线、法
线三者在____________内;折射光线和入射光线分别位于
______两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光
线向法线偏折,折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)
入射角。入射角增大时,折射角也______。光垂直射到水
或玻璃的表面时,在水或玻璃中的传播方向______。
【考点 8 透镜的分类及作用】
1.透镜有两类,中间比边缘厚的叫做____________,中
间比边缘薄的叫做____________。
2.透镜对光线的作用:
类型 凸透镜 凹透镜
作用 对光有______作用
(会聚透镜) 对光有______作用
(发散透镜)
光路图
3.如图所示,图中 O点是凸透镜的______,F点是凸透
镜的______,f叫凸透镜的______,直线 MN叫凸透镜的
____________。
【考点 9 凸透镜成像规律】
1.凸透镜成像规律概述
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2.放大镜成的像是虚像,利用放大镜观察物体时,物体
须放在放大镜的____________。
【考点 10 眼睛是怎样看见物体的】
1.眼睛中的____________相当于凸透镜,眼球后部的
____________相当于光屏。物体经晶状体成像于视网膜上,
再通过视神经把信息传入大脑,从而产生视觉。
2.近视眼简单地说就是看不清______(选填“远”或“近”)
处的物体,可佩戴______透镜矫正;远视眼就是眼睛看不
清______(选填“远”或“近”)处的物体,可佩戴______透镜
矫正。
3.近视眼、远视眼的成因及矫正:
类型 近视眼 远视眼
光路线
矫正
方法 佩戴对光线有______
作用的______透镜制
成的近视眼镜
佩戴对光线有______
作用的______透镜制
成的老花眼镜
【考点 11 光学仪器】
1.照相机是利用____________能成倒立、缩小的实像的
原理制成的,它主要是由______、光圈、快门和暗盒等部
件组成的。
2.照相机的镜头相当于一个______镜,来自物体的光经
过照相机镜头后会聚在胶卷上,形成被照物体______(选
填“倒立”或“正立”)的像。
3.显微镜主要是由______和______两组凸透镜组成。通
过______和______可形成物体的放大的______像,从而使
我们能观察到肉眼无法看到的细微物体或物体的精细结
构。
4.普通望远镜和折射式天文望远镜主要也是由物镜和目
镜两组透镜组成的,通过目镜观察到物体的虚像,好像物
体被移近了,从而使我们能看清______的物体,拓宽了观
察的视野。
03 素养提升
易错点辨析 常考易错分析
易错一:光的直线传播
【核心知识】
1.光在同种均匀介质中沿直线传播,被不透明物体遮
挡时会形成影子。
2.小孔成像的原理是光沿直线传播,成的是倒立的实
像。
【错因分析】混淆了影子和小孔成像的概念,误认为“光
斑”是物体形成的影子;或误认为光沿直线传播时穿过
小孔的像与小孔的形状有关。
【易错典例 01】(错误率 78%)屋顶有一个正方形的
小孔,在地板上形成一个光斑,这个光斑是( )
A.正方形的,是太阳的影子 B.圆形
的,是太阳的影子
C.圆形的,是太阳的实像 D.正方
形的,是太阳的实像
【以巧破力 方法制胜】
1.光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播,
日常生活中常见的激光准直、小孔成像、影子、日食、
月食等现象涉及的物理学原理都是光的直线传播。
2.影子与小孔成像的比较
影子 小孔成像
不同点
“影子”是光不
能到达的地方
形成的阴暗区
域
“小孔成像”是
光沿直线传播
形成倒立的实
像
相同点 都是光的直线传播现象
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 68%)在下列现象中,不能用光在
同种均匀介质中沿直线传播的知识来解释的是( )
A.掩耳盗铃 B.坐井观天
C.凿壁偷光 D.立竿见影
【强化 2】(错误率 76%)如图所示,甲、乙两人分别
站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此
都能看到对方的全身,则所需最小的窗的位置应为
( )
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A.ae B.ad C.be D.bd
【强化 3】(错误率 79%)在模拟日食、月食的实验中,
王老师画了图示.
(1)如果地球上观察到日食,这些人应该是位于
(选填“甲、乙”)处,此时月亮在 处(选填“A、
B、C”).
(2)如果地球上观察到月食,这些人应该是位于
(选填“甲、乙”)处,此时月亮在 处(选填“A、
B、C”).
易错二:光的反射规律
【核心知识】
光的反射定律的内容可简述为:“三线共面,法线居中,
两角相等。”
1.“三线共面”:在光的反射现象中,反射光线、入射
光线和法线都在同一平面内。
2.“法线居中”:法线位于反射光线和入射光线中间。
3.“两角相等”:反射角等于入射角。
【错因分析】对光的反射规律理解不够透彻,认为转动
平面镜的时候影响的只是入射角的大小,导致误选。
【易错典例 01】(错误率 75%)如图,一束光与镜面
成 30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕 O点转动平面
镜,使反射光线跟入射光线的夹角为 80°,则镜面应
( )
A.逆时针转动 20° B.顺时针转动 20°
C.逆时针转动 30° D.顺时针转动 30°
【以巧破力 方法制胜】
做有关光的反射的试题一定要明确一下三点:
1.反射角、入射角是指对应的光线与法线的夹角,切
不可把它们与镜面的夹角当成反射角和入射角。
2.入射光线向法线靠拢,入射角减小,根据光的反射
定律可知,反射角也减小,即反射光线也向法线靠拢,
当入射光线垂直射在平面镜上时,法线与入射光线重合,
这时入射角为 0°,反射角沿原路返回,则反射角也是 0°,
学生易错认为是 90°。
3.在光的反射现象中,光路可逆。就是说,若光线逆
着原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将逆
着原来入射光线的方向射出。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 66%)小林用一束激光入射到一个
平面镜,并记录入射角β及反射光与平面镜的夹角γ,如
图所示。她改变三次入射角,各次的入射角均不相同,
则此三次实验数据里,各次实验数据的β与γ应符合下列
哪一个关系式( )
A. B. 90
C. 90 2 D. 180 2
【强化 2】(错误率 72%)如图所示,两块等大的平面
镜 A、B直立在地面上,A、B高为 1.05米,相距 0.2
米。有一束激光与竖直方向成 45°角射到平面镜 B的上
边缘,经多次反射后射到地面。从第一次照射到平面镜
B的上边缘开始计数,激光束射到地面时共经历的反射
的次数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【强化 3】(错误率 75%)有一种光电控制液而高度的
仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏
上的光斑位置米判断液面高低的,如图所示。当一光束
与液面的夹角为 40°,则反射角的大小为 。当
液面降低时,光电屏上的光斑 S将向 (左或右)
移动;若液面不变,要使光电屏上的光斑 S将向左移动,
应 (“增大”或“减小”)光来与液面的夹角。
易错三:镜面反射与漫反射
【核心知识】
1.镜面反射:一束平行光照射到镜面上后,又被平行
地反射出去。
2.漫反射:凹凸不平的反射面会把平行入射光线向着
四面八方反射,漫反射同样遵守光的反射定律。
【错因分析】误认为发生镜面反射时物体一定亮,发生
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漫反射时物体一定暗。
【易错典例 01】(错误率 70%)在雨后的夜晚走路时,
为防止脚踩到水汪塘而溅污衣裤,下列判断正确的是
( )
A.迎着月光走,地上发亮处是水汪塘;背着月光
走,地上暗处是水汪塘
B.迎着月光走,地上暗处是水汪塘;背着月光走,
地上发亮处是水汪塘
C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水汪
塘
D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水汪
塘
【以巧破力 方法制胜】
1.判新物体亮暗的依据并不是镜面反射和漫反射,而
是实际进入人眼光线的多少,做与镜面反射和漫反射有
关诚题时要牢记这一点。
2.镜面反射的反射光线比较规则,人眼如果接收到镜
面反射的反射光线,会感觉很亮,人眼出果接收不到镜
面反射的反射光线,会感觉较暗。
3.漫反射的反射光线射向各个方向的都有,人在各个
住置都能接收到反射光线。人眼看到物体的条件是有光
进入眼睛,进入的光越多感觉越亮,进入的光越少感觉
越暗。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 68%)小华同学参观盐城海盐博物
馆,看到一个放在玻璃罩中的展品 A(可拍照)。小华
同学想用相机拍下来回家慢慢研究,展馆中的灯光比较
暗,下列哪种方式拍照最清晰( )
A.从 1处向下拍,且用闪光灯
B.从 1处向下拍,不用闪光灯
C.从 2处斜向下拍,且用闪光灯
D.从 2处斜向下拍,不用闪光灯
【强化 2】(错误率 71%)如图所示,在较暗的教室里。
把一个小平面镜粘在白纸上然后将白纸挂在黑板上。用
手电筒的光垂直照射白纸和平面镜,从侧面观察,白纸
(选填“更亮”或“更暗”),原因是光在白纸上发生了
(选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【强化 3】(错误率 77%)如图所示是晚上汽车在干燥
的沥青路面和潮湿的沥青路面行驶时大灯部分光路简
图,在晚上开车时( )
A.潮湿的路面光更容易发生漫反射
B.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更亮
C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
D.光在干燥路面上反射不遵循反射定律
易错四:平面镜成像特点
【核心知识】
1.平面镜成像的特点:物体在平面镜中所成的像是正
立的虚像,像与物的大小相等,它们的连线垂直于镜面,
它们到镜面的距离相等。
2.平面镜成像的特点简记为“正立、等大、对称、虚像”。
【错因分析】生活中当我们走向平面镜时,会感觉到平
面镜中的像逐渐变大,远离平面镜时,会感觉到平面镜
中的像逐渐变小,实际上镜中的像和我们一直等大的。
【易错典例 01】(错误率 80%)学校教学楼的大厅里
竖直放置着一块平面镜,小明同学直立行走逐渐靠近平
面镜的过程中,关于他在平面镜中所成的像的情况,下
列说法中正确的是( )
A.像变大,像到镜面的距离变大 B.像变
小,像到镜面的距离变小
C.像的大小不变,像到镜面的距离不变 D.像的
大小不变,像到镜面的距离变小
【以巧破力 方法制胜】
1.平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
2.像的大小只与物体的大小有关,与物体到平面镜的
距离无关。注意像到平面镜的距离只与物体到平面镜的
距离有关。
3.平面镜成像中“像的大小与物体的大小相等”,也就
是说,像的大小由物体的大小决定,我们离平面镜远近
不同时,往往有“近大远小”的感觉,这是视角不同的原
因。
4.根据平面镜成像时“像与物体关于平面镜对称”的特
点,我们可以通过找对称点的方法来确定像点或物点。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 69%)如图为玩具鸟在平面镜中的
成像示意图,下列能改变玩具鸟成像位置的是( )
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A.竖直上移玩具鸟 B.竖直下移平面镜
C.改变平面镜大小 D.像与镜间放一小木板
【强化 2】(错误率 75%)身高 1.7m的同学站在竖直
放置的 2m高的穿衣镜前 0.8m处,他镜中像的高度、
像与他的距离分别为( )
A.1.7m 1.6m B.2m 1.6m
C.2m 0.8m D.1.7m 0.8m
【强化 3】(错误率 79%)小明站在平面镜前 3米处照
镜子,她向平面镜靠近了 1米,则像离她的距离为
米,像的大小将 。(填“变小”、“变大”或“不变”)
易错五:光的折射规律
【核心知识】
1.光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质中时,
传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2.光的折射的特点
(1)折射光线与入射光线、法线在同一个平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小
于入射角;光从水或玻璃中斜射入空气中时,折射角大
于入射角。
(4)当入射角增大时,折射角也增大。
(5)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播
方向不变。
(6)在光的折射现象中,光路可逆。
【错因分析】误认为人看到物体时,光线是从人眼发出
指向物体的;对光的折射定律的内容不理解,误认为光
从水中斜射入空气中时折射角小于入射角。
【易错典例 01】(错误率 80%)如图所示,男孩作出
了错误的判断,能正确说明产生这一错觉的原因是
( )
A. B.
C. D.
【以巧破力 方法制胜】
1.一般情况下,光从空气斜射入水或其他介质中时,
折射角小于入射角,初中常见的与折射有关的介质就是
空气、水和玻璃,牢记发生折射时,空气中的角度(光
线与法线的夹角)大。
2.我们的眼睛能看到物体,是由于从物体发出或反射
的光线进入了我们的眼睛,并不是我们的眼睛发出的光
线照到了物体,注意不要混淆光线的方向。
3.一般情况下,当光从一种介质斜射入另一种介质时,
传播方向会发生偏折,当光垂直介质的界面射入时,传
播方向不变。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 65%)潜水员潜入清澈的海水中,
看海面上方飞翔的海鸥,潜水员将看到( )
A.变矮了的海鸥的虚像
B.变高了的海鸥的虚像
C.变矮了的海鸥的实像
D.变高了的海鸥的实像
【强化 2】(错误率 70%)如图所示,一容器内盛有水,
容器的下方有一阀门 k,在容器底部形成光斑。打开阀
门让水从小孔慢慢流出,在水流出的过程中,观察到的
光斑移动方向( )
A.向左移动 B.向右移动
C.不移动 D.无法判断
【强化 3】(错误率 73%).一束光在空气和玻璃两种
介质的界面上同时发生反射和折射,如图所示,从图中
可以看出,空气在界面的 (选填“左”或“右”)
侧,此过程中还有部分发生了反射,反射角的大小是
度。
易错六:透镜对光的作用
【核心知识】
1.凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜,对光有会聚作用。
2.凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜,对光有发散作用。
【错因分析】对凹、凸透镜折射光的作用理解的不够透
彻,误认为经过透镜作用后,方框两端上方的光线一定
是同一条光线,方框两端的下方的光线一定是同一条光
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线。
【易错典例 01】(错误率 80%)实验中有时需要将一
束粗平行光变成细平行光,这可以利用两块透镜的组合
来解决。请在图的两个方框中各画出一种组合方式(要
在图中画清光束粗细的变化),分别写出两块透镜间的
距离 s跟两块透镜到各自焦点的距离 f1、f2的关系。
【以巧破力 方法制胜】
1.凸透镜对光有会聚作用,但透过凸透镜后的光线并
非一定是会聚的;同理,凹透镜对光线有发散作用,但
透过凹透镜后的光线并非一定是发散的。具体要看入射
光线的会聚或发散情况,做题时一定要牢记这一点。
2.凹透镜和凸透镜的比较
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 66%)一塑料薄膜组成的顶棚下堆
放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照
射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜
作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦
点恰好在干草处,干草有可能燃烧
【强化 2】(错误率 69%)如图所示,在注有清水的试
管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向
下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡
相对应的位置较 (选填“亮”或“暗”),这是
因为气泡与周围水组成 透镜,太阳光射向
空气泡和它下方的水后,出射光线会被 (选
填“会聚”或“发散”)。
【强化 3】(错误率 75%)小明为判别直径相同的两透
镜的类型,分别将它们正对太阳光,把一张纸放在它的
下方,在纸上得到相应的光斑甲和乙,透镜与光斑的大
小如图所示(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的是 (凸
/凹)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,
小明正确的操作是 ,判断方法是 。
易错七:生活中的透镜
【核心知识】
1.照相机的镜头是由一组透镜组成的,相当于一个凸
透镜;投影仪的镜头相等于一个凸透镜。
2.生活中常用的放大镜其实就是一个凸透镜,此时凸
透镜的作用是成正立、放大的虚像,所以叫做放大镜。
【错因分析】对生活中常见的透镜涉及的光学原理不熟
悉,将照相机、投影仪、放大镜等光学器件的成像特点
记混,导致出错。
【易错典例 01】(错误率 71%)下列关于光学器件的
应用,不切实际的是( )
A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
B.借助放大镜看地图时,地图与放大镜之间的距
离应略大于一倍的焦距
C.照相时,被照物与相机的距离应在镜头的二倍
焦距之外
D.阳光透过凸透镜可以点燃纸屑是利用 了凸透
镜对光的会聚作用
【以巧破力 方法制胜】
照相机、投影仪与放大镜的比较
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 59%)如图所示是机场安检的人脸
识别系统,当人们在过安检时,距离设备0.5m ~1.2m时,
安装在设备上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面
部特征进行快速影像记录,下列对人脸识别系统的摄像
机镜头的判断正确的是( )
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A.它相当于凸透镜,焦距可能为0.6m
B.它相当于凹透镜,焦距可能为0.6m
C.它相当于凸透镜,焦距可能为0.2m
D.它相当于凹透镜,焦距可能为0.2m
【强化 2】(错误率 65%)如图,投影仪是教学中常用
的设备。下面关于投影仪的叙述错误的是( )
A.投影仪的镜头是一个凸透镜
B.屏幕表面粗糙,有利于光发生漫反射
C.物体在屏幕上所成的像是个正立放大的虚像
D.若要使所成的像变小,则可将投影片远离镜头
【强化 3】(错误率 77%)如图所示,是小明的一架焦
距不变的照相机,其镜头对光线有 (选填
“会聚”或“发散”)作用;用这架相机拍照时,若拍完远
景再拍近景,镜头需要向 (选填“靠近”或
“远离”)胶片的方向移动;胶片上所成的像与显微镜的
目镜所成的像,它们的性质 (选填“相同”
或“不同”)。
易错八:凸透镜成像规律
【核心知识】 控制噪声的途径:
1.物距:物体到凸透镜的距离,通常用 u表示。
2.像距:物体的像到凸透镜的距离,通常用 v表示。
3.凸透镜成像的规律
【错因分析】对凸透镜成不同性质的像时物距、像距的
位置关系掌握的不牢固,不能依据凸透镜成像规律分析
蜡烛或光屏的位置变化时对应的成像情况。
【易错典例 01】(错误率 69%)在探究“凸透镜成像的
规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在
光屏上恰好成一个清晰的像(图中未画出)。则下列说
法正确的是( )
①凸透镜的焦距可能5cm
②用不透明纸板遮住凸透镜的下半部分,在光屏上能成
烛焰一半的像
③若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得
到清晰的像,且像逐渐变小
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,
则光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A.②③ B.②④ C.①③ D.③④
【以巧破力 方法制胜】
做凸透镜成像规律相关试题时,牢记以下四点
1.“一倍焦距分虚实”。一倍蕉距处是实像与虛像的分
界点,物距大于一倍焦距成实像,物距小于一倍焦距成
虚像,物距等于一倍焦距不成像。
2.“二倍焦距分大小”。二倍焦距处是像变大与变小的
分界点,物距大于二倍焦距成缩小的像,物距小于二倍
焦距成放大的像,物距等于二倍焦距成等大的像。
3.成实像时,“物近像远像变大”。物体靠近凸透镜,
则像远离凸透镜,成的像变大。
4.成虚像时,“物近像近像变小”。物体靠近凸透镜,
则像远离凸透镜,成的像变小。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 71%)在“探究凸透镜成像规律”的
实验中,将高度为 h的物体沿主光轴从远处向透镜的焦
点靠近,已知透镜的焦距为 f。则下列反映像距 v或像
高H随物距 u变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
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【强化 2】(错误率 68%)在“探究凸透镜成像规律”的
实验中,如图所示,小明将焦距为 10cm的凸透镜固定
在光具座上 50cm刻度线处不动.调节烛焰、凸透镜和
光屏的中心在同一高度,将蜡烛移至光具座上20cm处,
移动光屏,在光屏上得到一个倒立、 的实
像.要在光屏上成放大的像,蜡烛应向 移动,
光屏应向 移动(均选填“左”或“右”).
【强化 3】(错误率 73%)小明同学采用如题图甲所示
装置,在光屏上得到一个很小、很亮的光斑,该凸透镜
的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按题
图乙所示安装到光具座上,在光屏上可观察到清晰倒立
(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。保持蜡烛和光屏
位置不动,移动凸透镜到 cm位置时,光屏上
又能得到一个的蜡烛的像。
易错九:近视眼、远视眼的成因及其矫正
【核心知识】
1.眼睛的视物原理:看近景时,睫状体收缩,晶状体
变厚,对光的偏折能力变大;看远景时,晶状体变薄,
对光的偏折能力变小。
2.近视眼及其矫正:近视眼看远处物体时成像于视网
膜前,可戴凹透镜做的眼镜进行矫正。
3.远视眼及其矫正:远视眼看近处物体时成像于视网
膜后,可戴凸透镜做的眼镜进行矫正。
【错因分析】不清楚推、拉注射器导致水透镜的凸起程
度发生变化时,对应水透镜的焦距的变化情况,导致出
错。
【易错典例 01】(错误率 73%)小明同学用自制的水
透镜模拟人眼看远、近不同的物体时晶状体的调节情况,
通过推拉注射器,调节水透镜的凸起程度,可以改变水
透镜的焦距,如图所示。若物体较近时,恰好能使像成
在光屏上;则当物体较远时,应 (填“推”或
“拉”)注射器,使水透镜的焦距变 (填“长”
或“短”),若不用注射器,但要改变水透镜的焦距,则
给水透镜“戴上”适当度数的 (填“近视”或“远
视”)眼镜进行矫正,同样可以在光屏上得到清晰的像。
【以巧破力 方法制胜】
1.近视眼中的“近视”指的是可以看清近处的物体,看
不清远处的物体,因为只能看清近处,所以叫“近视”;
同理、远视眼中的“远视”指的是只能看清远处的物体,
看不清近处的物体。这两个概念注意不要记混。
2.近、远视眼及其矫正
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 71%)图中分别画了眼睛看近处和
看远处的各两种光路,一定是远视眼的是( )
A. 看近处的物体
B. 看近处的物体
C. 看远处的物体
D. 看远处的物体
【强化 2】(错误率 65%)近些年来,中小学生配戴眼
镜的比例明显增加。下列关于近视眼、远视眼的成因及
其矫正的说法中,正确的是( )
A.近视眼成像于视网膜后,用凸透镜矫正
B.远视眼成像于视网膜后,用凹透镜矫正
C.近视眼成像于视网膜前,用凹透镜矫正
D.远视眼成像于视网膜前,用凸透镜矫正
【强化 3】(错误率 73%)王老师在课堂上,看近处课
本时要戴上眼镜,观察远处同学又摘下眼镜,这样戴上
摘下非常不方便.王老师的眼睛是 (选填“近视”
或“远视”)眼,可以用 镜来矫正.小军将一种
新型眼镜送给了老师,如图所示,镜片 A区厚度相同,
B区可以矫正视力,现在王老师可以通过 区看
书,通过 区看同学,再不需要频繁戴上或摘下
眼镜.
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易错十:显微镜与望远镜
【核心知识】
1.显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组镜头,作用均
相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫目镜,靠近被
观察物体的凸透镜叫物镜。
2.望远镜:一般天文望远镜是由两组凸透镜组成的,
靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,作用相当于一个放大镜;
靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜,作用是使远处的物
体在焦点附近成实像。
【错因分析】对显微镜和天文望远镜的目镜以及物镜分
别成什么性质的像掌握不牢固导致出错。
【易错典例 01】(错误率 70%)图为显微镜和天文望
远镜的示意图,下列关于两种仪器说法错误的是( )
A.显微镜和天文望远镜的目镜成的像都是实像
B.天文望远镜的物镜成像特点与照相机相同
C.显微镜的物镜成像特点与投影仪相同
D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
【以巧破力 方法制胜】
1.显微镜和长江的天文望远镜的目镜以及物镜都是凸
透镜。还有一些望远镜的目镜是凹透镜,在这种情况下
题目会明确说明或指出,若题中无特殊说明,可默认为
望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。
2.显微镜和望远镜的比较
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 71%)如图所示,小明把焦距长的
凸透镜放在前面,焦距短的凸透镜放在后面,正在模拟
(选填“显微镜”或“望远镜”)的使用,其中物镜的作用
相当于 (选填“照相机”或“投影仪”)。
【强化 2】(错误率 65%)望远镜物镜的作用是使远处
的物体在 附近成实像,目镜的作用相当于
一个放大镜,用来把这个像放大。现代天文望远镜都力
求把物镜的口径加大,这样它可以 ,使得
所成的像更加明亮。
04 单元小结
一、考点考向
1、三种光现象
(1)考向:光的直线传播和光的色散现象;光的反射
现象;光的折射现象的识别问题。
(2)三种光现象的作图。
2、平面镜成像的特点
(1)考向:实验探究平面镜成像的特点;平面镜成像
特点的应用;利用平面镜成像的特点作图。
3、透镜的分类及应用
(1)考向:区分凸透镜和凹透镜;透镜三条特殊光线
的作图;凸透镜和凹透镜对光线的作用。
4、凸透镜成像规律
(1)考向:实验探究凸透镜成像规律;凸透镜成像规
律的应用;利用凸透镜成像规律作图。
5、眼镜和光学仪器
(1)考向:近视眼和远视眼的成因及其矫正;显微镜
成像的特点;望远镜成像特点。
二、常考题型
(1)选择题:常考热点主要集中在三种光现象的识别
问题;平面镜成像的特点;凸透镜成像规律;光学仪器
的应用。
(2)填空题:识别光现象;平面镜成像特点中像与物
的关系识别;凸透镜成像规律的应用;放大镜、照相机、
投影仪、显微镜、望远镜成像的特点及其应用;近视眼
和远视眼的成因及其矫正。
(3)实验题:探究小孔成像特点;探究光的色散现象;
探究光的反射定律;探究平面镜成像特点;探究光的折
射定律;探究凸透镜成像规律。
第三章 光和眼睛
01 思维导图
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02 考点速记
【考点1 光的直线传播】
1.能___________的物体叫做光源。光在同一种均匀介质中是____________的。
2.通常,我们用____________________形象地描述光的传播路径和方向,这样的直线叫做光线。
【考点2 光速】
光在真空中传播的速度是______m/s。光在真空中传播得最快,在其他各种介质中的传播速度比在真空中的速度慢,光在空气中的速度接近在真空中的速度。光在真空中1年里传播的距离约等于____________km,这一长度叫做____________,其符号是______.。天文学上常用______来表示天体间的距离。
【考点3 光的色散】
1.白光是由________________________七种色光组成的;由单色光______的光叫做复色光。
2.自然界中______、______、______三种色光,是无法用其他色光混合而成的,所以人们常称这三种色光为光的“______”。
3.雨后的天空,常常出现彩虹,这属于光的______现象。我国是世界上电视用户最多的国家,彩色电视机屏幕上各种艳丽色彩是由红、______、蓝三种色光通过适当的比例混合得到的。
【考点4 光的反射现象和光的反射规律】
1.光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象,叫做____________。
2.光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在______平面内,反射光线和入射光线分别位于______两侧,反射角______入射角。这就是光的反射定律。在光的反射现象中,光路是______的。
【考点4 镜面反射与漫反射
平行光线经反射后,反射光线还是平行的,这种反射叫做____________。粗糙不平的表面将平行入射的光向各个方向反射,这种反射叫做______。
【考点5 平面镜成像规律】
1.把反射面为____________的镜子叫做平面镜。
2.平面镜成像特点:像与物到镜面的距离______;像与物的大小______;像与物关于镜面对称。平面镜后面所成的像______呈现在光屏上。
3.物理学中,把能够呈现在光屏上的像叫做______;把不能呈现在光屏上,只能用肉眼观察到的像叫做______。
【考点6 平面镜的应用、各种面镜】
1.舞蹈演员利用____________可以观察和纠正自己的动作;利用平面镜制成的____________,在水下可以观察到水面上的情况。
2.反射面是球面的一部分的镜子叫做______,利用球面______作反射面的镜子叫做凹面镜,对光线起______作用,它能成____________的像;利用球面____________作反射面的镜子叫做凸面镜,对光线起______作用,它能成______的像。
【考点7 光的折射】
1.光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象,叫做____________。
2.光的折射规律:光折射时,折射光线、入射光线、法线三者在____________内;折射光线和入射光线分别位于______两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角增大时,折射角也______。光垂直射到水或玻璃的表面时,在水或玻璃中的传播方向______。
【考点8 透镜的分类及作用】
1.透镜有两类,中间比边缘厚的叫做____________,中间比边缘薄的叫做____________。
2.透镜对光线的作用:
类型
凸透镜
凹透镜
作用
对光有______作用
(会聚透镜)
对光有______作用
(发散透镜)
光路图
3.如图所示,图中O点是凸透镜的______,F点是凸透镜的______,f叫凸透镜的______,直线MN叫凸透镜的____________。
【考点9 凸透镜成像规律】
1.凸透镜成像规律概述
2.放大镜成的像是虚像,利用放大镜观察物体时,物体须放在放大镜的____________。
【考点10 眼睛是怎样看见物体的】
1.眼睛中的____________相当于凸透镜,眼球后部的____________相当于光屏。物体经晶状体成像于视网膜上,再通过视神经把信息传入大脑,从而产生视觉。
2.近视眼简单地说就是看不清______(选填“远”或“近”)处的物体,可佩戴______透镜矫正;远视眼就是眼睛看不清______(选填“远”或“近”)处的物体,可佩戴______透镜矫正。
3.近视眼、远视眼的成因及矫正:
类型
近视眼
远视眼
光路线
矫正
方法
佩戴对光线有______作用的______透镜制成的近视眼镜
佩戴对光线有______作用的______透镜制成的老花眼镜
【考点11 光学仪器】
1.照相机是利用____________能成倒立、缩小的实像的原理制成的,它主要是由______、光圈、快门和暗盒等部件组成的。
2.照相机的镜头相当于一个______镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上,形成被照物体______(选填“倒立”或“正立”)的像。
3.显微镜主要是由______和______两组凸透镜组成。通过______和______可形成物体的放大的______像,从而使我们能观察到肉眼无法看到的细微物体或物体的精细结构。
4.普通望远镜和折射式天文望远镜主要也是由物镜和目镜两组透镜组成的,通过目镜观察到物体的虚像,好像物体被移近了,从而使我们能看清______的物体,拓宽了观察的视野。
03 素养提升
易错点辨析 常考易错分析
易错一:光的直线传播
【核心知识】
1.光在同种均匀介质中沿直线传播,被不透明物体遮挡时会形成影子。
2.小孔成像的原理是光沿直线传播,成的是倒立的实像。
【错因分析】混淆了影子和小孔成像的概念,误认为“光斑”是物体形成的影子;或误认为光沿直线传播时穿过小孔的像与小孔的形状有关。
【易错典例01】(错误率78%)屋顶有一个正方形的小孔,在地板上形成一个光斑,这个光斑是( )
A.正方形的,是太阳的影子 B.圆形的,是太阳的影子
C.圆形的,是太阳的实像 D.正方形的,是太阳的实像
【以巧破力 方法制胜】
1.光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播,日常生活中常见的激光准直、小孔成像、影子、日食、月食等现象涉及的物理学原理都是光的直线传播。
2.影子与小孔成像的比较
影子
小孔成像
不同点
“影子”是光不能到达的地方形成的阴暗区域
“小孔成像”是光沿直线传播形成倒立的实像
相同点
都是光的直线传播现象
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率68%)在下列现象中,不能用光在同种均匀介质中沿直线传播的知识来解释的是( )
A.掩耳盗铃 B.坐井观天
C.凿壁偷光 D.立竿见影
【强化2】(错误率76%)如图所示,甲、乙两人分别站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,则所需最小的窗的位置应为( )
A.ae B.ad C.be D.bd
【强化3】(错误率79%)在模拟日食、月食的实验中,王老师画了图示.
(1)如果地球上观察到日食,这些人应该是位于 (选填“甲、乙”)处,此时月亮在 处(选填“A、B、C”).
(2)如果地球上观察到月食,这些人应该是位于 (选填“甲、乙”)处,此时月亮在 处(选填“A、B、C”).
易错二:光的反射规律
【核心知识】
光的反射定律的内容可简述为:“三线共面,法线居中,两角相等。”
1.“三线共面”:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
2.“法线居中”:法线位于反射光线和入射光线中间。
3.“两角相等”:反射角等于入射角。
【错因分析】对光的反射规律理解不够透彻,认为转动平面镜的时候影响的只是入射角的大小,导致误选。
【易错典例01】(错误率75%)如图,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线的夹角为80°,则镜面应( )
A.逆时针转动20° B.顺时针转动20°
C.逆时针转动30° D.顺时针转动30°
【以巧破力 方法制胜】
做有关光的反射的试题一定要明确一下三点:
1.反射角、入射角是指对应的光线与法线的夹角,切不可把它们与镜面的夹角当成反射角和入射角。
2.入射光线向法线靠拢,入射角减小,根据光的反射定律可知,反射角也减小,即反射光线也向法线靠拢,当入射光线垂直射在平面镜上时,法线与入射光线重合,这时入射角为0°,反射角沿原路返回,则反射角也是0°,学生易错认为是90°。
3.在光的反射现象中,光路可逆。就是说,若光线逆着原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将逆着原来入射光线的方向射出。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率66%)小林用一束激光入射到一个平面镜,并记录入射角β及反射光与平面镜的夹角γ,如图所示。她改变三次入射角,各次的入射角均不相同,则此三次实验数据里,各次实验数据的β与γ应符合下列哪一个关系式( )
A. B.
C. D.
【强化2】(错误率72%)如图所示,两块等大的平面镜A、B直立在地面上,A、B高为1.05米,相距0.2米。有一束激光与竖直方向成45°角射到平面镜B的上边缘,经多次反射后射到地面。从第一次照射到平面镜B的上边缘开始计数,激光束射到地面时共经历的反射的次数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【强化3】(错误率75%)有一种光电控制液而高度的仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置米判断液面高低的,如图所示。当一光束与液面的夹角为40°,则反射角的大小为 。当液面降低时,光电屏上的光斑S将向 (左或右)移动;若液面不变,要使光电屏上的光斑S将向左移动,应 (“增大”或“减小”)光来与液面的夹角。
易错三:镜面反射与漫反射
【核心知识】
1.镜面反射:一束平行光照射到镜面上后,又被平行地反射出去。
2.漫反射:凹凸不平的反射面会把平行入射光线向着四面八方反射,漫反射同样遵守光的反射定律。
【错因分析】误认为发生镜面反射时物体一定亮,发生漫反射时物体一定暗。
【易错典例01】(错误率70%)在雨后的夜晚走路时,为防止脚踩到水汪塘而溅污衣裤,下列判断正确的是( )
A.迎着月光走,地上发亮处是水汪塘;背着月光走,地上暗处是水汪塘
B.迎着月光走,地上暗处是水汪塘;背着月光走,地上发亮处是水汪塘
C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水汪塘
D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水汪塘
【以巧破力 方法制胜】
1.判新物体亮暗的依据并不是镜面反射和漫反射,而是实际进入人眼光线的多少,做与镜面反射和漫反射有关诚题时要牢记这一点。
2.镜面反射的反射光线比较规则,人眼如果接收到镜面反射的反射光线,会感觉很亮,人眼出果接收不到镜面反射的反射光线,会感觉较暗。
3.漫反射的反射光线射向各个方向的都有,人在各个住置都能接收到反射光线。人眼看到物体的条件是有光进入眼睛,进入的光越多感觉越亮,进入的光越少感觉越暗。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率68%)小华同学参观盐城海盐博物馆,看到一个放在玻璃罩中的展品A(可拍照)。小华同学想用相机拍下来回家慢慢研究,展馆中的灯光比较暗,下列哪种方式拍照最清晰( )
A.从1处向下拍,且用闪光灯
B.从1处向下拍,不用闪光灯
C.从2处斜向下拍,且用闪光灯
D.从2处斜向下拍,不用闪光灯
【强化2】(错误率71%)如图所示,在较暗的教室里。把一个小平面镜粘在白纸上然后将白纸挂在黑板上。用手电筒的光垂直照射白纸和平面镜,从侧面观察,白纸 (选填“更亮”或“更暗”),原因是光在白纸上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【强化3】(错误率77%)如图所示是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时( )
A.潮湿的路面光更容易发生漫反射
B.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更亮
C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
D.光在干燥路面上反射不遵循反射定律
易错四:平面镜成像特点
【核心知识】
1.平面镜成像的特点:物体在平面镜中所成的像是正立的虚像,像与物的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等。
2.平面镜成像的特点简记为“正立、等大、对称、虚像”。
【错因分析】生活中当我们走向平面镜时,会感觉到平面镜中的像逐渐变大,远离平面镜时,会感觉到平面镜中的像逐渐变小,实际上镜中的像和我们一直等大的。
【易错典例01】(错误率80%)学校教学楼的大厅里竖直放置着一块平面镜,小明同学直立行走逐渐靠近平面镜的过程中,关于他在平面镜中所成的像的情况,下列说法中正确的是( )
A.像变大,像到镜面的距离变大 B.像变小,像到镜面的距离变小
C.像的大小不变,像到镜面的距离不变 D.像的大小不变,像到镜面的距离变小
【以巧破力 方法制胜】
1.平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
2.像的大小只与物体的大小有关,与物体到平面镜的距离无关。注意像到平面镜的距离只与物体到平面镜的距离有关。
3.平面镜成像中“像的大小与物体的大小相等”,也就是说,像的大小由物体的大小决定,我们离平面镜远近不同时,往往有“近大远小”的感觉,这是视角不同的原因。
4.根据平面镜成像时“像与物体关于平面镜对称”的特点,我们可以通过找对称点的方法来确定像点或物点。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率69%)如图为玩具鸟在平面镜中的成像示意图,下列能改变玩具鸟成像位置的是( )
A.竖直上移玩具鸟 B.竖直下移平面镜
C.改变平面镜大小 D.像与镜间放一小木板
【强化2】(错误率75%)身高1.7m的同学站在竖直放置的2m高的穿衣镜前0.8m处,他镜中像的高度、像与他的距离分别为( )
A.1.7m 1.6m B.2m 1.6m
C.2m 0.8m D.1.7m 0.8m
【强化3】(错误率79%)小明站在平面镜前3米处照镜子,她向平面镜靠近了1米,则像离她的距离为 米,像的大小将 。(填“变小”、“变大”或“不变”)
易错五:光的折射规律
【核心知识】
1.光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2.光的折射的特点
(1)折射光线与入射光线、法线在同一个平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角;光从水或玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
(4)当入射角增大时,折射角也增大。
(5)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
(6)在光的折射现象中,光路可逆。
【错因分析】误认为人看到物体时,光线是从人眼发出指向物体的;对光的折射定律的内容不理解,误认为光从水中斜射入空气中时折射角小于入射角。
【易错典例01】(错误率80%)如图所示,男孩作出了错误的判断,能正确说明产生这一错觉的原因是( )
A. B.
C. D.
【以巧破力 方法制胜】
1.一般情况下,光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,初中常见的与折射有关的介质就是空气、水和玻璃,牢记发生折射时,空气中的角度(光线与法线的夹角)大。
2.我们的眼睛能看到物体,是由于从物体发出或反射的光线进入了我们的眼睛,并不是我们的眼睛发出的光线照到了物体,注意不要混淆光线的方向。
3.一般情况下,当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,当光垂直介质的界面射入时,传播方向不变。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率65%)潜水员潜入清澈的海水中,看海面上方飞翔的海鸥,潜水员将看到( )
A.变矮了的海鸥的虚像
B.变高了的海鸥的虚像
C.变矮了的海鸥的实像
D.变高了的海鸥的实像
【强化2】(错误率70%)如图所示,一容器内盛有水,容器的下方有一阀门k,在容器底部形成光斑。打开阀门让水从小孔慢慢流出,在水流出的过程中,观察到的光斑移动方向( )
A.向左移动 B.向右移动
C.不移动 D.无法判断
【强化3】(错误率73%).一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射,如图所示,从图中可以看出,空气在界面的 (选填“左”或“右”)侧,此过程中还有部分发生了反射,反射角的大小是 度。
易错六:透镜对光的作用
【核心知识】
1.凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜,对光有会聚作用。
2.凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜,对光有发散作用。
【错因分析】对凹、凸透镜折射光的作用理解的不够透彻,误认为经过透镜作用后,方框两端上方的光线一定是同一条光线,方框两端的下方的光线一定是同一条光线。
【易错典例01】(错误率80%)实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光,这可以利用两块透镜的组合来解决。请在图的两个方框中各画出一种组合方式(要在图中画清光束粗细的变化),分别写出两块透镜间的距离s跟两块透镜到各自焦点的距离f1、f2的关系。
【以巧破力 方法制胜】
1.凸透镜对光有会聚作用,但透过凸透镜后的光线并非一定是会聚的;同理,凹透镜对光线有发散作用,但透过凹透镜后的光线并非一定是发散的。具体要看入射光线的会聚或发散情况,做题时一定要牢记这一点。
2.凹透镜和凸透镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率66%)一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
【强化2】(错误率69%)如图所示,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较 (选填“亮”或“暗”),这是因为气泡与周围水组成 透镜,太阳光射向空气泡和它下方的水后,出射光线会被 (选填“会聚”或“发散”)。
【强化3】(错误率75%)小明为判别直径相同的两透镜的类型,分别将它们正对太阳光,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑甲和乙,透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的是 (凸/凹)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明正确的操作是 ,判断方法是 。
易错七:生活中的透镜
【核心知识】
1.照相机的镜头是由一组透镜组成的,相当于一个凸透镜;投影仪的镜头相等于一个凸透镜。
2.生活中常用的放大镜其实就是一个凸透镜,此时凸透镜的作用是成正立、放大的虚像,所以叫做放大镜。
【错因分析】对生活中常见的透镜涉及的光学原理不熟悉,将照相机、投影仪、放大镜等光学器件的成像特点记混,导致出错。
【易错典例01】(错误率71%)下列关于光学器件的应用,不切实际的是( )
A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
B.借助放大镜看地图时,地图与放大镜之间的距离应略大于一倍的焦距
C.照相时,被照物与相机的距离应在镜头的二倍焦距之外
D.阳光透过凸透镜可以点燃纸屑是利用了凸透镜对光的会聚作用
【以巧破力 方法制胜】
照相机、投影仪与放大镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率59%)如图所示是机场安检的人脸识别系统,当人们在过安检时,距离设备时,安装在设备上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速影像记录,下列对人脸识别系统的摄像机镜头的判断正确的是( )
A.它相当于凸透镜,焦距可能为
B.它相当于凹透镜,焦距可能为
C.它相当于凸透镜,焦距可能为
D.它相当于凹透镜,焦距可能为
【强化2】(错误率65%)如图,投影仪是教学中常用的设备。下面关于投影仪的叙述错误的是( )
A.投影仪的镜头是一个凸透镜
B.屏幕表面粗糙,有利于光发生漫反射
C.物体在屏幕上所成的像是个正立放大的虚像
D.若要使所成的像变小,则可将投影片远离镜头
【强化3】(错误率77%)如图所示,是小明的一架焦距不变的照相机,其镜头对光线有 (选填“会聚”或“发散”)作用;用这架相机拍照时,若拍完远景再拍近景,镜头需要向 (选填“靠近”或“远离”)胶片的方向移动;胶片上所成的像与显微镜的目镜所成的像,它们的性质 (选填“相同”或“不同”)。
易错八:凸透镜成像规律
【核心知识】 控制噪声的途径:
1.物距:物体到凸透镜的距离,通常用u表示。
2.像距:物体的像到凸透镜的距离,通常用v表示。
3.凸透镜成像的规律
【错因分析】对凸透镜成不同性质的像时物距、像距的位置关系掌握的不牢固,不能依据凸透镜成像规律分析蜡烛或光屏的位置变化时对应的成像情况。
【易错典例01】(错误率69%)在探究“凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像(图中未画出)。则下列说法正确的是( )
①凸透镜的焦距可能
②用不透明纸板遮住凸透镜的下半部分,在光屏上能成烛焰一半的像
③若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A.②③ B.②④ C.①③ D.③④
【以巧破力 方法制胜】
做凸透镜成像规律相关试题时,牢记以下四点
1.“一倍焦距分虚实”。一倍蕉距处是实像与虛像的分界点,物距大于一倍焦距成实像,物距小于一倍焦距成虚像,物距等于一倍焦距不成像。
2.“二倍焦距分大小”。二倍焦距处是像变大与变小的分界点,物距大于二倍焦距成缩小的像,物距小于二倍焦距成放大的像,物距等于二倍焦距成等大的像。
3.成实像时,“物近像远像变大”。物体靠近凸透镜,则像远离凸透镜,成的像变大。
4.成虚像时,“物近像近像变小”。物体靠近凸透镜,则像远离凸透镜,成的像变小。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将高度为h的物体沿主光轴从远处向透镜的焦点靠近,已知透镜的焦距为f。则下列反映像距v或像高H随物距u变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【强化2】(错误率68%)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,如图所示,小明将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动.调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,将蜡烛移至光具座上20cm处,移动光屏,在光屏上得到一个倒立、 的实像.要在光屏上成放大的像,蜡烛应向 移动,光屏应向 移动(均选填“左”或“右”).
【强化3】(错误率73%)小明同学采用如题图甲所示装置,在光屏上得到一个很小、很亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按题图乙所示安装到光具座上,在光屏上可观察到清晰倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜到 cm位置时,光屏上又能得到一个的蜡烛的像。
易错九:近视眼、远视眼的成因及其矫正
【核心知识】
1.眼睛的视物原理:看近景时,睫状体收缩,晶状体变厚,对光的偏折能力变大;看远景时,晶状体变薄,对光的偏折能力变小。
2.近视眼及其矫正:近视眼看远处物体时成像于视网膜前,可戴凹透镜做的眼镜进行矫正。
3.远视眼及其矫正:远视眼看近处物体时成像于视网膜后,可戴凸透镜做的眼镜进行矫正。
【错因分析】不清楚推、拉注射器导致水透镜的凸起程度发生变化时,对应水透镜的焦距的变化情况,导致出错。
【易错典例01】(错误率73%)小明同学用自制的水透镜模拟人眼看远、近不同的物体时晶状体的调节情况,通过推拉注射器,调节水透镜的凸起程度,可以改变水透镜的焦距,如图所示。若物体较近时,恰好能使像成在光屏上;则当物体较远时,应 (填“推”或“拉”)注射器,使水透镜的焦距变 (填“长”或“短”),若不用注射器,但要改变水透镜的焦距,则给水透镜“戴上”适当度数的 (填“近视”或“远视”)眼镜进行矫正,同样可以在光屏上得到清晰的像。
【以巧破力 方法制胜】
1.近视眼中的“近视”指的是可以看清近处的物体,看不清远处的物体,因为只能看清近处,所以叫“近视”;同理、远视眼中的“远视”指的是只能看清远处的物体,看不清近处的物体。这两个概念注意不要记混。
2.近、远视眼及其矫正
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)图中分别画了眼睛看近处和看远处的各两种光路,一定是远视眼的是( )
A. 看近处的物体
B. 看近处的物体
C. 看远处的物体
D. 看远处的物体
【强化2】(错误率65%)近些年来,中小学生配戴眼镜的比例明显增加。下列关于近视眼、远视眼的成因及其矫正的说法中,正确的是( )
A.近视眼成像于视网膜后,用凸透镜矫正
B.远视眼成像于视网膜后,用凹透镜矫正
C.近视眼成像于视网膜前,用凹透镜矫正
D.远视眼成像于视网膜前,用凸透镜矫正
【强化3】(错误率73%)王老师在课堂上,看近处课本时要戴上眼镜,观察远处同学又摘下眼镜,这样戴上摘下非常不方便.王老师的眼睛是 (选填“近视”或“远视”)眼,可以用 镜来矫正.小军将一种新型眼镜送给了老师,如图所示,镜片A区厚度相同,B区可以矫正视力,现在王老师可以通过 区看书,通过 区看同学,再不需要频繁戴上或摘下眼镜.
易错十:显微镜与望远镜
【核心知识】
1.显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组镜头,作用均相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。
2.望远镜:一般天文望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,作用相当于一个放大镜;靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜,作用是使远处的物体在焦点附近成实像。
【错因分析】对显微镜和天文望远镜的目镜以及物镜分别成什么性质的像掌握不牢固导致出错。
【易错典例01】(错误率70%)图为显微镜和天文望远镜的示意图,下列关于两种仪器说法错误的是( )
A.显微镜和天文望远镜的目镜成的像都是实像
B.天文望远镜的物镜成像特点与照相机相同
C.显微镜的物镜成像特点与投影仪相同
D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
【以巧破力 方法制胜】
1.显微镜和长江的天文望远镜的目镜以及物镜都是凸透镜。还有一些望远镜的目镜是凹透镜,在这种情况下题目会明确说明或指出,若题中无特殊说明,可默认为望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。
2.显微镜和望远镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)如图所示,小明把焦距长的凸透镜放在前面,焦距短的凸透镜放在后面,正在模拟 (选填“显微镜”或“望远镜”)的使用,其中物镜的作用相当于 (选填“照相机”或“投影仪”)。
【强化2】(错误率65%)望远镜物镜的作用是使远处的物体在 附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大,这样它可以 ,使得所成的像更加明亮。
04 单元小结
一、考点考向
1、三种光现象
(1)考向:光的直线传播和光的色散现象;光的反射现象;光的折射现象的识别问题。
(2)三种光现象的作图。
2、平面镜成像的特点
(1)考向:实验探究平面镜成像的特点;平面镜成像特点的应用;利用平面镜成像的特点作图。
3、透镜的分类及应用
(1)考向:区分凸透镜和凹透镜;透镜三条特殊光线的作图;凸透镜和凹透镜对光线的作用。
4、凸透镜成像规律
(1)考向:实验探究凸透镜成像规律;凸透镜成像规律的应用;利用凸透镜成像规律作图。
5、眼镜和光学仪器
(1)考向:近视眼和远视眼的成因及其矫正;显微镜成像的特点;望远镜成像特点。
二、常考题型
(1)选择题:常考热点主要集中在三种光现象的识别问题;平面镜成像的特点;凸透镜成像规律;光学仪器的应用。
(2)填空题:识别光现象;平面镜成像特点中像与物的关系识别;凸透镜成像规律的应用;放大镜、照相机、投影仪、显微镜、望远镜成像的特点及其应用;近视眼和远视眼的成因及其矫正。
(3)实验题:探究小孔成像特点;探究光的色散现象;探究光的反射定律;探究平面镜成像特点;探究光的折射定律;探究凸透镜成像规律。
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第三章 光和眼睛
01 思维导图
02 考点速记
【考点1 光的直线传播】
1.能___________的物体叫做光源。光在同一种均匀介质中是____________的。
2.通常,我们用____________________形象地描述光的传播路径和方向,这样的直线叫做光线。
【考点2 光速】
光在真空中传播的速度是______m/s。光在真空中传播得最快,在其他各种介质中的传播速度比在真空中的速度慢,光在空气中的速度接近在真空中的速度。光在真空中1年里传播的距离约等于____________km,这一长度叫做____________,其符号是______.。天文学上常用______来表示天体间的距离。
【考点3 光的色散】
1.白光是由________________________七种色光组成的;由单色光______的光叫做复色光。
2.自然界中______、______、______三种色光,是无法用其他色光混合而成的,所以人们常称这三种色光为光的“______”。
3.雨后的天空,常常出现彩虹,这属于光的______现象。我国是世界上电视用户最多的国家,彩色电视机屏幕上各种艳丽色彩是由红、______、蓝三种色光通过适当的比例混合得到的。
【考点4 光的反射现象和光的反射规律】
1.光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象,叫做____________。
2.光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在______平面内,反射光线和入射光线分别位于______两侧,反射角______入射角。这就是光的反射定律。在光的反射现象中,光路是______的。
【考点4 镜面反射与漫反射
平行光线经反射后,反射光线还是平行的,这种反射叫做____________。粗糙不平的表面将平行入射的光向各个方向反射,这种反射叫做______。
【考点5 平面镜成像规律】
1.把反射面为____________的镜子叫做平面镜。
2.平面镜成像特点:像与物到镜面的距离______;像与物的大小______;像与物关于镜面对称。平面镜后面所成的像______呈现在光屏上。
3.物理学中,把能够呈现在光屏上的像叫做______;把不能呈现在光屏上,只能用肉眼观察到的像叫做______。
【考点6 平面镜的应用、各种面镜】
1.舞蹈演员利用____________可以观察和纠正自己的动作;利用平面镜制成的____________,在水下可以观察到水面上的情况。
2.反射面是球面的一部分的镜子叫做______,利用球面______作反射面的镜子叫做凹面镜,对光线起______作用,它能成____________的像;利用球面____________作反射面的镜子叫做凸面镜,对光线起______作用,它能成______的像。
【考点7 光的折射】
1.光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象,叫做____________。
2.光的折射规律:光折射时,折射光线、入射光线、法线三者在____________内;折射光线和入射光线分别位于______两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角增大时,折射角也______。光垂直射到水或玻璃的表面时,在水或玻璃中的传播方向______。
【考点8 透镜的分类及作用】
1.透镜有两类,中间比边缘厚的叫做____________,中间比边缘薄的叫做____________。
2.透镜对光线的作用:
类型
凸透镜
凹透镜
作用
对光有______作用
(会聚透镜)
对光有______作用
(发散透镜)
光路图
3.如图所示,图中O点是凸透镜的______,F点是凸透镜的______,f叫凸透镜的______,直线MN叫凸透镜的____________。
【考点9 凸透镜成像规律】
1.凸透镜成像规律概述
2.放大镜成的像是虚像,利用放大镜观察物体时,物体须放在放大镜的____________。
【考点10 眼睛是怎样看见物体的】
1.眼睛中的____________相当于凸透镜,眼球后部的____________相当于光屏。物体经晶状体成像于视网膜上,再通过视神经把信息传入大脑,从而产生视觉。
2.近视眼简单地说就是看不清______(选填“远”或“近”)处的物体,可佩戴______透镜矫正;远视眼就是眼睛看不清______(选填“远”或“近”)处的物体,可佩戴______透镜矫正。
3.近视眼、远视眼的成因及矫正:
类型
近视眼
远视眼
光路线
矫正
方法
佩戴对光线有______作用的______透镜制成的近视眼镜
佩戴对光线有______作用的______透镜制成的老花眼镜
【考点11 光学仪器】
1.照相机是利用____________能成倒立、缩小的实像的原理制成的,它主要是由______、光圈、快门和暗盒等部件组成的。
2.照相机的镜头相当于一个______镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上,形成被照物体______(选填“倒立”或“正立”)的像。
3.显微镜主要是由______和______两组凸透镜组成。通过______和______可形成物体的放大的______像,从而使我们能观察到肉眼无法看到的细微物体或物体的精细结构。
4.普通望远镜和折射式天文望远镜主要也是由物镜和目镜两组透镜组成的,通过目镜观察到物体的虚像,好像物体被移近了,从而使我们能看清______的物体,拓宽了观察的视野。
03 素养提升
易错点辨析 常考易错分析
易错一:光的直线传播
【核心知识】
1.光在同种均匀介质中沿直线传播,被不透明物体遮挡时会形成影子。
2.小孔成像的原理是光沿直线传播,成的是倒立的实像。
【错因分析】混淆了影子和小孔成像的概念,误认为“光斑”是物体形成的影子;或误认为光沿直线传播时穿过小孔的像与小孔的形状有关。
【易错典例01】(错误率78%)屋顶有一个正方形的小孔,在地板上形成一个光斑,这个光斑是( )
A.正方形的,是太阳的影子 B.圆形的,是太阳的影子
C.圆形的,是太阳的实像 D.正方形的,是太阳的实像
【以巧破力 方法制胜】
1.光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播,日常生活中常见的激光准直、小孔成像、影子、日食、月食等现象涉及的物理学原理都是光的直线传播。
2.影子与小孔成像的比较
影子
小孔成像
不同点
“影子”是光不能到达的地方形成的阴暗区域
“小孔成像”是光沿直线传播形成倒立的实像
相同点
都是光的直线传播现象
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率68%)在下列现象中,不能用光在同种均匀介质中沿直线传播的知识来解释的是( )
A.掩耳盗铃 B.坐井观天
C.凿壁偷光 D.立竿见影
【强化2】(错误率76%)如图所示,甲、乙两人分别站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,则所需最小的窗的位置应为( )
A.ae B.ad C.be D.bd
【强化3】(错误率79%)在模拟日食、月食的实验中,王老师画了图示.
(1)如果地球上观察到日食,这些人应该是位于 (选填“甲、乙”)处,此时月亮在 处(选填“A、B、C”).
(2)如果地球上观察到月食,这些人应该是位于 (选填“甲、乙”)处,此时月亮在 处(选填“A、B、C”).
易错二:光的反射规律
【核心知识】
光的反射定律的内容可简述为:“三线共面,法线居中,两角相等。”
1.“三线共面”:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
2.“法线居中”:法线位于反射光线和入射光线中间。
3.“两角相等”:反射角等于入射角。
【错因分析】对光的反射规律理解不够透彻,认为转动平面镜的时候影响的只是入射角的大小,导致误选。
【易错典例01】(错误率75%)如图,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线的夹角为80°,则镜面应( )
A.逆时针转动20° B.顺时针转动20°
C.逆时针转动30° D.顺时针转动30°
【以巧破力 方法制胜】
做有关光的反射的试题一定要明确一下三点:
1.反射角、入射角是指对应的光线与法线的夹角,切不可把它们与镜面的夹角当成反射角和入射角。
2.入射光线向法线靠拢,入射角减小,根据光的反射定律可知,反射角也减小,即反射光线也向法线靠拢,当入射光线垂直射在平面镜上时,法线与入射光线重合,这时入射角为0°,反射角沿原路返回,则反射角也是0°,学生易错认为是90°。
3.在光的反射现象中,光路可逆。就是说,若光线逆着原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将逆着原来入射光线的方向射出。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率66%)小林用一束激光入射到一个平面镜,并记录入射角β及反射光与平面镜的夹角γ,如图所示。她改变三次入射角,各次的入射角均不相同,则此三次实验数据里,各次实验数据的β与γ应符合下列哪一个关系式( )
A. B.
C. D.
【强化2】(错误率72%)如图所示,两块等大的平面镜A、B直立在地面上,A、B高为1.05米,相距0.2米。有一束激光与竖直方向成45°角射到平面镜B的上边缘,经多次反射后射到地面。从第一次照射到平面镜B的上边缘开始计数,激光束射到地面时共经历的反射的次数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【强化3】(错误率75%)有一种光电控制液而高度的仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置米判断液面高低的,如图所示。当一光束与液面的夹角为40°,则反射角的大小为 。当液面降低时,光电屏上的光斑S将向 (左或右)移动;若液面不变,要使光电屏上的光斑S将向左移动,应 (“增大”或“减小”)光来与液面的夹角。
易错三:镜面反射与漫反射
【核心知识】
1.镜面反射:一束平行光照射到镜面上后,又被平行地反射出去。
2.漫反射:凹凸不平的反射面会把平行入射光线向着四面八方反射,漫反射同样遵守光的反射定律。
【错因分析】误认为发生镜面反射时物体一定亮,发生漫反射时物体一定暗。
【易错典例01】(错误率70%)在雨后的夜晚走路时,为防止脚踩到水汪塘而溅污衣裤,下列判断正确的是( )
A.迎着月光走,地上发亮处是水汪塘;背着月光走,地上暗处是水汪塘
B.迎着月光走,地上暗处是水汪塘;背着月光走,地上发亮处是水汪塘
C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水汪塘
D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水汪塘
【以巧破力 方法制胜】
1.判新物体亮暗的依据并不是镜面反射和漫反射,而是实际进入人眼光线的多少,做与镜面反射和漫反射有关诚题时要牢记这一点。
2.镜面反射的反射光线比较规则,人眼如果接收到镜面反射的反射光线,会感觉很亮,人眼出果接收不到镜面反射的反射光线,会感觉较暗。
3.漫反射的反射光线射向各个方向的都有,人在各个住置都能接收到反射光线。人眼看到物体的条件是有光进入眼睛,进入的光越多感觉越亮,进入的光越少感觉越暗。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率68%)小华同学参观盐城海盐博物馆,看到一个放在玻璃罩中的展品A(可拍照)。小华同学想用相机拍下来回家慢慢研究,展馆中的灯光比较暗,下列哪种方式拍照最清晰( )
A.从1处向下拍,且用闪光灯
B.从1处向下拍,不用闪光灯
C.从2处斜向下拍,且用闪光灯
D.从2处斜向下拍,不用闪光灯
【强化2】(错误率71%)如图所示,在较暗的教室里。把一个小平面镜粘在白纸上然后将白纸挂在黑板上。用手电筒的光垂直照射白纸和平面镜,从侧面观察,白纸 (选填“更亮”或“更暗”),原因是光在白纸上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【强化3】(错误率77%)如图所示是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时( )
A.潮湿的路面光更容易发生漫反射
B.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更亮
C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
D.光在干燥路面上反射不遵循反射定律
易错四:平面镜成像特点
【核心知识】
1.平面镜成像的特点:物体在平面镜中所成的像是正立的虚像,像与物的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等。
2.平面镜成像的特点简记为“正立、等大、对称、虚像”。
【错因分析】生活中当我们走向平面镜时,会感觉到平面镜中的像逐渐变大,远离平面镜时,会感觉到平面镜中的像逐渐变小,实际上镜中的像和我们一直等大的。
【易错典例01】(错误率80%)学校教学楼的大厅里竖直放置着一块平面镜,小明同学直立行走逐渐靠近平面镜的过程中,关于他在平面镜中所成的像的情况,下列说法中正确的是( )
A.像变大,像到镜面的距离变大 B.像变小,像到镜面的距离变小
C.像的大小不变,像到镜面的距离不变 D.像的大小不变,像到镜面的距离变小
【以巧破力 方法制胜】
1.平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
2.像的大小只与物体的大小有关,与物体到平面镜的距离无关。注意像到平面镜的距离只与物体到平面镜的距离有关。
3.平面镜成像中“像的大小与物体的大小相等”,也就是说,像的大小由物体的大小决定,我们离平面镜远近不同时,往往有“近大远小”的感觉,这是视角不同的原因。
4.根据平面镜成像时“像与物体关于平面镜对称”的特点,我们可以通过找对称点的方法来确定像点或物点。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率69%)如图为玩具鸟在平面镜中的成像示意图,下列能改变玩具鸟成像位置的是( )
A.竖直上移玩具鸟 B.竖直下移平面镜
C.改变平面镜大小 D.像与镜间放一小木板
【强化2】(错误率75%)身高1.7m的同学站在竖直放置的2m高的穿衣镜前0.8m处,他镜中像的高度、像与他的距离分别为( )
A.1.7m 1.6m B.2m 1.6m C.2m 0.8m D.1.7m 0.8m
【强化3】(错误率79%)小明站在平面镜前3米处照镜子,她向平面镜靠近了1米,则像离她的距离为 米,像的大小将 。(填“变小”、“变大”或“不变”)
易错五:光的折射规律
【核心知识】
1.光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2.光的折射的特点
(1)折射光线与入射光线、法线在同一个平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角;光从水或玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
(4)当入射角增大时,折射角也增大。
(5)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
(6)在光的折射现象中,光路可逆。
【错因分析】误认为人看到物体时,光线是从人眼发出指向物体的;对光的折射定律的内容不理解,误认为光从水中斜射入空气中时折射角小于入射角。
【易错典例01】(错误率80%)如图所示,男孩作出了错误的判断,能正确说明产生这一错觉的原因是( )
A. B.
C. D.
【以巧破力 方法制胜】
1.一般情况下,光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,初中常见的与折射有关的介质就是空气、水和玻璃,牢记发生折射时,空气中的角度(光线与法线的夹角)大。
2.我们的眼睛能看到物体,是由于从物体发出或反射的光线进入了我们的眼睛,并不是我们的眼睛发出的光线照到了物体,注意不要混淆光线的方向。
3.一般情况下,当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,当光垂直介质的界面射入时,传播方向不变。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率65%)潜水员潜入清澈的海水中,看海面上方飞翔的海鸥,潜水员将看到( )
A.变矮了的海鸥的虚像 B.变高了的海鸥的虚像
C.变矮了的海鸥的实像 D.变高了的海鸥的实像
【强化2】(错误率70%)如图所示,一容器内盛有水,容器的下方有一阀门k,在容器底部形成光斑。打开阀门让水从小孔慢慢流出,在水流出的过程中,观察到的光斑移动方向( )
A.向左移动 B.向右移动 C.不移动 D.无法判断
【强化3】(错误率73%).一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射,如图所示,从图中可以看出,空气在界面的 (选填“左”或“右”)侧,此过程中还有部分发生了反射,反射角的大小是 度。
易错六:透镜对光的作用
【核心知识】
1.凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜,对光有会聚作用。
2.凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜,对光有发散作用。
【错因分析】对凹、凸透镜折射光的作用理解的不够透彻,误认为经过透镜作用后,方框两端上方的光线一定是同一条光线,方框两端的下方的光线一定是同一条光线。
【易错典例01】(错误率80%)实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光,这可以利用两块透镜的组合来解决。请在图的两个方框中各画出一种组合方式(要在图中画清光束粗细的变化),分别写出两块透镜间的距离s跟两块透镜到各自焦点的距离f1、f2的关系。
【以巧破力 方法制胜】
1.凸透镜对光有会聚作用,但透过凸透镜后的光线并非一定是会聚的;同理,凹透镜对光线有发散作用,但透过凹透镜后的光线并非一定是发散的。具体要看入射光线的会聚或发散情况,做题时一定要牢记这一点。
2.凹透镜和凸透镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率66%)一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
【强化2】(错误率69%)如图所示,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较 (选填“亮”或“暗”),这是因为气泡与周围水组成 透镜,太阳光射向空气泡和它下方的水后,出射光线会被 (选填“会聚”或“发散”)。
【强化3】(错误率75%)小明为判别直径相同的两透镜的类型,分别将它们正对太阳光,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑甲和乙,透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的是 (凸/凹)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明正确的操作是 ,判断方法是 。
易错七:生活中的透镜
【核心知识】
1.照相机的镜头是由一组透镜组成的,相当于一个凸透镜;投影仪的镜头相等于一个凸透镜。
2.生活中常用的放大镜其实就是一个凸透镜,此时凸透镜的作用是成正立、放大的虚像,所以叫做放大镜。
【错因分析】对生活中常见的透镜涉及的光学原理不熟悉,将照相机、投影仪、放大镜等光学器件的成像特点记混,导致出错。
【易错典例01】(错误率71%)下列关于光学器件的应用,不切实际的是( )
A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
B.借助放大镜看地图时,地图与放大镜之间的距离应略大于一倍的焦距
C.照相时,被照物与相机的距离应在镜头的二倍焦距之外
D.阳光透过凸透镜可以点燃纸屑是利用了凸透镜对光的会聚作用
【以巧破力 方法制胜】
照相机、投影仪与放大镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率59%)如图所示是机场安检的人脸识别系统,当人们在过安检时,距离设备时,安装在设备上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速影像记录,下列对人脸识别系统的摄像机镜头的判断正确的是( )
A.它相当于凸透镜,焦距可能为
B.它相当于凹透镜,焦距可能为
C.它相当于凸透镜,焦距可能为
D.它相当于凹透镜,焦距可能为
【强化2】(错误率65%)如图,投影仪是教学中常用的设备。下面关于投影仪的叙述错误的是( )
A.投影仪的镜头是一个凸透镜 B.屏幕表面粗糙,有利于光发生漫反射
C.物体在屏幕上所成的像是个正立放大的虚像 D.若要使所成的像变小,则可将投影片远离镜头
【强化3】(错误率77%)如图所示,是小明的一架焦距不变的照相机,其镜头对光线有 (选填“会聚”或“发散”)作用;用这架相机拍照时,若拍完远景再拍近景,镜头需要向 (选填“靠近”或“远离”)胶片的方向移动;胶片上所成的像与显微镜的目镜所成的像,它们的性质 (选填“相同”或“不同”)。
易错八:凸透镜成像规律
【核心知识】 控制噪声的途径:
1.物距:物体到凸透镜的距离,通常用u表示。
2.像距:物体的像到凸透镜的距离,通常用v表示。
3.凸透镜成像的规律
【错因分析】对凸透镜成不同性质的像时物距、像距的位置关系掌握的不牢固,不能依据凸透镜成像规律分析蜡烛或光屏的位置变化时对应的成像情况。
【易错典例01】(错误率69%)在探究“凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像(图中未画出)。则下列说法正确的是( )
①凸透镜的焦距可能
②用不透明纸板遮住凸透镜的下半部分,在光屏上能成烛焰一半的像
③若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A.②③ B.②④ C.①③ D.③④
【以巧破力 方法制胜】
做凸透镜成像规律相关试题时,牢记以下四点
1.“一倍焦距分虚实”。一倍蕉距处是实像与虛像的分界点,物距大于一倍焦距成实像,物距小于一倍焦距成虚像,物距等于一倍焦距不成像。
2.“二倍焦距分大小”。二倍焦距处是像变大与变小的分界点,物距大于二倍焦距成缩小的像,物距小于二倍焦距成放大的像,物距等于二倍焦距成等大的像。
3.成实像时,“物近像远像变大”。物体靠近凸透镜,则像远离凸透镜,成的像变大。
4.成虚像时,“物近像近像变小”。物体靠近凸透镜,则像远离凸透镜,成的像变小。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将高度为h的物体沿主光轴从远处向透镜的焦点靠近,已知透镜的焦距为f。则下列反映像距v或像高H随物距u变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【强化2】(错误率68%)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,如图所示,小明将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动.调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,将蜡烛移至光具座上20cm处,移动光屏,在光屏上得到一个倒立、 的实像.要在光屏上成放大的像,蜡烛应向 移动,光屏应向 移动(均选填“左”或“右”).
【强化3】(错误率73%)小明同学采用如题图甲所示装置,在光屏上得到一个很小、很亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按题图乙所示安装到光具座上,在光屏上可观察到清晰倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜到 cm位置时,光屏上又能得到一个的蜡烛的像。
易错九:近视眼、远视眼的成因及其矫正
【核心知识】
1.眼睛的视物原理:看近景时,睫状体收缩,晶状体变厚,对光的偏折能力变大;看远景时,晶状体变薄,对光的偏折能力变小。
2.近视眼及其矫正:近视眼看远处物体时成像于视网膜前,可戴凹透镜做的眼镜进行矫正。
3.远视眼及其矫正:远视眼看近处物体时成像于视网膜后,可戴凸透镜做的眼镜进行矫正。
【错因分析】不清楚推、拉注射器导致水透镜的凸起程度发生变化时,对应水透镜的焦距的变化情况,导致出错。
【易错典例01】(错误率73%)小明同学用自制的水透镜模拟人眼看远、近不同的物体时晶状体的调节情况,通过推拉注射器,调节水透镜的凸起程度,可以改变水透镜的焦距,如图所示。若物体较近时,恰好能使像成在光屏上;则当物体较远时,应 (填“推”或“拉”)注射器,使水透镜的焦距变 (填“长”或“短”),若不用注射器,但要改变水透镜的焦距,则给水透镜“戴上”适当度数的 (填“近视”或“远视”)眼镜进行矫正,同样可以在光屏上得到清晰的像。
【以巧破力 方法制胜】
1.近视眼中的“近视”指的是可以看清近处的物体,看不清远处的物体,因为只能看清近处,所以叫“近视”;同理、远视眼中的“远视”指的是只能看清远处的物体,看不清近处的物体。这两个概念注意不要记混。
2.近、远视眼及其矫正
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)图中分别画了眼睛看近处和看远处的各两种光路,一定是远视眼的是( )
A. 看近处的物体 B. 看近处的物体
C. 看远处的物体 D. 看远处的物体
【强化2】(错误率65%)近些年来,中小学生配戴眼镜的比例明显增加。下列关于近视眼、远视眼的成因及其矫正的说法中,正确的是( )
A.近视眼成像于视网膜后,用凸透镜矫正 B.远视眼成像于视网膜后,用凹透镜矫正
C.近视眼成像于视网膜前,用凹透镜矫正 D.远视眼成像于视网膜前,用凸透镜矫正
【强化3】(错误率73%)王老师在课堂上,看近处课本时要戴上眼镜,观察远处同学又摘下眼镜,这样戴上摘下非常不方便.王老师的眼睛是 (选填“近视”或“远视”)眼,可以用 镜来矫正.小军将一种新型眼镜送给了老师,如图所示,镜片A区厚度相同,B区可以矫正视力,现在王老师可以通过 区看书,通过 区看同学,再不需要频繁戴上或摘下眼镜.
易错十:显微镜与望远镜
【核心知识】
1.显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组镜头,作用均相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。
2.望远镜:一般天文望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,作用相当于一个放大镜;靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜,作用是使远处的物体在焦点附近成实像。
【错因分析】对显微镜和天文望远镜的目镜以及物镜分别成什么性质的像掌握不牢固导致出错。
【易错典例01】(错误率70%)图为显微镜和天文望远镜的示意图,下列关于两种仪器说法错误的是( )
A.显微镜和天文望远镜的目镜成的像都是实像
B.天文望远镜的物镜成像特点与照相机相同
C.显微镜的物镜成像特点与投影仪相同
D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
【以巧破力 方法制胜】
1.显微镜和长江的天文望远镜的目镜以及物镜都是凸透镜。还有一些望远镜的目镜是凹透镜,在这种情况下题目会明确说明或指出,若题中无特殊说明,可默认为望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。
2.显微镜和望远镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)如图所示,小明把焦距长的凸透镜放在前面,焦距短的凸透镜放在后面,正在模拟 (选填“显微镜”或“望远镜”)的使用,其中物镜的作用相当于 (选填“照相机”或“投影仪”)。
【强化2】(错误率65%)望远镜物镜的作用是使远处的物体在 附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大,这样它可以 ,使得所成的像更加明亮。
04 单元小结
一、考点考向
1、三种光现象
(1)考向:光的直线传播和光的色散现象;光的反射现象;光的折射现象的识别问题。
(2)三种光现象的作图。
2、平面镜成像的特点
(1)考向:实验探究平面镜成像的特点;平面镜成像特点的应用;利用平面镜成像的特点作图。
3、透镜的分类及应用
(1)考向:区分凸透镜和凹透镜;透镜三条特殊光线的作图;凸透镜和凹透镜对光线的作用。
4、凸透镜成像规律
(1)考向:实验探究凸透镜成像规律;凸透镜成像规律的应用;利用凸透镜成像规律作图。
5、眼镜和光学仪器
(1)考向:近视眼和远视眼的成因及其矫正;显微镜成像的特点;望远镜成像特点。
二、常考题型
(1)选择题:常考热点主要集中在三种光现象的识别问题;平面镜成像的特点;凸透镜成像规律;光学仪器的应用。
(2)填空题:识别光现象;平面镜成像特点中像与物的关系识别;凸透镜成像规律的应用;放大镜、照相机、投影仪、显微镜、望远镜成像的特点及其应用;近视眼和远视眼的成因及其矫正。
(3)实验题:探究小孔成像特点;探究光的色散现象;探究光的反射定律;探究平面镜成像特点;探究光的折射定律;探究凸透镜成像规律。
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第三章 光和眼睛
01 思维导图
02 考点速记
【考点1 光的直线传播】
1.能自行发光的物体叫做光源。光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
2.通常,我们用一条带箭头的直线形象地描述光的传播路径和方向,这样的直线叫做光线。
【考点2 光速】
光在真空中传播的速度是3×108m/s。光在真空中传播得最快,在其他各种介质中的传播速度比在真空中的速度慢,光在空气中的速度接近在真空中的速度。光在真空中1年里传播的距离约等于9.46×1012km,这一长度叫做1光年,其符号是1.y.。天文学上常用光年来表示天体间的距离。
【考点3 光的色散】
1.白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的;由单色光混合成的光叫做复色光。
2.自然界中红、绿、蓝三种色光,是无法用其他色光混合而成的,所以人们常称这三种色光为光的“三基色”。
3.雨后的天空,常常出现彩虹,这属于光的色散现象。我国是世界上电视用户最多的国家,彩色电视机屏幕上各种艳丽色彩是由红、绿、蓝三种色光通过适当的比例混合得到的。
【考点4 光的反射现象和光的反射规律】
1.光在两种介质分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象,叫做光的反射。
2.光反射时,反射光线、入射光线和法线三者在同一平面内,反射光线和入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角。这就是光的反射定律。在光的反射现象中,光路是可逆的。
【考点4 镜面反射与漫反射
平行光线经反射后,反射光线还是平行的,这种反射叫做镜面反射。粗糙不平的表面将平行入射的光向各个方向反射,这种反射叫做漫反射。
【考点5 平面镜成像规律】
1.把反射面为光滑平面的镜子叫做平面镜。
2.平面镜成像特点:像与物到镜面的距离相等;像与物的大小相等;像与物关于镜面对称。平面镜后面所成的像不能呈现在光屏上。
3.物理学中,把能够呈现在光屏上的像叫做实像;把不能呈现在光屏上,只能用肉眼观察到的像叫做虚像。
【考点6 平面镜的应用、各种面镜】
1.舞蹈演员利用平面镜可以观察和纠正自己的动作;利用平面镜制成的潜望镜,在水下可以观察到水面上的情况。
2.反射面是球面的一部分的镜子叫做球面镜,利用球面内表面作反射面的镜子叫做凹面镜,对光线起会聚作用,它能成倒立的像;利用球面外表面作反射面的镜子叫做凸面镜,对光线起发散作用,它能成正立的像。
【考点7 光的折射】
1.光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象,叫做光的折射。
2.光的折射规律:光折射时,折射光线、入射光线、法线三者在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角小于(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角增大时,折射角也增大。光垂直射到水或玻璃的表面时,在水或玻璃中的传播方向不变。
【考点8 透镜的分类及作用】
1.透镜有两类,中间比边缘厚的叫做凸透镜,中间比边缘薄的叫做凹透镜。
2.透镜对光线的作用:
类型
凸透镜
凹透镜
作用
对光有会聚作用
(会聚透镜)
对光有发散作用
(发散透镜)
光路图
3.如图所示,图中O点是凸透镜的光心,F点是凸透镜的焦点,f叫凸透镜的焦距,直线MN叫凸透镜的主光轴。
【考点9 凸透镜成像规律】
1.凸透镜成像规律概述
2.放大镜成的像是虚像,利用放大镜观察物体时,物体须放在放大镜的焦点以内。
【考点10 眼睛是怎样看见物体的】
1.眼睛中的晶状体相当于凸透镜,眼球后部的视网膜相当于光屏。物体经晶状体成像于视网膜上,再通过视神经把信息传入大脑,从而产生视觉。
2.近视眼简单地说就是看不清远(选填“远”或“近”)处的物体,可佩戴凹透镜矫正;远视眼就是眼睛看不清近(选填“远”或“近”)处的物体,可佩戴凸透镜矫正。
3.近视眼、远视眼的成因及矫正:
类型
近视眼
远视眼
光路线
矫正
方法
佩戴对光线有发散作用的凹透镜制成的近视眼镜
佩戴对光线有会聚作用的凸透镜制成的老花眼镜
【考点11 光学仪器】
1.照相机是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像的原理制成的,它主要是由镜头、光圈、快门和暗盒等部件组成的。
2.照相机的镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上,形成被照物体倒立(选填“倒立”或“正立”)的像。
3.显微镜主要是由目镜和物镜两组凸透镜组成。通过物镜和目镜可形成物体的放大的虚像,从而使我们能观察到肉眼无法看到的细微物体或物体的精细结构。
4.普通望远镜和折射式天文望远镜主要也是由物镜和目镜两组透镜组成的,通过目镜观察到物体的虚像,好像物体被移近了,从而使我们能看清远处的物体,拓宽了观察的视野。
03 素养提升
易错点辨析 常考易错分析
易错一:光的直线传播
【核心知识】
1.光在同种均匀介质中沿直线传播,被不透明物体遮挡时会形成影子。
2.小孔成像的原理是光沿直线传播,成的是倒立的实像。
【错因分析】混淆了影子和小孔成像的概念,误认为“光斑”是物体形成的影子;或误认为光沿直线传播时穿过小孔的像与小孔的形状有关。
【易错典例01】(错误率78%)屋顶有一个正方形的小孔,在地板上形成一个光斑,这个光斑是( )
A.正方形的,是太阳的影子 B.圆形的,是太阳的影子
C.圆形的,是太阳的实像 D.正方形的,是太阳的实像
【答案】C
【难度】0.65
【解析】光斑属于小孔成像,是太阳通过小孔成在地面的像,成的是太阳的实像,像与太阳的形状相同,即圆形的,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【以巧破力 方法制胜】
1.光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播,日常生活中常见的激光准直、小孔成像、影子、日食、月食等现象涉及的物理学原理都是光的直线传播。
2.影子与小孔成像的比较
影子
小孔成像
不同点
“影子”是光不能到达的地方形成的阴暗区域
“小孔成像”是光沿直线传播形成倒立的实像
相同点
都是光的直线传播现象
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率68%)在下列现象中,不能用光在同种均匀介质中沿直线传播的知识来解释的是( )
A.掩耳盗铃 B.坐井观天
C.凿壁偷光 D.立竿见影
【答案】A
【难度】0.65
【解析】坐井观天、凿壁偷光、立竿见影都是由于光的直线传播形成的,而掩耳盗铃是在人耳处减弱噪声,与光的直线传播无关,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【强化2】(错误率76%)如图所示,甲、乙两人分别站立于一面墙的两边,若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身,则所需最小的窗的位置应为( )
A.ae B.ad C.be D.bd
【答案】D
【难度】0.65
【解析】由于光是沿直线传播的,根据光的直线传播作出两条从乙到达甲眼睛的光线和两条从甲到达乙眼睛的光线,由此确定出所需最小窗的位置,如下图,即过乙头顶和脚底分别作两条直线到甲的眼睛,过甲头顶和脚底分别作两条直线到乙的眼睛(这两条直线就可以确定出所需最小窗的位置),由这四条直线与墙的交点即可确定出所需最小窗的位置应为bd,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选 D。
【强化3】(错误率79%)在模拟日食、月食的实验中,王老师画了图示.
(1)如果地球上观察到日食,这些人应该是位于 (选填“甲、乙”)处,此时月亮在 处(选填“A、B、C”).
(2)如果地球上观察到月食,这些人应该是位于 (选填“甲、乙”)处,此时月亮在 处(选填“A、B、C”).
【答案】 甲 B 乙 C
【难度】0.65
【解析】(1)日食是我们看不见太阳或者是只能看见部分太阳,是由于月亮挡住了太阳照向地球的光,所以我们看不见或只能看见部分太阳;如果地球上观察到日食,这些人应该是位于甲处,此时月亮在B处;(2)月食是我们看不见月亮或者是只能看见部分月亮,是由于地球挡住了太阳照向月亮的光,所以我们看不见或只能看见部分月亮;如果地球上观察到月食,这些人应该是位于乙处,此时月亮在C处.
【点睛】光在同一均匀介质中是沿直线传播的,日食和月食就是由于光的直线传播产生的现象;日食是我们看不见太阳或者是只能看见部分太阳,是由于月亮挡住了太阳照向地球的光,所以我们看不见或只能看见部分太阳;月食是我们看不见月亮或者是只能看见部分月亮,是由于地球挡住了太阳照向月亮的光,所以我们看不见或只能看见部分月亮.
易错二:光的反射规律
【核心知识】
光的反射定律的内容可简述为:“三线共面,法线居中,两角相等。”
1.“三线共面”:在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
2.“法线居中”:法线位于反射光线和入射光线中间。
3.“两角相等”:反射角等于入射角。
【错因分析】对光的反射规律理解不够透彻,认为转动平面镜的时候影响的只是入射角的大小,导致误选。
【易错典例01】(错误率75%)如图,一束光与镜面成30°角入射,以垂直纸面的直线为轴绕O点转动平面镜,使反射光线跟入射光线的夹角为80°,则镜面应( )
A.逆时针转动20° B.顺时针转动20°
C.逆时针转动30° D.顺时针转动30°
【答案】A
【难度】0.85
【解析】一束光与镜面成30°角入射,可知入射角为60°,则反射光线跟入射光线之间的夹角为120°,入射光线位置没变,转动平面镜后反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,可知镜面逆时针转动,如图所示:
BC为转动后镜面,OE为转动前镜面法线,因此入射角∠AOE=60°,OF为镜面转动后法线,转动平面镜后反射光线跟入射光线之间的夹角为80°,因此转动镜面后入射角∠AOF=40°,则法线转动角度为
∠EOF=∠AOE-∠AOF=60°-40°=20°
所以镜面逆时针转动角度为20°。
故选A。
【以巧破力 方法制胜】
做有关光的反射的试题一定要明确一下三点:
1.反射角、入射角是指对应的光线与法线的夹角,切不可把它们与镜面的夹角当成反射角和入射角。
2.入射光线向法线靠拢,入射角减小,根据光的反射定律可知,反射角也减小,即反射光线也向法线靠拢,当入射光线垂直射在平面镜上时,法线与入射光线重合,这时入射角为0°,反射角沿原路返回,则反射角也是0°,学生易错认为是90°。
3.在光的反射现象中,光路可逆。就是说,若光线逆着原来的反射光线的方向入射到镜面上,反射光线将逆着原来入射光线的方向射出。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率66%)小林用一束激光入射到一个平面镜,并记录入射角β及反射光与平面镜的夹角γ,如图所示。她改变三次入射角,各次的入射角均不相同,则此三次实验数据里,各次实验数据的β与γ应符合下列哪一个关系式( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【解析】反射角是反射光线与法线的夹角,入射角是入射光线与法线的夹角,法线与平面镜垂直,根据光的反射定律,反射角等于入射角,当入射角为β时,反射角也为β,则平面镜与反射光线的夹角为
即
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【强化2】(错误率72%)如图所示,两块等大的平面镜A、B直立在地面上,A、B高为1.05米,相距0.2米。有一束激光与竖直方向成45°角射到平面镜B的上边缘,经多次反射后射到地面。从第一次照射到平面镜B的上边缘开始计数,激光束射到地面时共经历的反射的次数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【难度】0.4
【解析】如下图,∠DCF等于反射角等于入射角,在Rt△DCF中,DF=CF=0.2m,所以每反射一次,光线下移0.2m,发生反射的次数
所以包括在C点的反射,一共发生6次反射。
故选C。
【强化3】(错误率75%)有一种光电控制液而高度的仪器,它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置米判断液面高低的,如图所示。当一光束与液面的夹角为40°,则反射角的大小为 。当液面降低时,光电屏上的光斑S将向 (左或右)移动;若液面不变,要使光电屏上的光斑S将向左移动,应 (“增大”或“减小”)光来与液面的夹角。
【答案】 50 右 增大
【难度】0.85
【解析】[1]因为入射光线与界面夹角为40°,所以入射角等于
90°-40°=50°
又因为光反射时,反射角等于入射角,故反射角等于50°。
[2] 当液面下降时,由于入射角不变,所以反射光线与原来的反射光线平行,如下图,即光电屏上的光斑S向右移动。
[3]由上图及反射定律知道,若液面不变,当增大光来与液面的夹角时,光电屏上的光斑S将向左移动。
易错三:镜面反射与漫反射
【核心知识】
1.镜面反射:一束平行光照射到镜面上后,又被平行地反射出去。
2.漫反射:凹凸不平的反射面会把平行入射光线向着四面八方反射,漫反射同样遵守光的反射定律。
【错因分析】误认为发生镜面反射时物体一定亮,发生漫反射时物体一定暗。
【易错典例01】(错误率70%)在雨后的夜晚走路时,为防止脚踩到水汪塘而溅污衣裤,下列判断正确的是( )
A.迎着月光走,地上发亮处是水汪塘;背着月光走,地上暗处是水汪塘
B.迎着月光走,地上暗处是水汪塘;背着月光走,地上发亮处是水汪塘
C.迎着或背着月光走,都应是地上发亮处是水汪塘
D.迎着或背着月光走,都应是地上发暗处是水汪塘
【答案】A
【难度】0.85
【解析】BD.水汪塘表面光滑,发生镜面反射,泥土表面粗糙,发生漫反射。人迎着月光走,镜面反射的光进入人眼多,漫反射的光进入人眼少,所以感觉镜面反射亮,地上的亮处是水汪塘,故BD错误;
AC.人背着月光走,镜面反射的光没进入人眼,而漫反射的光进入人眼一些,所以感觉漫反射亮,暗处是水汪塘,故A正确,C错误。
故选A。
【以巧破力 方法制胜】
1.判新物体亮暗的依据并不是镜面反射和漫反射,而是实际进入人眼光线的多少,做与镜面反射和漫反射有关诚题时要牢记这一点。
2.镜面反射的反射光线比较规则,人眼如果接收到镜面反射的反射光线,会感觉很亮,人眼出果接收不到镜面反射的反射光线,会感觉较暗。
3.漫反射的反射光线射向各个方向的都有,人在各个住置都能接收到反射光线。人眼看到物体的条件是有光进入眼睛,进入的光越多感觉越亮,进入的光越少感觉越暗。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率68%)小华同学参观盐城海盐博物馆,看到一个放在玻璃罩中的展品A(可拍照)。小华同学想用相机拍下来回家慢慢研究,展馆中的灯光比较暗,下列哪种方式拍照最清晰( )
A.从1处向下拍,且用闪光灯
B.从1处向下拍,不用闪光灯
C.从2处斜向下拍,且用闪光灯
D.从2处斜向下拍,不用闪光灯
【答案】C
【难度】0.65
【解析】展馆中的灯光比较暗,展品反射的光线很少,要想拍摄出清晰的展品图片,需要用闪光灯;玻璃罩上表面很平,当从①位置用闪光灯拍摄时,光线因发生镜面反射而沿垂直方向反射回去,照相机发生逆光无法得到清晰的图片,所以只能从②处斜向下拍。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【强化2】(错误率71%)如图所示,在较暗的教室里。把一个小平面镜粘在白纸上然后将白纸挂在黑板上。用手电筒的光垂直照射白纸和平面镜,从侧面观察,白纸 (选填“更亮”或“更暗”),原因是光在白纸上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【答案】 更亮 漫反射
【难度】0.65
【解析】[1][2]当用手电筒的光垂直照射白纸和平面镜时,在平面镜上会发生镜面反射,反射光线垂直平面镜射出,从侧面观察到的平面镜是暗的;而白纸发生漫反射,所以在侧面看到的白纸更亮。
【强化3】(错误率77%)如图所示是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面行驶时大灯部分光路简图,在晚上开车时( )
A.潮湿的路面光更容易发生漫反射
B.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更亮
C.对面无车时,驾驶员看潮湿的路面更暗
D.光在干燥路面上反射不遵循反射定律
【答案】C
【难度】0.85
【解析】A.由图可知,光射到潮湿的沥青路上容易发生镜面反射,不是漫反射,故A不符合题意;
BC.对面无车时,很少的反射光线进入驾驶员眼睛,驾驶员看潮湿的路面更暗,故B不符合题意,故C符合题意;
D.照射到干燥路面上的光发生漫反射,漫反射也遵守光的反射定律,故D不符合题意。
故选C。
易错四:平面镜成像特点
【核心知识】
1.平面镜成像的特点:物体在平面镜中所成的像是正立的虚像,像与物的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等。
2.平面镜成像的特点简记为“正立、等大、对称、虚像”。
【错因分析】生活中当我们走向平面镜时,会感觉到平面镜中的像逐渐变大,远离平面镜时,会感觉到平面镜中的像逐渐变小,实际上镜中的像和我们一直等大的。
【易错典例01】(错误率80%)学校教学楼的大厅里竖直放置着一块平面镜,小明同学直立行走逐渐靠近平面镜的过程中,关于他在平面镜中所成的像的情况,下列说法中正确的是( )
A.像变大,像到镜面的距离变大 B.像变小,像到镜面的距离变小
C.像的大小不变,像到镜面的距离不变 D.像的大小不变,像到镜面的距离变小
【答案】D
【难度】0.85
【解析】AB.小明同学逐渐靠近平面镜的过程中,其大小不变,根据平面镜成像特点知物像大小相等,故小明的像大小不变,故AB错误;
CD.根据平面镜成像特点知,物像到平面镜的距离相等,小明同学逐渐靠近平面镜的过程中,物距减小,所以像到镜面的距离减小,故C错误,D正确。
故选D。
【以巧破力 方法制胜】
1.平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
2.像的大小只与物体的大小有关,与物体到平面镜的距离无关。注意像到平面镜的距离只与物体到平面镜的距离有关。
3.平面镜成像中“像的大小与物体的大小相等”,也就是说,像的大小由物体的大小决定,我们离平面镜远近不同时,往往有“近大远小”的感觉,这是视角不同的原因。
4.根据平面镜成像时“像与物体关于平面镜对称”的特点,我们可以通过找对称点的方法来确定像点或物点。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率69%)如图为玩具鸟在平面镜中的成像示意图,下列能改变玩具鸟成像位置的是( )
A.竖直上移玩具鸟 B.竖直下移平面镜
C.改变平面镜大小 D.像与镜间放一小木板
【答案】A
【难度】0.85
【解析】A.竖直上移玩具鸟,成像位置相对原成像位置发生变化,故A符合题意;
B.竖直下移平面镜,玩具鸟成像位置相对原成像位置不发生变化,故B不符合题意;
C.改变平面镜大小,玩具鸟成像位置相对原成像位置不发生变化,故C不符合题意。
D.像与镜间放一木板,成像位置相对原成像位置不发生变化,故D不符合题意。
故选A。
【强化2】(错误率75%)身高1.7m的同学站在竖直放置的2m高的穿衣镜前0.8m处,他镜中像的高度、像与他的距离分别为( )
A.1.7m 1.6m B.2m 1.6m C.2m 0.8m D.1.7m 0.8m
【答案】A
【难度】0.65
【解析】平面镜所成的像和物体大小相等,同学的身高为1.7m,像的高度是1.7m;平面镜所成的像和物体到平面镜的距离相等,他距离平面镜0.8m,镜中的像与他的距离为:0.8m+0.8m=l.6m。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【强化3】(错误率79%)小明站在平面镜前3米处照镜子,她向平面镜靠近了1米,则像离她的距离为 米,像的大小将 。(填“变小”、“变大”或“不变”)
【答案】 4 不变
【难度】0.85
【解析】[1]小明站在平面镜前3米处照镜子,她向平面镜靠近了1m,位于平面镜前2m处,根据物像到平面镜距离相等,所以她的像到平面镜距离是2m,则像离她的距离为
2m+2m=4m
[2]平面镜所成像的大小与物体距平面镜的距离无关,人向镜面走近,人大小不变,像大小不变。
易错五:光的折射规律
【核心知识】
1.光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2.光的折射的特点
(1)折射光线与入射光线、法线在同一个平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角;光从水或玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
(4)当入射角增大时,折射角也增大。
(5)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
(6)在光的折射现象中,光路可逆。
【错因分析】误认为人看到物体时,光线是从人眼发出指向物体的;对光的折射定律的内容不理解,误认为光从水中斜射入空气中时折射角小于入射角。
【易错典例01】(错误率80%)如图所示,男孩作出了错误的判断,能正确说明产生这一错觉的原因是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【解析】池底反射的光由水中进入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得池变浅了,故光线的箭头是从水中指向空气的,且折射角大于入射角,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【以巧破力 方法制胜】
1.一般情况下,光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,初中常见的与折射有关的介质就是空气、水和玻璃,牢记发生折射时,空气中的角度(光线与法线的夹角)大。
2.我们的眼睛能看到物体,是由于从物体发出或反射的光线进入了我们的眼睛,并不是我们的眼睛发出的光线照到了物体,注意不要混淆光线的方向。
3.一般情况下,当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,当光垂直介质的界面射入时,传播方向不变。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率65%)潜水员潜入清澈的海水中,看海面上方飞翔的海鸥,潜水员将看到( )
A.变矮了的海鸥的虚像 B.变高了的海鸥的虚像
C.变矮了的海鸥的实像 D.变高了的海鸥的实像
【答案】B
【难度】0.65
【分析】光从空气中斜射入水中或其他介质时,会发生折射,且折射光线向法线方向偏折,而当光从水中斜射入空气中时,会发生折射,且折射光线会向远离法线方向。
【解析】水中潜水员看海面上方飞翔的海鸥,是海鸥反射的光斜射到水面时,会发生折射现象,且折射光线向法线方向偏折,射入潜水员眼睛,而潜水员因为错觉,认为光始终是沿直线传播,逆着光的传播方向看上去形成的虚像,会比实际位置高,因此潜水员在水中看见海面上方的海鸥,实际是变高的海鸥的虚像。
故选B。
【强化2】(错误率70%)如图所示,一容器内盛有水,容器的下方有一阀门k,在容器底部形成光斑。打开阀门让水从小孔慢慢流出,在水流出的过程中,观察到的光斑移动方向( )
A.向左移动 B.向右移动 C.不移动 D.无法判断
【答案】B
【难度】0.65
【解析】一束光线斜射入盛水的容器中,当水位在a位置时,由光的折射规律作图,可得在容器底部形成一个光斑在P点。容器里的水逐渐流出,当水位在b位置时,由光的折射规律作图,可得此时容器底部光斑在P'点。由图可知,在水逐渐流出的过程中,光斑向右移动,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【强化3】(错误率73%).一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射,如图所示,从图中可以看出,空气在界面的 (选填“左”或“右”)侧,此过程中还有部分发生了反射,反射角的大小是 度。
【答案】 右 30
【难度】0.65
【解析】[1][2]根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射光线和入射光线位于法线两侧,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧可知,EO为入射光线,OF为反射光线,OG为折射光线。则AB为界面,CD为法线。由图可知,反射角为反射光线与法线的夹角,即FO与CD的夹角即为反射角,即反射角为30℃;由图可知,折射角为OG与CD的夹角,即折射角为45℃,折射角大于入射角,所以光是从玻璃斜射入空气的过程,即右侧为空气,左侧为玻璃。
易错六:透镜对光的作用
【核心知识】
1.凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜,对光有会聚作用。
2.凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜,对光有发散作用。
【错因分析】对凹、凸透镜折射光的作用理解的不够透彻,误认为经过透镜作用后,方框两端上方的光线一定是同一条光线,方框两端的下方的光线一定是同一条光线。
【易错典例01】(错误率80%)实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光,这可以利用两块透镜的组合来解决。请在图的两个方框中各画出一种组合方式(要在图中画清光束粗细的变化),分别写出两块透镜间的距离s跟两块透镜到各自焦点的距离f1、f2的关系。
【答案】
【难度】0.65
【分析】根据透镜对光线的作用,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点,经凹透镜后会发散,因此图示的情况,只用一个元件达不到目的,就要用到两个光学元件进行组合,由出射光线与入射光线相比较,都是平行光,但更加会聚了,因此,首先要放置一个凸透镜。
【解析】当最下面的出射光线与最上面的入射光线相对应时,光线经过凸透镜会聚于一点,而这一点又是第二个凸透镜的焦点,如甲图所示
s=f1+f2
当两条最上面的光线是一条光线时,首先经过凸透镜会聚,然后要经过凹透镜的发散才能实现.即经过凸透镜第一次折射后的折射光线要经过凸透镜的焦点,第二次的入射光线要射向凹透镜的另一个焦点,这两个焦点在F点重合,如图乙所示
s=f1-f2
如下图所示:
【以巧破力 方法制胜】
1.凸透镜对光有会聚作用,但透过凸透镜后的光线并非一定是会聚的;同理,凹透镜对光线有发散作用,但透过凹透镜后的光线并非一定是发散的。具体要看入射光线的会聚或发散情况,做题时一定要牢记这一点。
2.凹透镜和凸透镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率66%)一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
【答案】D
【难度】0.65
【解析】薄膜上的积水中间厚,边缘薄,恰好形成了一个大的凸透镜,而此时太阳光通过这个凸透镜发生折射,干草又在凸透镜的焦点处,就很容易引起干草的燃烧,故ABC错误,D正确。
故选D。
【强化2】(错误率69%)如图所示,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较 (选填“亮”或“暗”),这是因为气泡与周围水组成 透镜,太阳光射向空气泡和它下方的水后,出射光线会被 (选填“会聚”或“发散”)。
【答案】 暗 凹 发散
【难度】0.85
【解析】[1][2][3]由于气泡的存在,气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,故在气泡的下面对应的位置较暗。
【强化3】(错误率75%)小明为判别直径相同的两透镜的类型,分别将它们正对太阳光,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑甲和乙,透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的是 (凸/凹)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明正确的操作是 ,判断方法是 。
【答案】 凸 见解析 见解析
【难度】0.94
【解析】[1]因为凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,所以根据图示可知,甲一定是对光线起了会聚作用,而乙可能是对光线起了发散作用,也可能是光线经凸透镜还未完全会聚到焦点,或会聚后继续向前传播,形成放大的光斑,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,形成乙光斑的可能是凹透镜。
[2][3]具体判断方法是,将纸片靠近和远离透镜,观察光斑大小如何变化。如果靠近或远离时能找到一个最小最亮的光斑,则说明是凸透镜;如果光斑始终大于d,且越远离光斑越大,则说明是凹透镜。
易错七:生活中的透镜
【核心知识】
1.照相机的镜头是由一组透镜组成的,相当于一个凸透镜;投影仪的镜头相等于一个凸透镜。
2.生活中常用的放大镜其实就是一个凸透镜,此时凸透镜的作用是成正立、放大的虚像,所以叫做放大镜。
【错因分析】对生活中常见的透镜涉及的光学原理不熟悉,将照相机、投影仪、放大镜等光学器件的成像特点记混,导致出错。
【易错典例01】(错误率71%)下列关于光学器件的应用,不切实际的是( )
A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
B.借助放大镜看地图时,地图与放大镜之间的距离应略大于一倍的焦距
C.照相时,被照物与相机的距离应在镜头的二倍焦距之外
D.阳光透过凸透镜可以点燃纸屑是利用了凸透镜对光的会聚作用
【答案】B
【难度】0.65
【解析】A.近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即像成在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚,故A不符合题意;
B.借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应小于一倍焦距,故B符合题意;
C.照相机照相的原理是:物体在2倍焦距以外,经过凸透镜成的是倒立、缩小的实像,所以照相时被照物与相机的距离应在镜头的二倍焦距之外,故C不符合题意;
D.因为凸透镜对光线的会聚作用,所以阳光通过凸透镜可以会聚一点,热量集中,温度较高可以点燃纸屑,故D不符合题意。
故选B。
【以巧破力 方法制胜】
照相机、投影仪与放大镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率59%)如图所示是机场安检的人脸识别系统,当人们在过安检时,距离设备时,安装在设备上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速影像记录,下列对人脸识别系统的摄像机镜头的判断正确的是( )
A.它相当于凸透镜,焦距可能为
B.它相当于凹透镜,焦距可能为
C.它相当于凸透镜,焦距可能为
D.它相当于凹透镜,焦距可能为
【答案】C
【难度】0.85
【分析】本题考查凸透镜成像规律及其应用。
【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜,当物体位于其二倍焦距以外时,物体成倒立缩小的实像,人到镜头的距离应大于二倍焦距,即,解得。故选C。
【点睛】容易题。失分的原因是不知道摄像机的成像原理,从而得不出物距与焦距之间的关系。
【强化2】(错误率65%)如图,投影仪是教学中常用的设备。下面关于投影仪的叙述错误的是( )
A.投影仪的镜头是一个凸透镜 B.屏幕表面粗糙,有利于光发生漫反射
C.物体在屏幕上所成的像是个正立放大的虚像 D.若要使所成的像变小,则可将投影片远离镜头
【答案】C
【难度】0.65
【解析】A.投影仪的镜头是一个凸透镜,物体经凸透镜成倒立、放大的实像,故A正确,C错误;
B.屏幕表面粗糙,有利于光发生漫反射,使在两边的人都能看到屏幕的内容,故B正确;
D.根据“物远像近(像距变小)像变小”,若要使所成的像变小,则可将投影片远离镜头,故D正确。
故选C。
【强化3】(错误率77%)如图所示,是小明的一架焦距不变的照相机,其镜头对光线有 (选填“会聚”或“发散”)作用;用这架相机拍照时,若拍完远景再拍近景,镜头需要向 (选填“靠近”或“远离”)胶片的方向移动;胶片上所成的像与显微镜的目镜所成的像,它们的性质 (选填“相同”或“不同”)。
【答案】 会聚 远离 不同
【难度】0.65
【解析】[1]照相机的镜头为凸透镜,其镜头对光线有会聚作用。
[2]根据凸透镜成实像时,物近(物距变小)像远(像距变大)像变大。用这架相机拍照时,若拍完远景再拍近景,即物距变小,则像距要变大,故镜头需要向远离胶片的方向移动。
[3]胶片上所成的像是倒立、缩小的实像,而显微镜的目镜成正立、放大的虚像,故胶片上所成的像与显微镜的目镜所成的像,它们的性质不同。
易错八:凸透镜成像规律
【核心知识】 控制噪声的途径:
1.物距:物体到凸透镜的距离,通常用u表示。
2.像距:物体的像到凸透镜的距离,通常用v表示。
3.凸透镜成像的规律
【错因分析】对凸透镜成不同性质的像时物距、像距的位置关系掌握的不牢固,不能依据凸透镜成像规律分析蜡烛或光屏的位置变化时对应的成像情况。
【易错典例01】(错误率69%)在探究“凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像(图中未画出)。则下列说法正确的是( )
①凸透镜的焦距可能
②用不透明纸板遮住凸透镜的下半部分,在光屏上能成烛焰一半的像
③若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A.②③ B.②④ C.①③ D.③④
【答案】D
【难度】0.65
【解析】①根据题意知道,蜡烛距离凸透镜为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
在透镜的另一侧,像到透镜的距离
80.0cm-50.0cm=30.0cm
处光屏上得到一个清晰的像,像距大于物距,成倒立放大的实像,此时
2f>u=15.0cm>f
v=30.0cm>2f
则
15.0cm>f>7.50cm
故①错误;
②用不透明的纸板遮住凸透镜的下半部分,会遮住一部分穿过凸透镜的光线,光屏上的像会变暗,但仍能成完整的像,故②错误;
③凸透镜成实像时的动态变化规律是:物远像近像变小,则若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小,故③正确;
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时
u>2f,2f>v>f
根据光的可逆性,可知此时光屏上成倒立缩小的实像,故④正确。
故D正确,ABC错误。
故选D。
【以巧破力 方法制胜】
做凸透镜成像规律相关试题时,牢记以下四点
1.“一倍焦距分虚实”。一倍蕉距处是实像与虛像的分界点,物距大于一倍焦距成实像,物距小于一倍焦距成虚像,物距等于一倍焦距不成像。
2.“二倍焦距分大小”。二倍焦距处是像变大与变小的分界点,物距大于二倍焦距成缩小的像,物距小于二倍焦距成放大的像,物距等于二倍焦距成等大的像。
3.成实像时,“物近像远像变大”。物体靠近凸透镜,则像远离凸透镜,成的像变大。
4.成虚像时,“物近像近像变小”。物体靠近凸透镜,则像远离凸透镜,成的像变小。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将高度为h的物体沿主光轴从远处向透镜的焦点靠近,已知透镜的焦距为f。则下列反映像距v或像高H随物距u变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【解析】根据凸透镜成像规律可知,当凸透镜成实像时
物距减小,像距变大,像变大;当物体从远处沿凸透镜主光轴向凸透镜的焦点靠近时,物距变小,像距变大,像变大,但像总是成在焦点以外,即像距v总是大于焦距f。
AB.物体在一倍焦距处,不成像,根据图示可知,当
时
故AB错误;
C.表示物体从远处沿凸透镜主光轴向透镜的焦点靠近,物距减小,像距变大,像变大,所以像高H变大,故C正确;
D.表示物距减小时像逐渐变大,但像高最多等于物高h,不符合在焦距和2倍焦距之间成放大实像的规律,故D错误。
故选C。
【强化2】(错误率68%)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,如图所示,小明将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动.调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,将蜡烛移至光具座上20cm处,移动光屏,在光屏上得到一个倒立、 的实像.要在光屏上成放大的像,蜡烛应向 移动,光屏应向 移动(均选填“左”或“右”).
【答案】 缩小 右 右
【难度】0.65
【解析】当蜡烛位于20cm刻度线处,凸透镜位于50cm刻度线时,此时的物距为30cm,凸透镜的焦距为10cm,所以物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律知,成的是倒立缩小的实像.
要在光屏上成放大的像,物距应位于一倍到二倍焦距之间,蜡烛应向右移动,即物距减小,则像距会增大,所以光屏也应向右移动.
【强化3】(错误率73%)小明同学采用如题图甲所示装置,在光屏上得到一个很小、很亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按题图乙所示安装到光具座上,在光屏上可观察到清晰倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜到 cm位置时,光屏上又能得到一个的蜡烛的像。
【答案】 10.0 缩小 35.0
【难度】0.65
【解析】[1][2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点,这个点就是凸透镜的焦点,焦点到透镜光心的距离叫焦距;由题图甲可得凸透镜的焦距为
由题图乙得,此时物距
由凸透镜成像原理可知,在光屏上可观察到倒立、缩小的实像。
[3]根据凸透镜折射时光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不动,只需将像距与物距对调,即移动凸透镜到35.0cm位置,光屏上又能得到一个的蜡烛的像。
易错九:近视眼、远视眼的成因及其矫正
【核心知识】
1.眼睛的视物原理:看近景时,睫状体收缩,晶状体变厚,对光的偏折能力变大;看远景时,晶状体变薄,对光的偏折能力变小。
2.近视眼及其矫正:近视眼看远处物体时成像于视网膜前,可戴凹透镜做的眼镜进行矫正。
3.远视眼及其矫正:远视眼看近处物体时成像于视网膜后,可戴凸透镜做的眼镜进行矫正。
【错因分析】不清楚推、拉注射器导致水透镜的凸起程度发生变化时,对应水透镜的焦距的变化情况,导致出错。
【易错典例01】(错误率73%)小明同学用自制的水透镜模拟人眼看远、近不同的物体时晶状体的调节情况,通过推拉注射器,调节水透镜的凸起程度,可以改变水透镜的焦距,如图所示。若物体较近时,恰好能使像成在光屏上;则当物体较远时,应 (填“推”或“拉”)注射器,使水透镜的焦距变 (填“长”或“短”),若不用注射器,但要改变水透镜的焦距,则给水透镜“戴上”适当度数的 (填“近视”或“远视”)眼镜进行矫正,同样可以在光屏上得到清晰的像。
【答案】 拉 长 近视
【难度】0.65
【解析】[1][2]当物体较远时,物距增大,像距减小,焦距应变大,因此应拉注射器,使水透镜的焦距变长。
[2]若不用注射器,应佩戴发散透镜使光线推迟会聚,因凹透镜对光线有发散作用,所以应该配戴凹透镜眼镜进行矫正,同样可以在光屏上得到清晰的像。
【以巧破力 方法制胜】
1.近视眼中的“近视”指的是可以看清近处的物体,看不清远处的物体,因为只能看清近处,所以叫“近视”;同理、远视眼中的“远视”指的是只能看清远处的物体,看不清近处的物体。这两个概念注意不要记混。
2.近、远视眼及其矫正
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)图中分别画了眼睛看近处和看远处的各两种光路,一定是远视眼的是( )
A. 看近处的物体 B. 看近处的物体
C. 看远处的物体 D. 看远处的物体
【答案】B
【难度】0.65
【解析】A.图中近处物体的像能成在视网膜上,可能是正常的眼睛,故A不符合题意;
B.由图知,当看近处的物体时,像成在视网膜的后方,属于远视眼的情况,故B符合题意;
C.图中远处物体的像成在视网膜上,可能是正常的眼睛,故C不符合题意;
D.由图知,当看远处的物体时,像成在视网膜的前方,一定为近视眼的情况,故D不符合题意。
故选B。
【强化2】(错误率65%)近些年来,中小学生配戴眼镜的比例明显增加。下列关于近视眼、远视眼的成因及其矫正的说法中,正确的是( )
A.近视眼成像于视网膜后,用凸透镜矫正 B.远视眼成像于视网膜后,用凹透镜矫正
C.近视眼成像于视网膜前,用凹透镜矫正 D.远视眼成像于视网膜前,用凸透镜矫正
【答案】C
【难度】0.94
【解析】AC.近视眼的晶状体较厚,会聚能力较强,看远处的物体时,将像成在视网膜的前面,可用发散作用的凹透镜矫正,使光线会聚能力减弱,能使像成在视网膜上,能看清远处的物体,故A错误,C正确;
BD.远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,可用会聚作用的凸透镜矫正,使光线会聚能力增强,能使像成在视网膜上,能看清近处的物体,故BD错误。
故选C。
【强化3】(错误率73%)王老师在课堂上,看近处课本时要戴上眼镜,观察远处同学又摘下眼镜,这样戴上摘下非常不方便.王老师的眼睛是 (选填“近视”或“远视”)眼,可以用 镜来矫正.小军将一种新型眼镜送给了老师,如图所示,镜片A区厚度相同,B区可以矫正视力,现在王老师可以通过 区看书,通过 区看同学,再不需要频繁戴上或摘下眼镜.
【答案】 远视 凸透 B A
【难度】0.65
【解析】远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的.远视矫正方法,需佩戴凸透镜,由题意可知:镜片A区厚度相同,B区可以矫正视力,B区相当于凸透镜,现在王老师可以通过B区看书,通过A区看同学.
易错十:显微镜与望远镜
【核心知识】
1.显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组镜头,作用均相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。
2.望远镜:一般天文望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,作用相当于一个放大镜;靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜,作用是使远处的物体在焦点附近成实像。
【错因分析】对显微镜和天文望远镜的目镜以及物镜分别成什么性质的像掌握不牢固导致出错。
【易错典例01】(错误率70%)图为显微镜和天文望远镜的示意图,下列关于两种仪器说法错误的是( )
A.显微镜和天文望远镜的目镜成的像都是实像
B.天文望远镜的物镜成像特点与照相机相同
C.显微镜的物镜成像特点与投影仪相同
D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
【答案】A
【难度】0.65
【解析】AD.显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像;天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成,目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像。故A错误,符合题意;D正确,不符合题意;
B.由A分析可知,天文望远镜的物镜成的是倒立缩小的实像,而照相机成像特点也是倒立缩小的实像,两者成像特点相同,故B正确,不符合题意;
C.由A分析可知,显微镜的物镜成倒立放大的实像,而投影仪成像特点也是倒立放大的实像,两者成像特点相同,故C正确,不符合题意;
故选A。
【以巧破力 方法制胜】
1.显微镜和长江的天文望远镜的目镜以及物镜都是凸透镜。还有一些望远镜的目镜是凹透镜,在这种情况下题目会明确说明或指出,若题中无特殊说明,可默认为望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。
2.显微镜和望远镜的比较
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率71%)如图所示,小明把焦距长的凸透镜放在前面,焦距短的凸透镜放在后面,正在模拟 (选填“显微镜”或“望远镜”)的使用,其中物镜的作用相当于 (选填“照相机”或“投影仪”)。
【答案】 望远镜 照相机
【难度】0.85
【解析】[1][2]开普勒望远镜物镜使物体成一倒立、缩小的实像,然后再用目镜把这个实像放大,这就是望远镜的原理,由图可知,小明正在模拟的就是望远镜的使用,其中物镜的作用相当于照相机。
【强化2】(错误率65%)望远镜物镜的作用是使远处的物体在 附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大,这样它可以 ,使得所成的像更加明亮。
【答案】 焦点 会聚更多的光
【难度】0.85
【解析】[1]望远镜的物镜相当于照相机,其作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像,望远镜的目镜相当于放大镜,用来把像放大。
[2]望远镜的物镜的直径做的大些,能会聚更多的光,使所成的像更加明亮。
04 单元小结
一、考点考向
1、三种光现象
(1)考向:光的直线传播和光的色散现象;光的反射现象;光的折射现象的识别问题。
(2)三种光现象的作图。
2、平面镜成像的特点
(1)考向:实验探究平面镜成像的特点;平面镜成像特点的应用;利用平面镜成像的特点作图。
3、透镜的分类及应用
(1)考向:区分凸透镜和凹透镜;透镜三条特殊光线的作图;凸透镜和凹透镜对光线的作用。
4、凸透镜成像规律
(1)考向:实验探究凸透镜成像规律;凸透镜成像规律的应用;利用凸透镜成像规律作图。
5、眼镜和光学仪器
(1)考向:近视眼和远视眼的成因及其矫正;显微镜成像的特点;望远镜成像特点。
二、常考题型
(1)选择题:常考热点主要集中在三种光现象的识别问题;平面镜成像的特点;凸透镜成像规律;光学仪器的应用。
(2)填空题:识别光现象;平面镜成像特点中像与物的关系识别;凸透镜成像规律的应用;放大镜、照相机、投影仪、显微镜、望远镜成像的特点及其应用;近视眼和远视眼的成因及其矫正。
(3)实验题:探究小孔成像特点;探究光的色散现象;探究光的反射定律;探究平面镜成像特点;探究光的折射定律;探究凸透镜成像规律。
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