内容正文:
中考专题复习四 光的折射 透镜学案
【知识梳理】
光的折射
1. 概念:
当光从一种介质 入另一种介质时,在分界面处改变传播方向发生偏折的现象叫做光的折射。
2.规律
当光从一种介质斜射入另一种介质时,折射光线、入射光线和法线在 内;折射光线和入射光线分别位于法线的 ;入射角增大,折射角也随之 ;当光线垂直于介质表面入射时,折射角等于 。折射光路是 的(填可逆或不可逆)。
当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线偏向法线方向,即折射角 入射角;当光从水(或玻璃)斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向,即折射角 入射角。
3. 生活中的折射现象:
水变浅了,水中看岸上的景物变高了,光的色散、海市蜃楼、幻日、变形的太阳等。
4. 应用:(透镜)
(1)凸透镜:中间厚边缘薄的透镜叫做凸透镜;对光有 作用;
(2)凹透镜:中间薄边缘厚的透镜叫做凹透镜;对光有 作用;
【实验再现】
1.在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中:
(1)如图甲,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将___________(向左移动/向右移动/不动),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向_________(会/不会)发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些_________。
(2)如图乙,小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”,他使用可折转的光屏,是为了研究折射光线、入射光线和法线是否______________.如图丙,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏向法线,折射光也逐步偏向法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之_________(增大/减小/不变).当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出,此时折射角为_________度。
【例题讲解】
【例1】小明用一束激光从透明的盒盖斜射入盒中,在塑料盒的右侧面上可看到一个亮点B。保持激光束的方向不变,向塑料盒中逐渐加入水,达到一定高度后会观察到在右侧面原来亮点B的上方和下方各出现一个亮点C和D 。
(1)亮点C是因为光照射到水面时发生了光的______现象形成的,亮点D是由于光______产生的。
(2)在图中画出水面位置,并画出反射和折射光线。
(3)保持入射光不动,继续加水,会看到原来的上面的亮点向______移动,下面的亮点向______移动。(均选填“上”或“下”)
【例2】(1)如图所示,小明用透镜靠近课本观察到的课本上“物理”字的像,则甲图中使用的透镜是 ;乙图中使用的透镜是 。(选填凸透镜或凹透镜)
(2)如图所示,小明把眼镜放在太阳光下,在地面上看到的情形,则丙图中眼镜镜片是 ;丁图中眼镜镜片是 。(选填凸透镜或凹透镜)
【例3】将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为L。若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中,光斑一直变小,该凸透镜的焦距 ( )
A.一定小于L B.一定等于L
C.一定大于L D.可能小于L,也可能大于L
【跟踪练习】
( )1.下列成语所描述的情景中,属于光的折射现象的是
A.镜花水月 B.海市蜃楼 C.坐井观天 D.立竿见影
( )2.光从空气斜射入玻璃中,入射角为60°,则折射角可能
A.等于0°B.小于60°C.等于60°D.大于60°
( )3.能正确反映水中的铅笔看起来向上偏折的光路是
( )4.如图所示,对光有发散作用的透镜是空气
水
空气
空气
空气
水
水
水
A B C D
( )5.小明用铁丝绕成一个内径约为4mm的圆环,将圆环在清水中浸一下后取出,布满圆环的水膜犹如一个透镜(如图所示).为辨别水膜是“凸透镜”还是“凹透镜”,他采用下列方法中最可靠的是:
A.用手摸 B.用强光照射
C.透过水膜近看书本上的字 D.用刻度尺测量
( )6.如图所示光线经过一个光学元件后传播方向发生了改变,则虚线框内的光学元件是
A.凹透镜 B.凸透镜 C.平面镜 D.潜望镜
( )7.小明利用太阳光测量凸透镜焦距,下列操作最合理的是
( )8.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根长度相同且比池深略高的标杆。当日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
水
太阳
太阳
杆
杆
( )9.如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P′点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在如图2的四种表示中,正确的是
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
( )10.如图是小明眼睛在N点看到鱼缸内M点处鹅卵石的光路图。鱼缸内注入更多水后,小明的眼睛在N点仍然可以看到鹅卵石。选项中带箭头的虚线代表原来的光路,能正确反映水变多后小明看到鹅卵石的光路图是
A.B. C.D.
( )11. 将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面,在高脚杯前方观察到的现象如图乙所示,此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个
A.凸透镜 B.凹透镜 C.凸面镜 D.凹面镜
( )12.在天宫课堂中,航天员王亚平将空气注入水球,形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示,其中球心O与入射点 的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为
A.① B.② C.③ D.④
13.小华陪爷爷去湖里叉鱼,看到了河里游动的小鱼和自己的倒影,根据这个情景回答如下问题:(1)小华看到“鱼”的与实际位置相比 了(变浅/变深),这是光的 现象造成的。若小华将电筒光对着看到的“鱼”射入, (能/不能)照亮鱼。
(2)小华看到自己的倒影是 像(实/虚),如果小华到水面的距离是2m则像到水面的距离 2m(大于/小于/等于)。
14.如图所示,一条鱼跃出水面,咬食荷花的画面,鱼在水中看到荷花,此时光从 斜射入 中,鱼要准确的咬到荷花,应该跃向看到的荷花所在位置的 (下方/上方/本身)。
15.光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示,其中折射角为∠ (选填“1”、“2”或“3”),分界面为 (选填“①”“②”),分界面的 方为水。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变 。
16.放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光,通过凸透镜后的光路如图所示,说明凸透镜对光有 作用,若要获得一束平行光,应将S移至 位置,若要获得S的实像,应将S移至 位置(后两空选填“焦点”、“焦点以内”或“焦点以外”)。
17. 现有A、B两枚透镜,A和B的透镜类型未知,图所示是不同方向的入射光束分别穿过A、B透镜时的光路图。属于凸透镜的是 (选填“A”“B”或“A和B”)。
18. 请你补全关于“像”的知识结构图。
_______、________、_______。
19.作图题:
(1)如图所示,完成图中的光路.
(2)如图所示,一束光从水中斜射到水面,入射光线及法线已经画出,请画出这条入射光线的反射光线和大致的折射光线。
(3)许多同学喜欢游泳运动,但必须认识到该项运动也潜藏着危险。如图所示,救生员坐在泳池边高高的凳子上注视着泳池中的动向,他发现由于泳池边缘的阻挡,泳池底部有一个视觉“盲区”监管不到。请画一条光线,从盲区边缘的池底处刚好射入救生员的眼睛的光路图。
O
A
(4)如图,一束光线从A点斜射到三棱镜上的O点,请作出光线AO经三棱镜折射后,离开三棱镜的大致传播路径。
(5)如图所示,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求:
(1)画出点光源S;(2)补充入射光线;
(3)画出反射光线经过凸透镜的折射光线。
20. 小明分别探究了光从空气射入水中和从水射入空气中的折射规律,并记录了表一,表二两组数据。(1)表一中“?”处的数据是______________。
(2)表二中“?”处的数据模不清,请综合分析两个表格中的数据,判断出这个数据应该是______________。
表一
序号
1
2
3
4
入射角(°)
60
40
20
0
折射角(°)
40
29
15
?
表二
序号
1
2
3
入射角(°)
15
29
40
折射角(°)
20
?
60
21.小明同学在做“探究光的折射规律”的实验,如图是光从空气射入水中时的光路图。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。通过实验还得到如表数据:
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°
(1)分析表中的数据,可得出的结论是:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;
②当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 ;当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 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;
③通过对数据的进一步分析可以发现:当光从空气斜射入水中时,随着入射角的增大,折射角数值的变化越来越 (选填“大”或“小”)。
(2) 还使用上述实验装置,小明同学若使光线沿CO方向射向O点,则折射光线将沿 方向射出,这说明在折射现象中,光路 ;同时还可以得出:光从水中斜射入空气中时,折射角 入射角。
参考答案
【知识梳理】
1.斜射
2.同一平面 两侧 增大 0 可逆 小于 大于
4.会聚 发散
【实验再现】1.向左移动 会 烟雾 在同一平面 减小 0
【例题讲解】1.(1)反射 折射 (2)略 (3)上 下 2.凹透镜 凸透镜 凹透镜 凸透镜 3.A
【跟踪练习】1.B 2.B 3.C 4.B 5.C 6.B 7.C 8.A 9. A 10.C 11.A 12.A
13.变浅 折射 能 虚 等于 14.空气 水 下方 15. 2;②;上;大。 16. 会聚;焦点;焦点以外。 17. A。18.直线传播 凸透镜 倒立实像 19.略 20. 0 40 21.(1)②0°;折射角随入射角的增大而增大;小于;③小;(2)OA;是可逆的;大于。
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