内容正文:
课时4 光的折射 透镜
知识结构导图
1.同一平面 小于 大于
2.浅 高 高
3.厚 薄 会聚 焦点 焦点 焦距
4.薄 厚 发散 反向延长线 (虚)焦点 焦点 焦距
实验探究突破
核心考点
(1)不能 在
(2)①增大 ②小于 ③0°
(3)可逆 ②增大 大于 0° ③没有
针对训练
例题 (1)大于 增大 (2)光路是可逆的
高频考点突破
1.(1)反射 (2)30°
(3)①增大 ②41.8° ③全反射 小于
2.(1)
(2)①让环境亮度变暗 ②水中滴入牛奶(或水中滴入茶水等有色液体或让光束贴着水槽壁传播)
3.
4.
5.
6.B 7.D 8.C
9.高大 折射
10.C
11.下 凸 12.凸 会聚 会聚
13.
14.(1)红外线 会聚 (2)需要 (3)部位
(4)测量人体的相同部位,且测温距离不变
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课时4 光的折射 透镜
课标要求
1.通过实验,了解光的折射现象及其特点。
2.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
知识结构导图
实验探究突破
实验4 探究光折射时的特点
核心考点
为了探究光折射时的特点,小明选择了下面的装置:在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成,其竖直方向的直径NM为两半圆的分界线,其中光屏F可绕直径NM在水平面内前后折转。
(1)实验时,先让光屏EF位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束;将光屏F向后折转一定角度后,则在光屏F上 (选填“能”或“不能”)看到折射光线。这说明折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(2)保持入射点O不变,多次改变入射光AO与ON的夹角进行实验,他测量记录了如下表所示的数据。根据表格可知,光从空气中斜射入水中时:
入射角α
0°
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
90°
折射角β
0°
10°
20°
30°
40°
41.2°
41.8°
①折射角随入射角的增大而 。
②折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
③当光垂直入射时,折射角等于 ,即光不偏折。
(3)小明将光屏F调至与光屏E在同一平面内,然后在玻璃水槽底部用另一支激光笔让光贴着光屏F沿BO射向水面时,可看到折射光沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中,光路 。请你据此完成下列题目:
①保持入射点O不变,在水槽底部用激光笔贴着光屏照射多次得到如表数据,请你帮助他完成表格:
入射角α
0°
20°
40°
41.8°
42°
折射角β
0°
30.9°
74.6°
90°
—
②当光从水中斜射入空气中时:折射角随入射角的增大而 ;折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角;当光垂直入射时,折射角等于 ,即光不偏折。
③当入射角大于41.8°时,将会发现 (选填“有”或“没有”)折射光线,这种现象叫全反射。
针对训练
例题 探究光折射时折射角与入射角的关系,如图所示,使一束光从甲介质斜射入乙介质,测量并记录入射角和折射角大小;改变光束射向O点的角度,进行多次实验,数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
入射角
10°
20°
30°
40°
折射角
15.1°
30.7°
48.6°
73.8°
(1)光从甲介质斜射入乙介质发生折射时,折射角 入射角;折射角随着入射角的增大而 ;
(2)做完第4次实验后,同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质,测得折射角恰好为40°,这说明在折射现象中, 。
高频考点突破
考
点
1
探究光的折射特点
1.(2026·广东珠海三模)小明利用半圆形玻璃砖“探究光折射时的特点”,让光源发出的一束光从空气斜射入玻璃,观察到光束的径迹如图甲所示,回答以下问题:
(1)实验中发现,折射光的亮度比入射光的亮度要暗一些,其主要原因是光从空气斜射入玻璃时不仅发生了折射现象,还发生了 现象;
(2)图中折射角的大小为 ;
(3)小明在探究光的折射规律时,意外发现:当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时,折射光消失而反射光却变得更亮,如图乙所示,老师告诉他这是光的全反射现象。课后,小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表:
入射角i
0°
10°
20°
30°
40°
41.2°
41.8°
42°
折射角r
0°
15.2°
30.9°
48.6°
74.6°
81°
90°
—
反射能量
5%
7%
26%
43%
77%
84%
100%
100%
①分析上表中数据可知当光从玻璃射向空气时,折射角随入射角的增大而 (选填“增大”或“减小”)。
②当光从玻璃斜射向空气时折射光线消失,只有反射光线,这种现象叫作全反射。当入射角i≥ 时,就发生了全反射现象。
③光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质,使用光来传送信号,光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端,而不会“溜”出玻璃光纤,如图丙,它是利用光的 (选填“折射”或“全反射”)来传递信息的,光在光纤内的传播速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)3×108 m/s。
2.利用激光笔和水槽等器材观察光从空气进入水中发生的折射现象,如图是光束在空气和水中传播的径迹。请完成下列问题:
(1)请在图中标出入射角和折射角。
(2)为了提高光在水中传播径迹的可见度,可采取的措施:① ; ② 。
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定义
光从一种介质斜射入另一种介质中时,它的传播方向发生偏折的现象
图示
折射
规律
(1)三线共面:折射光线、入射光线和法线都在同一平面内;
(2)法线居中:折射光线和入射光线分居法线两侧;
(3)两角关系:光从空气斜射入其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,即折射角小于入射角(如图甲所示);光从其他介质斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折,即折射角大于入射角(如图乙所示)
光路
可逆
在折射现象中,光路是可逆的
核心提炼
“三线共面、两线分居”与光的反射定律相似。两角关系则不等,当光从空气中斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角。入射角增大时,折射角也增大。当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改变。
考
点
2
光的折射作图
3.(2026·吉林)如图所示,请画出折射光线的大致位置。
4.(2026·黑龙江绥化)如图,小宇看到水中有一条鱼,A、B两点中有一点是鱼的实际位置,另一点是像的位置,请在图中画出他看到鱼的光路图(保留作图痕迹)。
5.(2025·广东阳江一模)如图所示,OP为手电筒的一束光线射进池底的折射光线,若光线射入方向不变,当往池中灌水到B水位时,画出这束光线的折射光线O'P'的大致位置。
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考
点
3
光的折射现象
6.(2026·广西)唐朝诗人李白在《渡荆门送别》诗中有“云生结海楼”的写景名句,其中“海楼”指海市蜃楼,其产生的主要原因是( )
A.小孔成像 B.光的折射 C.平面镜成像 D.凹面镜成像
7.(2026·江苏扬州)如图,铅笔斜插在水中,看见水中的铅笔向上弯折,解释这一现象的光路是( )
A B C D
8.(2026·新疆)阳光照射到喀纳斯湖平静的水中时发生折射,从太阳升起到落山的过程中,折射角( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
9.(2026·四川宜宾)长江十年禁渔的政策实施以来,长江里的鱼儿越来越多。在一段清澈的江水中游来游去的鱼儿,看见岸上的“人”会比实际的人更 (选填“高大”或“矮小”),这是因为光发生了 现象。
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考
点
4
透镜
10.关于如图所示的a、b、c、d四个透镜,下列说法中正确的是( )
A.a、c均为凸透镜 B.a为凸透镜,d为凹透镜
C.b、c均为凹透镜 D.b为凹透镜,c为凸透镜
11.(2026·湖北)2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙。 (选填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 透镜。
12.(2026·广东清远一模)如图甲是晋代《博物志》“削冰令圆,举以向日,以艾承其影得火”示意图。“削冰令圆”是把冰块削成 透镜,对光有 作用。图乙是我国古代名为“阳燧”的凹面镜,可用于点火,对光有 作用(后两空均选填“发散”或“会聚”)。
13.(2026·四川眉山)根据透镜对光的作用,完成下列光路图。
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省考新趋演练
14.(2025·广东惠州二模)小明发现在使用图甲所示的测温枪测量同一个人的体温时,测量值差异较大。为了能够提高测量的精确度,小明提出猜想:体温的测量值可能与测温的部位、测量的距离有关。根据自己的猜想,他进行了下面的探究活动。
(1)红外测温枪的结构简图如图乙所示,当近距离正对测量时,热辐射体辐射的 通过透镜 (选填“会聚”或“发散”)于红外探测器的中心位置;
(2)探究体温与测温部位的关系时,小明对四位同学的额头与手腕分别进行了测量,数据记录如表1所示。由实验数据可知,测量体温时 (选填“需要”或“不需要”)考虑不同部位对测量结果的影响;
表1
温度/℃
部位
甲
乙
丙
丁
额头
36.6
37.0
36.8
36.8
手腕
35.9
36.4
36.2
36.3
(3)探究体温与测温距离的关系时,应保持测温的 相同,多次实验后记录的实验数据如表2所示。
表2
间距/cm
1
2
3
4
5
10
温度/℃
36.5
36.5
36.5
36.4
36.3
36.1
(4)结合两次探究实验得出的数据,请你写出一条用测温枪正确测量体温的使用建议:
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