第1章 第9讲 对环境的察觉综合复习——核心知识和方法讲义-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义（浙教版2024）

八年级科学上册重点专题讲学练 第1章 对环境的察觉 第9讲 综合复习——核心知识和方法讲义 总体构架 · 一个特点 · 透镜三条特殊光线 · 三个规律 · 四种现象 · 凸透镜成像四类应用 · 识别光现象（排除法） · 理解平面镜成像特点 · 模型法 —— 光学作图 · 等效替代法 —— 探究平面镜成像特点 · 与透镜相关的综合作图 · 凸透镜成像规律及其应用 · 视力缺陷及其矫正 · 控制变量法 · 比较法 · 运用光的反射规律作图，分析反射角的变化 · 运用平面镜成像特点作图，分析像的轨迹 · 运用光的折射规律作图，分析折射角的变化 · 用光的折射规律作图，分析像的轨迹 · 运用光的反射和折射规律作图，分析动态光路 · 凸透镜成像扣 “关键词” 解题、看“成像图”辨应用 · 凸透镜成像“物距图”、“物距像距图”的辨析 1.一个特点：平面镜成像特点 —— 等大、等距、连线垂直、成虚像 —— 物像关于平面镜对称。 2.透镜三条特殊光线：（1）过焦点的平行于主光轴；（2）平行于主光轴的过焦点；（3）过光心的传播方向不变。 3.三个规律 （1）光的反射定律：①三线共面，②两线分居，③两角相等； （2）光的折射规律：①三线共面，②两线分居，③两角关系。 （3）四条凸透镜成像规律：①u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；②u = 2f，成倒立、等大的实像，v = 2f；③2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；④u＜f，成正立、放大的虚像。 4.四种现象 （1）光的直线传播：①条件：光在真空中、同种均匀介质中沿直线传播；②现象：小孔成像、影。 （2）光的反射：①类型：漫反射、镜面反射；②应用：平面镜成像。 （3）光的折射：①条件：光线斜射、不同介质；②现象：海市蜃楼。 （4）光的色散：彩虹的形成。 5.凸透镜成像四类应用：（1）照相机类，如摄像头、摄像机、眼睛；（2）投影仪类，如幻灯机、放映机；（3）放大镜；（4）组合类：望远镜、显微镜。 ★专题一 识别光现象（排除法） 光的直线传播、反射、折射、色散现象是常见的光现象，中考或借图片或以诗词展示相关现象，要求辨析，加强对上述光学规律和现象的理解与识记，则容易解答。 【例1】战国时期，《墨经》中记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题。下列光学现象与影子的形成原理相同的是（ ） A. 湖中倒影 B. 日食现象 C. 海市蜃楼 D. 雨后彩虹 【方法点拨】各种光现象的形成原理有三种：光的直线传播、光的反射、光的折射，可根据识记利用排除法解题，或分析光的传播路径进行解答。 ★专题二 理解平面镜成像特点平面镜成像特点是重点，中考的热点，考查方式有选择题、填空题、作图题，甚至探究题，只要坚持平面镜成像的四个特点，则容易解题。 【例2】如图所示，在 “探究平面镜成像特点” 实验中，下列叙述正确的是（ ） A. 蜡烛在玻璃板中成的是实像 B. 蜡烛在玻璃板中成的像比实物大 C. 蜡烛移近玻璃板时，像会远离玻璃板 D. 蜡烛与它的像到玻璃板的距离相等 【方法点拨】解与平面镜成像特点有关试题，应紧扣 “等大、等距、垂直、虚像” 这四大特点，而不能根据感觉或经验判断。 ★专题三 模型法 —— 光学作图 光学作图的几种模型：（1）光的直线传播模型，如有关日食、月食或影子的作图；（2）光的反射模型，作图时注意作法线和保证反射角等于入射角；（3）平面镜成像的特点模型，相当于作对称图形；（4）光的折射规律模型，作图时应注意光在不同介质中角的大小关系；（5）平面镜成像原理和折射成像原理模型，确定入射点是作图的关键。 【例3】如图所示，S 为竖直放置的玻璃砖前的一发光点，由 S 发出的光经平直玻璃面 AB 反射后通过 M 点，请在图中画出入射光线和反射光线以及该入射光在玻璃砖中的折射光线的大致方向。 【温馨提示】镜前的物体、入射光线、反射光线、折射光线等实际光线均画成实线，镜后的像、反射光线的反向延长线、折射光线的反向延长线、法线及其他辅助线均画成虚线。 ★专题四 等效替代法 —— 探究平面镜成像特点 探究平面镜成像特点的实验中利用等效替代法体现在以下两个方面：用玻璃板代替平面镜、用未点燃的蜡烛代替虚像。 【例4】为了探究平面镜成像特点，小明准备了图甲所示的实验器材。 （1）实验时，小明应选______（填字母）作为平面镜，这样选择的目的是便于__________ ____________。 （2）为了比较像与物的大小关系，小明应选______（填字母）两支蜡烛。 （3）实验时镜面与桌面必须______。 （4）实验中小明把光屏放在烛焰所成像的位置上，他在光屏上并没有看到烛焰的像，说明平面镜所成的像是______像。 （5）实验结束后，小明无意间从平面镜中看到墙上的电子钟的像如图 5 乙所示，这时的时间是______。 【方法点拨】探究平面镜成像特点的实验中，合理选择实验器材是成功实验的前提，如上述实验中平面镜和蜡烛的选择。 ★专题五 与透镜相关的综合作图 与透镜相关的作图是重点，中考一般要求进行与 “三条特殊光线” 相关的作图，或将透镜与面镜综合，按要求作图。 【例5】如图所示，请画出入射光线经过凸透镜折射后的折射光线和这条折射光线再经平面镜 MN 反射后的反射光线。 【方法点拨】与光学相关的作图主要是根据已知光线（入射光线或折射光线）结合光学元件完成光路，解题所运用的主要知识是通过透镜的三条特殊光线、折射定律、反射定律。 ★专题六 凸透镜成像规律及其应用 将科学知识应用于实际生活，是学习科学的最根本目的。凸透镜成像在生活中的应用，主要有照相机、摄像机、摄像头、投影仪和电影放映机等，对成像规律的考查通常以这些仪器作为载体，要求运用成像规律对这些仪器的成像特点和使用方法进行分析。有时也会要求分析实验中的成像。 【例6】小华用光具座研究凸透镜成像规律，按如图调整完毕，在光屏上得到蜡烛烛焰清晰的像。 （1）保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是（ ） A. 烛焰的上半部分，亮度变暗 B. 烛焰的下半部分，亮度变暗 C. 完整的烛焰，亮度变暗 D. 完整的烛焰，亮度不变 （2）保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏位置对调，光屏上也能得到烛焰清晰的像，____________（填 “照相机”“投影仪” 或 “放大镜” ）就是根据这种成像原理设计的。 【易错警示】凸透镜成像的两类异常现象：一、凸透镜被遮，此时仍能成完整但变暗的像，且遮挡物不会在光屏上成像；二、凸透镜破损，此时能成完整但变暗的像。 ★专题七 视力缺陷及其矫正 视力缺陷是中考重点关注的考点，分析视力缺陷的类型，给出矫正视力缺陷的方法是考查的热点，选择题、填空题是常见的命题形式。 【例7】由于长时间过度使用手机，导致青少年未老先衰，新型疾病 “手机老花眼” 患者剧增，患者主要表现为观察近处物体不清晰，这种疾病的形成原理与下面______（填 “甲” 或 “乙” ）图相符，应配戴______（填 “凹” 或 “凸” ）透镜，予以矫正。 【方法点拨】视力缺陷的三个判别方法：根据视觉特征判断；根据光路图判断；根据成像示意图判断。 ★专题八 控制变量法 探究凸透镜焦距的影响因素、凸透镜的成像规律、视角的影响因素的实验中都利用了控制变量法，实验器材的选择、步骤设计和结论概括，都应遵循控制变量法的要求。 【例8】在物理实践活动中，某活动小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律，他们用了 A、B 两个焦距不同的透镜分别进行了若干次操作，并把实验数据及部分现象准确地记录在下表中： 凸透镜焦距（cm） 物到凸透镜距离（cm） 像到凸透镜距离（cm） 像的情况 正、倒 大、小 虚、实 凸透镜A 14 20 47 倒立 放大 实 30 26 缩小 40 22 缩小 60 18 缩小 凸透镜B 16 20 80 倒立 放大 实 30 34 放大 40 27 缩小 60 22 缩小 为了判断是哪个条件的改变导致了最后结果的变化，在对比时要选择的两次实验只有一个条件发生变化，这种科学方法叫做__________________。 请你帮助他们分析表格，把能得出的探究结论填在横线上。 结论一：在成实像的情况下，______________________________。 结论二：当物距______________________________。 结论三：当物距______________________________。 【方法点拨】概括实验结论的两种思路：一、从题目条件出发，结合探究目的，归纳得出实验结论；二、利用已有知识，结合题目条件，对号入座，直接填写作答。 ★专题九 比较法 比较法是对两个或两个以上的知识点、事物或现象进行系统的比较和全面分析，找出它们的异同点。本章内容中很多知识可以进行比较：凸透镜和凹透镜的结构特点、光学性质的比较；凸透镜成放大像和缩小像的对比；近视眼和远视眼的成因及矫正的比较；显微镜和望远镜在结构特点、作用及成像原理上的对比。 【例9】小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体，来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。实验中测得图甲焦距为 10 cm，再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状，并分别测量焦距，如图所示。 （1）测得焦距小于 10 cm 的是图______，模拟近视眼的是图______。 （2）在同一位置，用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体，移动光屏得到清晰的像，其中像距较大的是图______。 （3）目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力。隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼球运动，其中心厚度只有 0.05 mm，则此镜片的边缘厚度______（填 “小于”“等于” 或 “大于” ）0.05 mm，此镜片对光有______（填 “会聚” 或 “发散” ）作用。 【第一部分 光的反射和折射】 根据题目要求，利用光的反射、折射规律、平面镜成像特点、反射成像和折射成像原理作图，可形象而直观呈现问题，使问题的解决更加方便快捷。 ★技巧一 运用光的反射规律作图，分析反射角的变化 【例1】如图所示，若镜面不动，入射光线顺时针转过 10°，则反射光线_________（填 “顺” 或 “逆”）时针转过_________度。 【例2】一束光线垂直射到水平放置的平面镜上，若入射光线的方向不改变，把平面镜转动 10°，则反射光线与入射光线的夹角将改变_________。 【规律总结】镜面不动，入射光线转过 α 角，反射光线逆向转动 α 角；入射光线不动，镜面转过 α 角，反射光线同向转动 2α 角。 ★技巧二 运用平面镜成像特点作图，分析像的轨迹 【例3】如图所示，平面镜 MN 竖直放置，镜前有一个发光物体 S，此平面镜可绕 “垂直于纸面的水平轴 M” 自由旋转，现将平面镜拉离竖直位置一个偏角 θ 至 MN′的位置，释放镜的下端，在平面镜从 MN′下摆到 MN 位置过程中，关于物体 S 的像 S′，下列说法正确的是（ ） A. S′的轨迹为线段 B. S′轨迹对 M 轴的张角为θ C. S′离轴 M 越来越近 D. S′的轨迹为圆弧 【规律总结】镜面绕固定点 M 转动时，像 S′则在以 SM 长为半径的圆上转动。 【例4】如图所示，平面镜𝑴 直立在水平地面上，一铅笔平放在地面上且与平面镜垂直。则( ) A.平面镜竖直向上移动，铅笔的像也会向上移动 B.将M沿O点逆时针转动45∘，铅笔的像竖直且尖端朝下 C.铅笔向右移动时笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度 D.把一块木板放置在平面镜后，铅笔不能在平面镜中成像 ★技巧三 运用光的折射规律作图，分析折射角的变化 【例4】如图所示，一束激光沿_________射到空水槽底部 O 点，形成一个光斑。向水槽中注入适量水后，水槽底部光斑移动到 O 点的_________（填 “左” 或 “右”）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，折射角_________（填 “增大”“不变” 或 “减小”）。 【规律总结】入射光线不动，界面平行移动，折射光线也平行移动。 ★技巧四 运用光的折射规律作图，分析像的轨迹 【例5】科学家研制出一种新材料（new material），以下简称 “N 材料”。当光线从空气中以 60° 入射角倾斜射入 “N 材料” 时，发现折射光线竟然和入射光线位于法线的同侧！且此时折射角为 45°，同时光路是可逆的。如图，将一块 “N 材料” 板竖直放置，光线 PQ 以图示角度从空气射入该材料，AB、CD 两表面平行。则光线经 “N 材料” 后，从 CD 面出射的折射角为_________。 【温馨提示】光线通过新材料的传播规律发生变化，但入射角、折射角的定义不会发生变化。 ★技巧五 运用光的反射和折射规律作图，分析动态光路 【例6】小云同学用一只新买的激光笔照射水平桌面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点 A 和 B，如图所示，现保持入射点 O 的位置不变，欲使光点 A 下移至 A′处，应使入射光线 MO 绕着点 O 沿_________方向转动；现保持入射点 O 的位置不变，欲使光点 B 下移至 B′处，应使入射光线 MO 绕着点 O 沿_________方向转动。（均填 “顺时针” 或 “逆时针”） 【温馨提示】光现象中，入射角增大，反射角和折射角都跟着增大。 【第二部分 凸透镜成像】 凸透镜成像规律共有 5 条，每条均包含了物距 u、像距 v、像的特点、规律应用等信息，解题时，只要根据题干提供的文字信息或图片信息，找到试题考查的相应规律，即可成功解题。 ★技巧一 扣 “关键词” 解题 【例1】用手机摄像头扫描二维码可快速登录网页，访问网络数据，当手机扫描二维码时（ ） A. 摄像头相当于凸透镜 B. 二维码是光源 C. 二维码位于摄像头的一倍焦距以内 D. 二维码通过摄像头成的像在一倍焦距以内 ★技巧二 识 “光路图”，明应用 类型 1：静态光路图 【例2】如图所示是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况，以下器材利用这一成像原理的是（ ） A. 放大镜 B. 电影放映机 C. 照相机 D. 投影仪 类型 2：动态光路图 【例 3】图如图是物体 AB 经照相机镜头成像原理示意图，当 AB 沿主光轴远离镜头时，则物体上 A 点的像 A′会沿_________移动。 A. A′O B. A′F C. 水平向右 D. 水平向左 【方法总结】分析动态光路图有以下两种方法：（1）利用过凸透镜的三条特殊光线作出物体的像再进行分析判断；（2）运用凸透镜成像的 “动态规律”（成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物远像远像变大 ）分析解题。 ★技巧三 看 “成像图”，辨应用 【例4】如图所示为小明用透镜观察字的情况，下列说法正确的是（ ） A. 字到透镜的距离大于此透镜的焦距 B. 该透镜只能成放大的像 C. 该透镜可以用来制作近视眼镜 D. 该透镜可以用来制作照相机镜头 ★技巧四 “物距图” 的辨析 【例5】某同学做 “探究凸透镜成像的规律” 实验时，所用凸透镜的焦距为 f，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于 a、b、c、d 四点，并分别调整光屏的位置，关于 a、b、c、d 四点的成像情况，他归纳出下列说法，其中正确的是（ ） A. 烛焰位于 a 点时，屏上出现的实像最小 B. 烛焰位于 c 点时，屏上出现的实像最大 C. 烛焰位于 b 点时，屏上出现的实像最大 D. 烛焰位于 d 点时，成正立、放大的虚像 【方法点拨】物距决定了凸透镜成像的性质，熟记凸透镜成像规律可解题。 ★技巧五 “物距像距图” 的辨析 【例6】在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，下列说法正确的是（ ） A．凸透镜的焦距可能是8cm B．图中凸透镜成像的特点应用在了投影仪上 C．保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜，光屏上可能成放大清晰的烛焰像 D．若在凸透镜左侧附近放一个近视眼镜，将光屏向左移动才能得到一个清晰的像 ★技巧六 “物距像距图象” 的辨析 【例7】如图是凸透镜成实像时像距 v 和物距 u 的关系图象，分析图象可知（ ） A. 该凸透镜的焦距是 10cm B. 当物距 u = 30cm 时，像距 v = 30cm C. 物距增大时像距也增大 D. 当物距 u = 15cm 时成缩小的像 【特别提示】在物距像距图象中，当 u = v 时，物距 u 和像距 v 等于 2f，而不是等于 f。 12 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $ 八年级科学上册重点专题讲学练 第1章 对环境的察觉 第9讲 综合复习——核心知识和方法讲义 总体构架 · 一个特点 · 透镜三条特殊光线 · 三个规律 · 四种现象 · 凸透镜成像四类应用 · 识别光现象（排除法） · 理解平面镜成像特点 · 模型法 —— 光学作图 · 等效替代法 —— 探究平面镜成像特点 · 与透镜相关的综合作图 · 凸透镜成像规律及其应用 · 视力缺陷及其矫正 · 控制变量法 · 比较法 · 运用光的反射规律作图，分析反射角的变化 · 运用平面镜成像特点作图，分析像的轨迹 · 运用光的折射规律作图，分析折射角的变化 · 用光的折射规律作图，分析像的轨迹 · 运用光的反射和折射规律作图，分析动态光路 · 凸透镜成像扣 “关键词” 解题、看“成像图”辨应用 · 凸透镜成像“物距图”、“物距像距图”的辨析 1.一个特点：平面镜成像特点 —— 等大、等距、连线垂直、成虚像 —— 物像关于平面镜对称。 2.透镜三条特殊光线：（1）过焦点的平行于主光轴；（2）平行于主光轴的过焦点；（3）过光心的传播方向不变。 3.三个规律 （1）光的反射定律：①三线共面，②两线分居，③两角相等； （2）光的折射规律：①三线共面，②两线分居，③两角关系。 （3）四条凸透镜成像规律：①u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；②u = 2f，成倒立、等大的实像，v = 2f；③2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；④u＜f，成正立、放大的虚像。 4.四种现象 （1）光的直线传播：①条件：光在真空中、同种均匀介质中沿直线传播；②现象：小孔成像、影。 （2）光的反射：①类型：漫反射、镜面反射；②应用：平面镜成像。 （3）光的折射：①条件：光线斜射、不同介质；②现象：海市蜃楼。 （4）光的色散：彩虹的形成。 5.凸透镜成像四类应用：（1）照相机类，如摄像头、摄像机、眼睛；（2）投影仪类，如幻灯机、放映机；（3）放大镜；（4）组合类：望远镜、显微镜。 ★专题一 识别光现象（排除法） 光的直线传播、反射、折射、色散现象是常见的光现象，中考或借图片或以诗词展示相关现象，要求辨析，加强对上述光学规律和现象的理解与识记，则容易解答。 【例1】战国时期，《墨经》中记载了影子的形成、平面镜的反射等光学问题。下列光学现象与影子的形成原理相同的是（ ） A. 湖中倒影 B. 日食现象 C. 海市蜃楼 D. 雨后彩虹 【答案】B 【解析】影子、日食是光的直线传播现象，湖中倒影是光的反射现象（平面镜成像），海市蜃楼是光的折射现象，雨后彩虹是光的色散现象。 【方法点拨】各种光现象的形成原理有三种：光的直线传播、光的反射、光的折射，可根据识记利用排除法解题，或分析光的传播路径进行解答。 ★专题二 理解平面镜成像特点 平面镜成像特点是重点，中考的热点，考查方式有选择题、填空题、作图题，甚至探究题，只要坚持平面镜成像的四个特点，则容易解题。 【例2】如图所示，在 “探究平面镜成像特点” 实验中，下列叙述正确的是（ ） A. 蜡烛在玻璃板中成的是实像 B. 蜡烛在玻璃板中成的像比实物大 C. 蜡烛移近玻璃板时，像会远离玻璃板 D. 蜡烛与它的像到玻璃板的距离相等 【答案】D 【解析】平面镜成像时，像和物体大小相等，故 B 错误；像和物体到平面镜的距离相等，故 C 错误，D 正确；平面镜成的是虚像，故 A 错误。 【方法点拨】解与平面镜成像特点有关试题，应紧扣 “等大、等距、垂直、虚像” 这四大特点，而不能根据感觉或经验判断。 ★专题三 模型法 —— 光学作图 光学作图的几种模型：（1）光的直线传播模型，如有关日食、月食或影子的作图；（2）光的反射模型，作图时注意作法线和保证反射角等于入射角；（3）平面镜成像的特点模型，相当于作对称图形；（4）光的折射规律模型，作图时应注意光在不同介质中角的大小关系；（5）平面镜成像原理和折射成像原理模型，确定入射点是作图的关键。 【例3】如图所示，S 为竖直放置的玻璃砖前的一发光点，由 S 发出的光经平直玻璃面 AB 反射后通过 M 点，请在图中画出入射光线和反射光线以及该入射光在玻璃砖中的折射光线的大致方向。 答图 【答案】如答图所示。 【解析】S 点发出的光反射后经过 M 点是一个模型，作图的方法是：先作出发光点 S 的像点（对称点）S′，再连接 S′M 得到与玻璃砖 AB 面交点 O（即入射点），则 OM 即为反射光线，连接 SO 即为人射光线；折射光线可利用 “光线由空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角的规律” 画出。 【温馨提示】镜前的物体、入射光线、反射光线、折射光线等实际光线均画成实线，镜后的像、反射光线的反向延长线、折射光线的反向延长线、法线及其他辅助线均画成虚线。 ★专题四 等效替代法 —— 探究平面镜成像特点 探究平面镜成像特点的实验中利用等效替代法体现在以下两个方面：用玻璃板代替平面镜、用未点燃的蜡烛代替虚像。 【例4】为了探究平面镜成像特点，小明准备了图甲所示的实验器材。 （1）实验时，小明应选______（填字母）作为平面镜，这样选择的目的是便于__________ ____________。 （2）为了比较像与物的大小关系，小明应选______（填字母）两支蜡烛。 （3）实验时镜面与桌面必须______。 （4）实验中小明把光屏放在烛焰所成像的位置上，他在光屏上并没有看到烛焰的像，说明平面镜所成的像是______像。 （5）实验结束后，小明无意间从平面镜中看到墙上的电子钟的像如图 5 乙所示，这时的时间是______。 【答案】（1）G；确定像的位置 （2）B、C （3）垂直 （4）虚 （5）10:35 【解析】（1）用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但看到物体像的同时还能看到代替像的另一个物体，便于确定像的位置，因此实验时，应选 G 作为平面镜。（2）实验中，为了便于比较物像大小关系，应选择两支相同的蜡烛 B、C。（3）实验时镜面与桌面必须垂直。（4）实像可以用光屏承接，虚像不能用光屏承接。在光屏上并没有看到烛焰的像，说明平面镜成的像是虚像。（5）根据对称法作出时钟示意图可知，图中显示的时间是 10:35。 【方法点拨】探究平面镜成像特点的实验中，合理选择实验器材是成功实验的前提，如上述实验中平面镜和蜡烛的选择。 ★专题五 与透镜相关的综合作图 与透镜相关的作图是重点，中考一般要求进行与 “三条特殊光线” 相关的作图，或将透镜与面镜综合，按要求作图。 【例5】如图所示，请画出入射光线经过凸透镜折射后的折射光线和这条折射光线再经平面镜 MN 反射后的反射光线。 答图 【答案】如答图所示。 【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，再根据反射角等于入射角，在法线右侧作出反射光线。 【方法点拨】与光学相关的作图主要是根据已知光线（入射光线或折射光线）结合光学元件完成光路，解题所运用的主要知识是通过透镜的三条特殊光线、折射定律、反射定律。 ★专题六 凸透镜成像规律及其应用 将科学知识应用于实际生活，是学习科学的最根本目的。凸透镜成像在生活中的应用，主要有照相机、摄像机、摄像头、投影仪和电影放映机等，对成像规律的考查通常以这些仪器作为载体，要求运用成像规律对这些仪器的成像特点和使用方法进行分析。有时也会要求分析实验中的成像。 【例6】小华用光具座研究凸透镜成像规律，按如图调整完毕，在光屏上得到蜡烛烛焰清晰的像。 （1）保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是（ ） A. 烛焰的上半部分，亮度变暗 B. 烛焰的下半部分，亮度变暗 C. 完整的烛焰，亮度变暗 D. 完整的烛焰，亮度不变 （2）保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏位置对调，光屏上也能得到烛焰清晰的像，____________（填 “照相机”“投影仪” 或 “放大镜” ）就是根据这种成像原理设计的。 【答案】（1）C （2）投影仪 【解析】（1）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的下半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，还是完整的像；只是由于透镜的一半被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，亮度会减弱。 （2）由图可知，此时物距大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像；将蜡烛与光屏对调位置后，f＜u＜2f，v＞2f，因此光屏上成倒立、放大的实像，投影仪就是利用这一原理制成的。 【易错警示】凸透镜成像的两类异常现象：一、凸透镜被遮，此时仍能成完整但变暗的像，且遮挡物不会在光屏上成像；二、凸透镜破损，此时能成完整但变暗的像。 ★专题七 视力缺陷及其矫正 视力缺陷是中考重点关注的考点，分析视力缺陷的类型，给出矫正视力缺陷的方法是考查的热点，选择题、填空题是常见的命题形式。 【例7】由于长时间过度使用手机，导致青少年未老先衰，新型疾病 “手机老花眼” 患者剧增，患者主要表现为观察近处物体不清晰，这种疾病的形成原理与下面______（填 “甲” 或 “乙” ）图相符，应配戴______（填 “凹” 或 “凸” ）透镜，予以矫正。 【答案】甲；凸 【解析】由视觉特征 “观察近处物体不清晰” 知患者患有远视眼，远视眼晶状体太薄，折光能力太弱，看近处物体时，物体的像成在视网膜的后面，应用凸透镜进行矫正。 【方法点拨】视力缺陷的三个判别方法：根据视觉特征判断；根据光路图判断；根据成像示意图判断。 ★专题八 控制变量法 探究凸透镜焦距的影响因素、凸透镜的成像规律、视角的影响因素的实验中都利用了控制变量法，实验器材的选择、步骤设计和结论概括，都应遵循控制变量法的要求。 【例8】在物理实践活动中，某活动小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律，他们用了 A、B 两个焦距不同的透镜分别进行了若干次操作，并把实验数据及部分现象准确地记录在下表中： 凸透镜焦距（cm） 物到凸透镜距离（cm） 像到凸透镜距离（cm） 像的情况 正、倒 大、小 虚、实 凸透镜A 14 20 47 倒立 放大 实 30 26 缩小 40 22 缩小 60 18 缩小 凸透镜B 16 20 80 倒立 放大 实 30 34 放大 40 27 缩小 60 22 缩小 为了判断是哪个条件的改变导致了最后结果的变化，在对比时要选择的两次实验只有一个条件发生变化，这种科学方法叫做__________________。 请你帮助他们分析表格，把能得出的探究结论填在横线上。 结论一：在成实像的情况下，______________________________。 结论二：当物距______________________________。 结论三：当物距______________________________。 【答案】控制变量法； 物体到凸透镜的距离相同时，焦距长（短）的凸透镜，其成像的像距也长（短）； 大于二倍焦距时，所成的像都是倒立、缩小的实像； 大于一倍焦距小于二倍焦距时，所成的像都是倒立、放大的实像 【解析】由表中数据可知：凸透镜成实像时，物距相同时焦距长（短）的凸透镜，其成像的像距也长（短）。当物距大于二倍焦距时，不管是焦距为 14 cm 的凸透镜还是焦距为 16 cm 的凸透镜，所成的像都是倒立、缩小的实像。当物距在大于一倍焦距小于二倍焦距时，不管是焦距为 14 cm 的凸透镜还是焦距为 16 cm 的凸透镜，所成的像都是倒立、放大的实像。 【方法点拨】概括实验结论的两种思路：一、从题目条件出发，结合探究目的，归纳得出实验结论；二、利用已有知识，结合题目条件，对号入座，直接填写作答。 ★专题九 比较法 比较法是对两个或两个以上的知识点、事物或现象进行系统的比较和全面分析，找出它们的异同点。本章内容中很多知识可以进行比较：凸透镜和凹透镜的结构特点、光学性质的比较；凸透镜成放大像和缩小像的对比；近视眼和远视眼的成因及矫正的比较；显微镜和望远镜在结构特点、作用及成像原理上的对比。 【例9】小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体，来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。实验中测得图甲焦距为 10 cm，再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状，并分别测量焦距，如图所示。 （1）测得焦距小于 10 cm 的是图______，模拟近视眼的是图______。 （2）在同一位置，用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体，移动光屏得到清晰的像，其中像距较大的是图______。 （3）目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力。隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼球运动，其中心厚度只有 0.05 mm，则此镜片的边缘厚度______（填 “小于”“等于” 或 “大于” ）0.05 mm，此镜片对光有______（填 “会聚” 或 “发散” ）作用。 【答案】(1) 乙；乙 (2) 丙 (3) 大于；发散 【解析】（1）因凸透镜的凸度越大，焦距越小，故焦距小于 10 cm 的是图乙；因为乙焦距较小，会聚能力较强，因此乙模拟的是近视眼。 （2）图中甲模拟的是正常眼，其成像在视网膜上；乙模拟的是近视眼，其成像在视网膜前；丙模拟的是远视眼，其成像在视网膜后；可见，在同一位置看远处物体，像距最大的是丙图中凸透镜。 （3）近视眼患者戴的是凹透镜，凹透镜的边缘的厚度要比中间的厚度厚，故这种超薄镜片的边缘厚度大于 0.05 mm。凹透镜对光有发散作用。 【第一部分 光的反射和折射】 根据题目要求，利用光的反射、折射规律、平面镜成像特点、反射成像和折射成像原理作图，可形象而直观呈现问题，使问题的解决更加方便快捷。 ★技巧一 运用光的反射规律作图，分析反射角的变化 【例1】如图所示，若镜面不动，入射光线顺时针转过 10°，则反射光线_________（填 “顺” 或 “逆”）时针转过_________度。 答图 【答案】逆；10 【解析】根据光的反射规律，作出转动后的反射光线，如答图所示；可知镜面不动，法线也不动，入射光线顺时针转过 10°，入射角会减小 10°，则反射角也会减小 10°，即反射光线会逆时针转动 10°。 【例2】一束光线垂直射到水平放置的平面镜上，若入射光线的方向不改变，把平面镜转动 10°，则反射光线与入射光线的夹角将改变_________。 【答案】20° 【解析】根据题意画出光路图（如图所示），MM′为水平放置的平面镜，AO 为入射光线，ON 为法线，则此时的入射角为 0°；当把平面镜沿着顺时针方向转动 10°，即转到 PP′位置时，法线也随着转动 10°，即转到 ON′的位置。此时入射角为 10°，反射角也变为 10°，反射光线与入射光线的夹角将为 20°。如果平面镜逆时针转动，结论相同。 【规律总结】镜面不动，入射光线转过 α 角，反射光线逆向转动 α 角；入射光线不动，镜面转过 α 角，反射光线同向转动 2α 角。 ★技巧二 运用平面镜成像特点作图，分析像的轨迹 【例3】如图所示，平面镜 MN 竖直放置，镜前有一个发光物体 S，此平面镜可绕 “垂直于纸面的水平轴 M” 自由旋转，现将平面镜拉离竖直位置一个偏角 θ 至 MN′的位置，释放镜的下端，在平面镜从 MN′下摆到 MN 位置过程中，关于物体 S 的像 S′，下列说法正确的是（ ） A. S′的轨迹为线段 B. S′轨迹对 M 轴的张角为θ C. S′离轴 M 越来越近 D. S′的轨迹为圆弧 答图 【答案】D 【解析】根据平面镜成像特点，作出平面镜在 MN 处 S 的像 S′和平面镜在 MN′处 S 的像 S″，由答图可知，S 点的像绕 M 以 SM 长为半径转动，它的像的轨迹是圆弧。S′轨迹对 M 轴的张角大于 θ，S′离轴 M 的距离始终不变。 【规律总结】镜面绕固定点 M 转动时，像 S′则在以 SM 长为半径的圆上转动。 【例4】如图所示，平面镜𝑴 直立在水平地面上，一铅笔平放在地面上且与平面镜垂直。则( ) A.平面镜竖直向上移动，铅笔的像也会向上移动 B.将M沿O点逆时针转动45∘，铅笔的像竖直且尖端朝下 C.铅笔向右移动时笔尖的像移动速度大于笔尾的像移动速度 D.把一块木板放置在平面镜后，铅笔不能在平面镜中成像 【答案】B ★技巧三 运用光的折射规律作图，分析折射角的变化 【例4】如图所示，一束激光沿_________射到空水槽底部 O 点，形成一个光斑。向水槽中注入适量水后，水槽底部光斑移动到 O 点的_________（填 “左” 或 “右”）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，折射角_________（填 “增大”“不变” 或 “减小”）。 答图 【答案】直线传播；左；不变 【解析】注水前，光在空气中沿直线传播在空水槽底形成光斑；注水后，光在水面处发生折射，由于折射角小于入射角，故水槽底光斑左移；注水增加后，入射角不变，故折射角也不变，如答图所示。 【规律总结】入射光线不动，界面平行移动，折射光线也平行移动。 ★技巧四 运用光的折射规律作图，分析像的轨迹 【例5】科学家研制出一种新材料（new material），以下简称 “N 材料”。当光线从空气中以 60° 入射角倾斜射入 “N 材料” 时，发现折射光线竟然和入射光线位于法线的同侧！且此时折射角为 45°，同时光路是可逆的。如图，将一块 “N 材料” 板竖直放置，光线 PQ 以图示角度从空气射入该材料，AB、CD 两表面平行。则光线经 “N 材料” 后，从 CD 面出射的折射角为_________。 答图 【答案】60° 【解析】由题目中的图可知，入射光线与 N 材料的 AB 面成 30° 角，则入射角为 90° - 30° = 60°，根据题中条件 “当光线从空气中以 60° 入射角倾斜射入‘N 材料’时，折射光线和入射光线位于法线的同侧，且此时折射角为 45°” 在 “N 材料” 内部作出折射光线，交 DC 面于点 E，则∠BQC = 45°，如答图所示；再根据光路是可逆的作出从 CD 面射出的折射光线 EF，则此时折射角为 60°。 【温馨提示】光线通过新材料的传播规律发生变化，但入射角、折射角的定义不会发生变化。 ★技巧五 运用光的反射和折射规律作图，分析动态光路 【例6】小云同学用一只新买的激光笔照射水平桌面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点 A 和 B，如图所示，现保持入射点 O 的位置不变，欲使光点 A 下移至 A′处，应使入射光线 MO 绕着点 O 沿_________方向转动；现保持入射点 O 的位置不变，欲使光点 B 下移至 B′处，应使入射光线 MO 绕着点 O 沿_________方向转动。（均填 “顺时针” 或 “逆时针”） 答图 【答案】顺时针；逆时针 【解析】根据题意可得如图 11 所示的光路图，由图可知：（1）入射点 O 的位置不变，使光点 A 下移至 A′处，则反射角增大，又反射角等于入射角，则入射角也应增大，故应使入射光线绕着 O 点沿顺时针方向转动。（2）使光点 B 下移至 B′处，则折射角减小，由光的折射规律知，此时入射角应减小，故应使入射光线 MO 绕着点 O 沿逆时针方向转动。 【温馨提示】光现象中，入射角增大，反射角和折射角都跟着增大。 【第二部分 凸透镜成像】 凸透镜成像规律共有 5 条，每条均包含了物距 u、像距 v、像的特点、规律应用等信息，解题时，只要根据题干提供的文字信息或图片信息，找到试题考查的相应规律，即可成功解题。 ★技巧一 扣 “关键词” 解题 【例1】用手机摄像头扫描二维码可快速登录网页，访问网络数据，当手机扫描二维码时（ ） A. 摄像头相当于凸透镜 B. 二维码是光源 C. 二维码位于摄像头的一倍焦距以内 D. 二维码通过摄像头成的像在一倍焦距以内 【答案】A 【解析】“手机摄像头” 相当于照相机，照相机工作时，物体（二维码，它不能发光，不是光源）在凸透镜的二倍焦距外，成倒立、缩小的实像，像在二倍焦距和一倍焦距之间。 ★技巧二 识 “光路图”，明应用 类型 1：静态光路图 【例2】如图所示是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况，以下器材利用这一成像原理的是（ ） A. 放大镜 B. 电影放映机 C. 照相机 D. 投影仪 【答案】C 【解析】由凸透镜成像光路图可知，物体通过凸透镜成的是倒立、缩小的实像，照相机是利用这一原理来工作的。 类型 2：动态光路图 【例 3】图如图是物体 AB 经照相机镜头成像原理示意图，当 AB 沿主光轴远离镜头时，则物体上 A 点的像 A′会沿_________移动。 A. A′O B. A′F C. 水平向右 D. 水平向左 【答案】B 【解析】当物体 AB 沿着主光轴远离凸透镜时，由 A 点发出的平行于主光轴的光线，经过透镜后始终过焦点，而由 A 点发出的经过光心 O 点的光线角度发生变化，这两条光线的交点就是像点 A′的位置，所以像点 A′会沿着 A′F 移动，如下图所示。 【方法总结】分析动态光路图有以下两种方法：（1）利用过凸透镜的三条特殊光线作出物体的像再进行分析判断；（2）运用凸透镜成像的 “动态规律”（成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物远像远像变大 ）分析解题。 ★技巧三 看 “成像图”，辨应用 【例4】如图所示为小明用透镜观察字的情况，下列说法正确的是（ ） A. 字到透镜的距离大于此透镜的焦距 B. 该透镜只能成放大的像 C. 该透镜可以用来制作近视眼镜 D. 该透镜可以用来制作照相机镜头 【答案】D 【解析】与其他字对比可知，“感中” 两字通过透镜成的是正立、放大的像，对比凸透镜成像规律可知，此时凸透镜相当于放大镜，“感中” 两字在其一倍焦距内，该透镜可用来矫正远视眼，还可用来作为照相机的镜头等。 ★技巧四 “物距图” 的辨析 【例5】某同学做 “探究凸透镜成像的规律” 实验时，所用凸透镜的焦距为 f，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于 a、b、c、d 四点，并分别调整光屏的位置，关于 a、b、c、d 四点的成像情况，他归纳出下列说法，其中正确的是（ ） A. 烛焰位于 a 点时，屏上出现的实像最小 B. 烛焰位于 c 点时，屏上出现的实像最大 C. 烛焰位于 b 点时，屏上出现的实像最大 D. 烛焰位于 d 点时，成正立、放大的虚像 【答案】B 【解析】A、烛焰位于a点时，u＞f，成实像，物距最大，屏上出现的实像最小，故A正确；B、烛焰位于c点时，u＞f，成实像，物距最小，屏上出现的实像最大，故B正确；C、烛焰位于b点时，u＞f，成实像，物距比位于c点大，屏上出现的实像比物体在c点小，即不是最大，故C错误；D、烛焰位于d点时，u＜f，根据凸透镜成像的特点，此时成正立放大的虚像，故D错误。 【方法点拨】物距决定了凸透镜成像的性质，熟记凸透镜成像规律可解题。 ★技巧五 “物距像距图” 的辨析 【例6】在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，下列说法正确的是（ ） A．凸透镜的焦距可能是8cm B．图中凸透镜成像的特点应用在了投影仪上 C．保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜，光屏上可能成放大清晰的烛焰像 D．若在凸透镜左侧附近放一个近视眼镜，将光屏向左移动才能得到一个清晰的像 【答案】C 【解析】AB、上图中，易知物距为：u=50.0cm-20.cm=30.0cm；像距为：v=70.0cm-50.cm=20.0cm；物距大于像距，u＞2f；f＜v＜2f；成倒立缩小的实像，应用是照相机；即：30.0cm＞2f；f＜20.0cm＜2f；解之：10.0cm＜f＜15.0cm；故AB错误； C、根据光路的可逆性，当现在的物距等于原来的像距，现在的像距等于原来的物距时，成倒立、等大的实像，故C正确；D、若在凸透镜左侧附近放一个近视眼镜，因近视眼镜对光线有发散作用，延迟了像的会聚，将光屏向右移动才能得到一个清晰的像，故D错误。 ★技巧六 “物距像距图象” 的辨析 【例7】如图是凸透镜成实像时像距 v 和物距 u 的关系图象，分析图象可知（ ） A. 该凸透镜的焦距是 10cm B. 当物距 u = 30cm 时，像距 v = 30cm C. 物距增大时像距也增大 D. 当物距 u = 15cm 时成缩小的像 【答案】A 【解析】由图可知：u = v = 2f = 20cm，则 f = 10cm；当物距 u = 30cm 时，像距 v = 15cm；由图象知，凸透镜成实像时，物距增大时像距减小；当物距 u = 15cm，v = 30cm，成倒立、放大的实像。 【特别提示】在物距像距图象中，当 u = v 时，物距 u 和像距 v 等于 2f，而不是等于 f。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $