内容正文:
第三章光的折射
·透镜
一、光的折射
第1课时探究光的折射特点
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“/”,错误打“X”)
(1)光从空气射入水中时,传播方向一定发生改变。
(2)光发生折射时,折射角总是小于入射角。
(3)当入射光线垂直于分界面时折射角为90°。
公基础练习
1.下列成语所描述的情景中,属于光的折射现象的是
A.如影随形
B.海市蜃楼
C.坐井观天
D.镜花水月
2.光线从空气斜射入水中,下列光路图正确的是
B
3.空气中有一束光线垂直射向直角形玻璃砖,如图所示。请作出这束光线射入玻璃砖后
并从斜边射出的折射光线的大致光路图。
4.某同学用如图所示的装置探究光的折射现象及其特点,使光从空气斜射入半圆形玻璃
砖,并将入射角和折射角记录在表格中。
实验次数
1
2
3
4
入射角
10°
20°
30°
40°
折射角
6.6°
13.29
19.5°
25.4
(1)根据表中数据可知:光从空气斜射入玻璃砖时,折射角
(选填“大于”“小于”
或“等于”)入射角,折射角随着入射角的增大而
(2)当光垂直射入玻璃砖时,折射角的大小为
(3)该同学将一束光从半圆形玻璃砖中以25.4°的入射角射入空气,测得折射角恰好为
40°,这说明在折射现象中,
·13·
第2课时生活中的折射现象
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“/”,错误打“X”)
(1)桥在水中的倒影是光的折射形成的。
(2)渔民叉鱼时,要把鱼叉对准看到的“鱼”的下方才能叉到鱼。
(3)斜插入水中的筷子,水中的部分从水面上看起来向上弯折。
公基础练习
1.古诗词是我国的文化瑰宝。下列诗句中描述的景象,由于光的折射形成的是
A.掬水月在手
B.我舞影零乱
C.倒影入清漪
D.潭清疑水浅
2.水中M处有一枚小石子,小明看到这枚小石子的像在V处,他想用激光笔照亮这枚小
石子,激光笔和眼睛的位置大致都在S处。下列光路正确的是
D
3.如图所示,将一束光照射到一个空烧杯的底部,此时杯底被照亮的范围用虚线圈出。若
往烧杯中注满水,烧杯底部被光照亮的范围和原来相比会变为
B
C
D
4.日晕,又叫圆虹,是一种奇特的天气现象,会在太阳周围形成内红外紫的彩色光环。日
晕的形成是由于太阳光透过冰晶时发生了
(选填“反射”“折射”或“直线传播”)。
5.我们在平面镜中看自己的像很清晰,而在水面看自己的像则相对较暗,这是因为光射在
水面上时还会发生
;如果光与水面成30°角射到水面上,反射光线与折射光线的
夹角刚好是80°,则折射角大小为
·14·
二、透镜
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“”,错误打“×”)
(1)光经凸透镜折射后会聚于一点,这个点就是焦点。
(2)平行光经过凸透镜后一定会聚在它的焦点上。
(3)凹透镜对光有发散作用,因此通过凹透镜的光不可能会聚于主光轴上。
(4)适当调整物体和光屏到凸透镜的距离可以在光屏上看到正立、缩小的像。
(
公基础练习
1.如图所示,一个透明均匀的玻璃球被切成三部分,其中属于凸透镜的有
①
②
③
A.①和②
B.①和③
C.②和③
D.①②③
2.如图是把一副近视眼镜放在太阳光下,在地面上看到的情形。由此可以判断镜片是(
A.凸面镜
B.凹面镜
C.凸透镜
D.凹透镜
(第2题图)
(第3题图)
3.小明同学在户外做了一个简易实验,将一个装水的矿泉水瓶放在太阳光下,看到的现象
如图甲所示。图乙是央视报道的一则新闻,一位司机将装水的矿泉水瓶放在小轿车内,
从而引发安全事故。若在盛夏,图乙做法所引起的安全隐患是
A.瓶子里的水会变质
B.干扰司机视线
C.车内可能起火
D.矿泉水瓶会滑落
4.如图所示,已知凸透镜的一条折射光线和一条入射光线,请你画出对应的入射光线和折
射光线。
5.画出图中的折射光线。
三、凸透镜成像的规律
第1课时探究凸透镜成像的规律
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“√”,错误打“X”)
(1)凸透镜成像是光的折射现象。
(2)凸透镜成虚像时,光路也是可逆的。
(3)使用半块凸透镜成实像时,光屏上只能出现一半的像,但像的亮度不变。
公基础练习
1.如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,若像成在光屏的左侧,则下列操作中一定
不能使像成在光屏上的是
0cm10203040506070809010
A.只将光屏向左适当移动
B.只将蜡烛适当向右移动
C.只在凸透镜前放一合适的凹透镜
一D.只更换一个焦距较小的凸透镜
2.小明用凸透镜(焦距是10cm)、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。
T平平平TTT可
0c1m10203040506070809010
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在
(2)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,当蜡烛距凸透镜25c时,移动光屏,可在
光屏上得到一个清晰的倒立、
(选填“放大”或“缩小”)的实像。
(3)小明在如图所示位置得到一个清晰的像(图中未画出),老师要求他在凸透镜不动的
情况下,让光屏上的实像变大些,小明应当把蜡烛向
透镜的方向移动,同时
把光屏向
透镜的方向移动。(均选填“远离”或“靠近”)
(4)实验一段时间后蜡烛变短,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应将光屏向移动。
(5)将蜡烛向凸透镜靠近,移动到某一位置时,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上成
像,原因是
(6)在探究凸透镜成实像的过程中,小明尝试用白纸挡住凸透镜的一半,发现在光屏上
(选填“仍能”或“不能”)形成烛焰完整的像。
·16
第2课时凸透镜成像规律及应用
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“/”,错误打“X”)
(1)物体通过凸透镜成的所有放大的像都是虚像,所有缩小的像都是实像。
(2)凸透镜成像时,物体靠近凸透镜,则像远离凸透镜,此时像变大。
(3)借助放大镜看地图时,地图与放大镜间的距离应小于放大镜的焦距。
公基础练习
1.如果要使距凸透镜15cm处的光屏上得到物体清晰、缩小的实像,那么选择的凸透镜的
焦距可以为
(
)
A.5 cm
B.10 cm
C.15 cm
D.20 cm
2.已知一个发光棒高2cm,凸透镜的焦距为5cm。如果把发光棒放在凸透镜前的某个位
置,能成一个4c高的像,则物体离凸透镜的距离(即物距u)范围是
)
A.u<5 cm
B.5 cm<u<10 cm
C.u10 cm
D.u<5cm或5cm<u<10cm
3.小明在“探究凸透镜成像规律”时,保持凸透镜的位置不变,先后把蜡烛放在如图所示的
a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置。请回答下列问题:
(1)要想在光屏上得到一个放大的像,那么蜡烛应放在
点。
(2)蜡烛放在
点时,光屏上出现的像距离凸透镜最近。
(3)蜡烛放在
点时,光屏上得不到像。
v/cm
20
中
梦
15-
10-
5
←2f
05101520u/cm
(第3题图)
(第4题图)
(第5题图)
4.小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10c的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,
此凸透镜的焦距为
cm。如图是他用该凸透镜看书本上“中国梦”三个字时的情景,
如果他想看到更大的正立的“国”字,小明需要将凸透镜
(选填“远离”或“靠近”)
书本,凸透镜和书本之间的距离应满足的条件是
5.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离与物体
到凸透镜的距离u之间的关系图像,如图所示。该凸透镜的焦距是cm;把物体从距
凸透镜20cm处移动到30cm处的过程中,像的大小将
·17·
四、透镜的应用
第1课时
照相机和眼球;
视力的矫正
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“/”,错误打“X”)
(1)照相机能使物体在胶片上成正立、缩小的虚像。
(2)校园内安装的监控摄像头,跟手机镜头的成像原理不相同。
(3)形成近视眼的原因是晶状体太厚,焦距过大,折光能力太强,来自远处某点的光会聚在
视网膜前方,需要用凹透镜来矫正。
公基础练习
1.照相机镜头焦距为50mm,用它拍摄时,被拍摄物体与相机距离为
(
A.0~25 mm
B.25~50mm
C.50~100mm
D.大于100mm
2.如图所示是小明在生态园用数码相机(焦距不变)先后拍摄的同一个品种花菇的两张照
片。结合照片分析,下列说法正确的是
(
A.照相机的镜头与近视眼镜的镜片属于同一类透镜
B.甲照片中花菇的像是缩小的,乙照片中花菇的像是放大的
C.拍摄乙照片时,相机应适当靠近花菇,镜头向外伸
D.拍摄乙照片时,相机应适当远离花菇,镜头向后缩
甲
(第2题图)
(第3题图)
3.如图,小桃在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,把蔡老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之
间,发现光屏上烛焰的像变模糊了;接着,她再将光屏靠近凸透镜,又能在光屏上看到烛
焰清晰的像。关于蔡老师的眼睛和眼镜的说法正确的是
(
A.蔡老师是近视眼,戴凸透镜
B.蔡老师是远视眼,戴凸透镜
C.蔡老师是近视眼,戴凹透镜
D.蔡老师是远视眼,戴凹透镜
4.眼睛的成像情况与
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像情况相同。青
少年如果不注意用眼卫生,容易患上近视。近视眼应用(选填“凸”或“凹”)透镜来
矫正,这是利用了透镜对光的
作用。
·18·
【科学小链接】
近视该不该戴眼镜
近视了却不戴眼镜,这岂不是讳疾忌医?专家普遍认为,从用眼卫生的角度,
近视到一定程度,就应该戴眼镜。一般100度以下的轻微近视可以不必戴眼镜,
但前提是视物、看黑板眼睛不疲劳。当然,不戴眼镜或许有不戴眼镜的理由,但那
些理由是不当的,也是不堪一击的。譬如说,有的学生和家长担心戴眼镜会使度
数越来越深,还有的人怕一旦戴上眼镜就摘不下来,其实这种顾虑是没根据的,也
完全没有必要,戴框架眼镜仍然是矫治屈光不正最有效的方法。调查显示,学生
患近视不戴眼镜也有一些其他原因,有的对视力下降毫无察觉,直到学校体检才
知道已患近视;有的是怕影响美观,不肯戴眼镜;还有的怕麻烦,以及家庭生活贫
困配不起眼镜等等,都应当引起高度重视,并加以分别对待、合理引导,争取及时
解决。专家提出,绝大多数青少年近视属于单纯性近视,只要注意用眼卫生,并及
时戴眼镜加以矫治,完全可以控制近视的发展。据资料显示,近视眼的形成,遗传
因素占60%,环境因素占40%。父母双方或一方患有高度近视,有可能会遗传给
子女。子女在患近视过程中,度数可能会逐渐加深,这是遗传因素在作怪,与佩戴
眼镜没有关系。而佩戴眼镜不仅方便日常学习生活,还可以在一定程度上控制近
视的发展。科学提示,如果不佩戴眼镜,模糊的视网膜成像可以加速近视的发展;
如果佩戴一副合适的框架眼镜,可以使模糊的视网膜成像清晰,这样既给自己的
生活和学习带来了方便,也可以在一定程度上控制近视的发展。
如今青少年近视已成为社会热,点问题,重在预防,但更要关心那些已经近视
的学生。在这方面,石家庄实施视力健康千预工程,由预防变千预,由被动变主
动,开了光明的先河,第一次提出健康千预的概念,从而全面推进素质教育理念,
唤醒全社会爱眼、护眼的意识。石家庄市中小学生视力健康千预工程自启动以
来,已免费为十七万多名中小学生建立了视光档案,并发放了视力保健卡。有了
这张保健卡,学生们可以随时到教育局的保健所进行视力检查和咨询,所有的信
息也将写入学生的视光档案,这些档案全部保存在教育局的学生健康保健所里,
视光档案将跟随学生离校毕业为止。让眼镜呵护眼睛,已是形势所迫、大势所趋,
值得重视并尽快付诸实施。
当然,戴眼镜只能治标,难以治本,要想从根本上改变眼保健堪忧的局面,还
需要深入贯彻预防为主的眼保健理念。青少年首先要养成良好的用眼习惯,限制
近距离用眼时间,应间断性用眼;其次要养成良好的生活习惯,保证充足的睡眠时
间,合理饮食,尤其是必要元素的摄入。眼睛的健康不仅有赖于人们的爱眼意识,
还与眼保健制度的建立,及医疗市场、眼镜市场的规范管理密切相关。全民眼保
健工作,需要社会各界人士的支持和参与。
·19
第2课时
望远镜和显微镜
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“/”,错误打“×”)
(1)望远镜的物镜是一个凹透镜,成倒立、缩小的实像。
(2)显微镜的目镜作用相当于一个放大镜。
(
公基础练习
1.人类借助于显微镜和天文望远镜看到了人眼所不及之处,实现了对微观世界和浩瀚宇
宙的探索。下列说法中正确的是
)
A.显微镜和天文望远镜的物镜都成放大的虚像
B.显微镜和天文望远镜的物镜都成缩小的实像
C.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的虚像
D.显微镜和天文望远镜的目镜都成放大的实像
2.显微镜和天文望远镜都是科学观察工具,它们在各自的领域中揭示了自然界的不同层
面,推动了人类对世界认知的不断深入。如图示为实验室用显微镜和天文望远镜,关
于图中两种仪器,下列说法错误的是
A.显微镜的目镜成正立、放大的虚像,物镜成倒立、放大的实像
B.天文望远镜的目镜成正立、放大的虚像,物镜成倒立、缩小的实像
C.显微镜的目镜相当于凸透镜,物镜相当于凹透镜
D.天文望远镜的目镜和物镜都相当于凸透镜
3.透过晶莹剔透的露珠,我们可以更清楚地看到小草的叶脉,这是利用了
(选填
“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的原理,所成的像是
(选填“实像”或“虚像”)。
使用显微镜观察肉眼看不见的微小物体,显微镜物镜的作用相当于
(选填“照
相机”“投影仪”或“放大镜”)。
4.如图所示为跨学科实践活动课上制作的望远镜,其中物镜的成像原理与
(选填
“投影仪”或“照相机”)相同,如果你想制作简易天文望远镜,没有现成的透镜,可以选用
合适的(选填“近”或“远”)视眼镜的镜片来代替。
·20·
五、人眼看不见的光
易错判断
判断下列说法的正误。(正确打“/”,错误打“X”)
(1)太阳辐射的过量紫外线对于地球上的生命是有害的。
(2)人们可以看见红外线和紫外线。
(3)红外线可用来测体温,紫外线可用来灭菌。
公基础练习
1.下列关于红外线和紫外线的描述正确的是
A.家庭淋浴间的“浴霸”装有紫外线灯泡,主要用于照明和杀菌消毒
B.红外线和紫外线是不可见光,是一种假想的光,实际并不存在
C.红外激光笔发出的光是红色的,所以红外线是红色的
D.测温枪根据接收到的人体红外线强度,来测出人体的温度
2.商场的自动扶梯入口处的感应装置,主要利用了
来感应有无乘客通过从而调
节运行速度。“晴天晒被子”则利用了太阳光中的
杀菌消毒。(均选填“红外
线”或“紫外线”)
3.将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的紫外线。每逢夏季,很多人总会为防止晒黑采取
各种方法,穿防晒服是其中的一种,不同衣服的防晒效果是不一样的,小丽想知道衣服
的防晒效果跟什么有关。为此,同学们收集了若干衣服进行讨论、交流、猜想、实验。
猜想一:衣服的防晒效果可能与衣服的材质有关;
猜想二:衣服的防晒效果可能与衣服的厚度有关。
同学们根据猜想进行了如下探究:
首先,用光纤探头和计算机测算阳光中紫外线的强度;接着,把衣服挡在光纤探头上测
算透射到光纤探头上的紫外线强度;然后,利用前后两次测得的紫外线强度计算出紫外
线的透过率。实验数据如表所示:
实验序号
衣服材质
衣服厚度(布料层数)
紫外线透过率
纯棉
1
7%
2
桑蚕丝
1
13%
桑蚕丝
2
8%
4
聚酯纤维
1
29%
5
聚酯纤维
2
14%
(1)该实验是通过比较
来分析衣服的防晒效果的。
(2)通过比较实验
(填序号)可以验证猜想一。
(3)根据本实验的信息,同种材质的衣服,衣服越
(选填“厚”或“薄”),防晒效果越
好。小丽查阅资料发现使用黑色的遮阳伞也可以阻挡紫外线,其本质是增加了对紫
外线的
(选填“吸收”或“反射”)。
(4)根据测量结果,请提出一条夏季户外活动时的着装建议:
·21…
◆小◆◆小◆◆小◆◆山◆好◆◆
【科学小链接】
红外线测温仪
在自然界中,一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外
辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着
十分密切的关系。因此,通过对物体自身辐射的红外能量进行测量,便能准确地
◆
测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部
分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光
学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。
该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内部的算法和目标发射率校正后
转变为被测目标的温度值。
黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射
和透过,其表面的发射率为1。但是,自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑
◆
体。为了弄清和获得红外辐射分布规律,在理论研究中必须选择合适的模型,这
就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型,从而导出了普朗克黑体辐射的定
律,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称黑体
辐射定律。
所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体
的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此,为使
黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的
比例系数,即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其
◆
值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道
了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因素:材料种类、表面粗糙度、理
化结构和材料厚度等。
当用红外辐射测温仪测量目标的温度时,首先要测量出目标在其波段范围内
的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐
射量成比例;双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。
·22·null