《光的折射-透鏡》全章復(fù)習(xí)與鞏固(基礎(chǔ))-知識(shí)講解

《光的折射透鏡》全章復(fù)習(xí)與鞏固（基礎(chǔ)）撰稿：史會(huì)娜審稿：雒文麗【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解光的折射現(xiàn)象，掌握光的折射規(guī)律；2.識(shí)別凸透鏡和凹透鏡，知道凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用；3.知道凸透鏡的光心、主光軸、焦點(diǎn)和焦距；4.掌握凸透鏡成像規(guī)律，能利用凸透鏡成像規(guī)律解決簡(jiǎn)單問題；5.知道近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因和矯正；6.了解凸透鏡的應(yīng)用望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡。【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、光的折射1、折射現(xiàn)象：（1）定義：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做光的折射。（2）基本概念：①入射光線：照射到兩種介質(zhì)分界面的光線AO②折射光線：光進(jìn)入另一種介質(zhì)被折射后的光線OB③法線：過入射點(diǎn)且垂直于分界面的直線④入射角：入射光線與法線的夾角⑤折射角：折射光線與法線的夾角2、折射的特點(diǎn)：當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)；入射角增大（或減?。r(shí)，折射角也隨之增大（或減?。?。光垂直于介質(zhì)表面的入射時(shí)，折射角等于零。要點(diǎn)詮釋：1、光的折射現(xiàn)象：（1）筷子“彎折”；（2）池水變淺；（3）海市蜃樓。2、光在從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，除了發(fā)生折射以外，在兩種介質(zhì)的交界面還發(fā)生了反射。3、當(dāng)光從空氣斜射入水（或玻璃）中時(shí)，折射光線偏向法線方向，即折射角小于入射角；當(dāng)光從水（或玻璃）斜射入空氣時(shí)，折射光線偏離法線方向，即折射角大于入射角；4、在折射現(xiàn)象中，折射角隨著入射角的增大而增大。要點(diǎn)二、凸透鏡和凹透鏡1、透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡；中間薄，邊緣厚的透鏡叫凹透鏡2、主光軸：通過兩個(gè)球面球心的直線。

3、光心（O）：主光軸上的一個(gè)特殊點(diǎn)，通過這個(gè)點(diǎn)的光傳播方向不改變。

凸透鏡凹透鏡

4、焦點(diǎn)（F）：凸透鏡能使平行于主光軸的光線會(huì)聚于一點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)。平行光經(jīng)過凹透鏡會(huì)發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)叫凹透鏡的虛焦點(diǎn)。

5、焦距（）：焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離。

凸透鏡凹透鏡

6、對(duì)光線的作用：凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，也叫會(huì)聚透鏡；凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，也叫發(fā)散透鏡。

要點(diǎn)詮釋：1、凸透鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)，凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)；2、放在凸透鏡焦點(diǎn)上的光源發(fā)出的發(fā)散光束，經(jīng)過凸透鏡折射之后變成平行光束，幻燈機(jī)、投影儀、舞臺(tái)上的追光燈等儀器就是利用了這一原理；3、凹透鏡的虛焦點(diǎn)，“虛”表示該點(diǎn)并不是實(shí)際光線的交點(diǎn)，而是逆著凹透鏡折射光線的方向看去。4、會(huì)聚和發(fā)散的奧秘：光經(jīng)過三棱鏡后向較厚的一端偏折（圖甲）。把三棱鏡按兩種方式組合在一起（圖甲、圖乙），平行光通過它們后，出射光線出現(xiàn)會(huì)聚和發(fā)散兩種不同的情況。要點(diǎn)三、凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用1、凸透鏡成像規(guī)律：物的位置像的位置像的性質(zhì)應(yīng)用舉例凸

透鏡u=∞

（平行光）v=f像與物異側(cè)成一點(diǎn)測(cè)定焦距u＞2f2f＞v＞f縮小、倒立、實(shí)像照相機(jī)，眼睛u=2fv=2f等大、倒立、實(shí)像2f＞u＞fv＞2f放大、倒立、實(shí)像幻燈，電影機(jī)u=fv=∞同側(cè)不成像探照燈的透鏡u＜fv＞f放大、正立、虛像放大鏡凹透鏡物在鏡前任意處v＜U同側(cè)縮小、正立、虛像2、口訣記憶：總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律，可簡(jiǎn)要?dú)w納成“一焦分虛實(shí)，二焦分大小；成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；成虛像時(shí)，物近像近，像變小?！保?）“一焦分虛實(shí)”：物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外成實(shí)像。

（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦點(diǎn)除外）；物距大于二倍焦距成縮小的像。

（3）“成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大”：成實(shí)像時(shí)，物體靠近透鏡，像遠(yuǎn)離透鏡，像逐漸變大。（4）“成虛像時(shí)，物近像近，像變小”：成虛像時(shí)，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。3、凸透鏡成像應(yīng)用：（1）照相機(jī)：鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，來自物體的光經(jīng)過照相機(jī)鏡頭后會(huì)聚在膠片上，成倒立、縮小的實(shí)像。

（2）投影儀：鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，來自投影片的光通過凸透鏡后成像，再經(jīng)過平面鏡改變光的傳播方向，使屏幕上成倒立、放大的實(shí)像。

（3）放大鏡：成正立、放大的虛像。

要點(diǎn)詮釋：實(shí)像和虛像的區(qū)別：（1）成像原理不同：物體發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件會(huì)聚而成的像為實(shí)像，經(jīng)光學(xué)器件后光線發(fā)散，反向延長(zhǎng)相交形成的像叫虛像。（2）成像性質(zhì)上的區(qū)別：實(shí)像倒立的，虛像是正立的。（3）接收方法上的區(qū)別：實(shí)像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虛像只能被眼睛看到，不能被光屏收到。要點(diǎn)四、凸透鏡成像作圖1、凸透鏡的三條特殊光線：（1）通過光心的光線經(jīng)凸透鏡后傳播方向不變?nèi)鐖D甲；（2）通過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；（3）跟主光軸平行的光線經(jīng)凸透鏡折射后過焦點(diǎn)如圖丙。2.凹透鏡的三條特殊光線（1）通過光心的光線經(jīng)凹透鏡后傳播方向不變?nèi)鐖D甲；（2）射向凹透鏡的光線如果其延長(zhǎng)線通過虛焦點(diǎn)，則經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；（3）跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長(zhǎng)線過焦點(diǎn)如圖丙。要點(diǎn)五、視力的矯正1、近視眼：只能看清近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體。2、成因：晶狀體的彎曲度經(jīng)調(diào)節(jié)后，物體的像仍落在視網(wǎng)膜的前方。3、矯正：佩戴合適的凹透鏡4、遠(yuǎn)視眼：只能看清楚遠(yuǎn)處的物體、看不清近處的物體。5、成因：晶狀體的彎曲度經(jīng)調(diào)節(jié)后，物體的像仍落在視網(wǎng)膜的后面。6、矯正：佩戴合適的凸透鏡要點(diǎn)詮釋：1、近視眼是因?yàn)檠劬φ{(diào)節(jié)能力減弱或是眼球前后過長(zhǎng)造成的，近視眼應(yīng)選用適當(dāng)度數(shù)的近視鏡片進(jìn)行矯正，近視眼鏡是由凹透鏡制成的。2、矯正遠(yuǎn)視眼，增強(qiáng)對(duì)光的折射作用。可配戴用凸透鏡制成的遠(yuǎn)視眼鏡，使入射的光線經(jīng)凸透鏡折射后進(jìn)入眼睛，會(huì)聚點(diǎn)就能移到視網(wǎng)膜上，如圖所示。要點(diǎn)六、望遠(yuǎn)鏡1、作用：能使遠(yuǎn)處的物體在近處成像。2、伽利略望遠(yuǎn)：由一個(gè)凹透鏡（目鏡）和一個(gè)凸透鏡（物鏡）組成。3、開普勒望遠(yuǎn)鏡：（1）構(gòu)造：由兩個(gè)凸透鏡組成，靠近被觀察物體的叫物鏡，焦距較長(zhǎng)；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較短。（2）成像原理：由于從天體上各點(diǎn)射到物鏡上的光可以看作是平行光，經(jīng)物鏡折射后，在物鏡焦點(diǎn)外很近的地方，得到天體的倒立縮小的實(shí)像。目鏡的前焦點(diǎn)和物鏡的后焦點(diǎn)重合在—起，所以天體通過物鏡所成的實(shí)像，位于目鏡的一倍焦距以內(nèi)。這個(gè)倒立的縮小的實(shí)像對(duì)目鏡來說是物體，它經(jīng)目鏡所成的像是放大的虛像。4、反射式望遠(yuǎn)鏡：（1）構(gòu)造：物鏡是凹面鏡，目鏡是凸透鏡組成，（2）成像原理：物鏡的焦點(diǎn)前面放置了一個(gè)與主鏡成45度角的反射鏡，使經(jīng)物鏡反射后的會(huì)聚光經(jīng)反射鏡以90度角反射出鏡筒后到達(dá)目鏡。要點(diǎn)詮釋：1、能看清楚物體“視角”非常重要。遠(yuǎn)處的物體對(duì)我們眼睛的視角較小，所以遠(yuǎn)處的物體看不清楚。望遠(yuǎn)鏡的作用是把遠(yuǎn)處的物體拉近，增大視角這樣就能看清楚遠(yuǎn)處的物體了。2、望遠(yuǎn)鏡的物鏡的直徑越大，來自遠(yuǎn)處的物體的光射到物鏡上的就越多，經(jīng)物鏡會(huì)聚后所成的像就越亮。這對(duì)于觀察天空中的暗星非常重要。要點(diǎn)七、顯微鏡1、目鏡和物鏡：目鏡和物鏡都相當(dāng)于凸透鏡，靠近物體的叫物鏡，焦距較短；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較長(zhǎng)，兩鏡間的距離是可以調(diào)節(jié)的。2、成像原理：來自被觀察物體的光經(jīng)物鏡后，在目鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)成倒立、放大的實(shí)像，這一實(shí)像又經(jīng)目鏡成正立、放大的虛像。如圖所示：要點(diǎn)詮釋：對(duì)于顯微鏡，要理解它的結(jié)構(gòu)由物鏡和目鏡組成，它兩次成像，一次成實(shí)像一次成虛像，放大倍數(shù)等于兩次放大倍數(shù)之積。【典型例題】類型一、光的折射1.（2013泰安）如圖所示的四種現(xiàn)象中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（）【答案】D【解析】花瓶在平面鏡中的像，是光的反射現(xiàn)象，A不符合題意；指針在陽光下形成影子，是光的直線傳播現(xiàn)象，B不符合題意；燭焰通過小孔成的像，小孔成像，是光的直線傳播現(xiàn)象，C不符合題意；透過放大鏡觀察手指，利用了凸透鏡成像，屬于光的折射現(xiàn)象，D符合題意。【總結(jié)升華】此題通過幾個(gè)日常生活中的現(xiàn)象考查了對(duì)光的折射、光的直線傳播、光的反射的理解，要善于利用所學(xué)知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象，達(dá)到學(xué)以致用的目的。舉一反三：

【變式】（2013荊州）取一個(gè)裝滿水的圓筒形透明玻璃杯，蓋上杯蓋后橫放在書上，透過玻璃杯可以看到放大了的“字”，看到的“字”實(shí)質(zhì)上是（選填“實(shí)”或“虛”）像；是由于光的（選填“反射”或“折射”）形成的。【答案】虛；折射【答案】D類型二、凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用2.夏天，小明的爸爸經(jīng)常開車帶他出外旅游。小明發(fā)現(xiàn)爸爸喜歡在烈日下洗車，并認(rèn)為這樣洗車后車身上的水干得快。小明卻告訴爸爸這樣洗車不好，原因是水滴能形成鏡，對(duì)光起作用，使車漆溫度升高，久之，車漆失去光澤，并且造成色澤不均勻?！舅悸伏c(diǎn)撥】水珠的形狀是中央厚邊緣薄，相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡；凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用?！敬鸢浮客雇?；會(huì)聚【解析】“在陽光下的水滴好比一個(gè)小的凸透鏡，把太陽光進(jìn)行了會(huì)聚，同時(shí)也會(huì)聚了太陽光的能量，使得局部高溫，從而傷害汽車的外表?！究偨Y(jié)升華】題目考查了凸透鏡的光學(xué)性質(zhì)，對(duì)光線有會(huì)聚作用。能夠?qū)⑺榕c凸透鏡兩者聯(lián)系起來是解決此題的關(guān)鍵。舉一反三：

【變式】關(guān)于透鏡對(duì)光的作用的討論，不正確的是（）A．跟主光軸平行的光線通過凸透鏡折射后光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚在焦點(diǎn)上B．凸透鏡能使會(huì)聚光線提前會(huì)聚C．跟主光軸平行的光線通過凹透鏡成發(fā)散光線D．凹透鏡能使會(huì)聚光線延后會(huì)聚【答案】A3.（2012昆明）在焦距為10cm的凸透鏡前25cm處放一支點(diǎn)燃的蠟燭，那么在凸透鏡另一側(cè)的光屏上可以得到的是（）A．燭焰倒立縮小的實(shí)像B．燭焰倒立放大的實(shí)像C．燭焰倒立縮小的虛像D．燭焰正立放大的實(shí)像【答案】A【解析】凸透鏡的焦距是10cm，蠟燭到凸透鏡的距離是25cm，u＞2f，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像。【總結(jié)升華】掌握凸透鏡成像規(guī)律，根據(jù)物距、像距和焦距的關(guān)系，判斷凸透鏡的成像情況，也能夠根據(jù)凸透鏡的成像情況，判斷物距、像距和焦距的關(guān)系。舉一反三：

【變式】一物體放在距凸透鏡20cm處時(shí)，在另一側(cè)距凸透鏡6cm處的光屏上出現(xiàn)了一個(gè)清晰的像。那么該透鏡的焦距可能是（）A．3cmB．5cmC．7cmD．9cm【答案】B4.如圖所示，F(xiàn)為凸透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)，A′B′為物體AB的像，則物體AB在（）A．圖中Ⅰ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向上B．圖中Ⅱ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向下C．圖中Ⅲ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向上D．圖中Ⅳ區(qū)域，比A′B′小，箭頭方向向下【思路點(diǎn)撥】由圖可知像距與焦距的關(guān)系，結(jié)合凸透鏡成像的規(guī)律即可確定像與物體之間的大小、倒立還是正立的關(guān)系，以及物距與焦距的關(guān)系；根據(jù)過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后方向不變，可以確定物體的A點(diǎn)在主光軸上，判斷出物體在Ⅲ區(qū)域?！敬鸢浮緾【解析】由題意知，像在一倍焦距和二倍焦距之間，根據(jù)凸透鏡成像的特點(diǎn)，此時(shí)物體應(yīng)在二倍焦距以外，所以物體在圖中Ⅲ區(qū)域。像是倒立縮小的實(shí)像，所以物體的箭頭向上?！究偨Y(jié)升華】凸透鏡成像的規(guī)律涉及四個(gè)方面：①物距與焦距的關(guān)系；②成像的性質(zhì)；③像距與焦距的關(guān)系；④應(yīng)用。只要告訴其中的一個(gè)方面，就可以確定其它三個(gè)方面的內(nèi)容。在此題中，根據(jù)圖示確定了像距（10厘米）與焦距的關(guān)系，和像的形狀；然后利用凸透鏡成像的規(guī)律，確定物距和物體的形狀。舉一反三：

【變式】（多選）在研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)后，蓓蓓利用圖畫記錄了她觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示。四幅圖畫中的物、像關(guān)系有對(duì)有錯(cuò)，請(qǐng)你幫她把正確的圖選出來（）【答案】ABC類型三、作圖與實(shí)驗(yàn)探究5.圖中L為凸透鏡，MN為其主光軸，O為光心，若物體AB經(jīng)凸透鏡成的實(shí)像為A′B′，試用作圖的方法確定凸透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)F，并在圖中標(biāo)出F的位置?！舅悸伏c(diǎn)撥】實(shí)像A′B′是由來自物體AB的光線經(jīng)過凸透鏡折射后組成的。平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡折射后過焦點(diǎn)，根據(jù)這一特點(diǎn)我們可以在物體AB上從A點(diǎn)開始做一條與主光軸平行的光線，經(jīng)凸透鏡折射后射到A′點(diǎn)，折射光線與主光軸相交的點(diǎn)為焦點(diǎn)。【答案與解析】在物體AB上從A點(diǎn)開始做一條與主光軸平行的光線，經(jīng)凸透鏡折射后射到A′點(diǎn)，折射光線與主光軸相交的點(diǎn)為焦點(diǎn)F。同樣，我們利用光路是可逆的，也可以在A′B′上從A′點(diǎn)開始做一條與主光軸平行的光線，經(jīng)凸透鏡折射后射后到A點(diǎn)，折射光線與主光軸相交的點(diǎn)也是焦點(diǎn)。故答案為：【總結(jié)升華】題目考查了利用凸透鏡的三條特殊光線的作圖：①通過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸。②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點(diǎn)。③過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變。6.在探究凸透鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上得到了一個(gè)清晰的像，但像的位置偏高，如圖所示（P點(diǎn)是2倍焦距處）。你解決的方法是。（2）調(diào)整后，把蠟燭移到A點(diǎn)處，此時(shí)光屏上的像很模糊，為了得到清晰的像，應(yīng)把光屏向移動(dòng)（填“左”或“右”），這次成的是倒立、的實(shí)像；

（3）再把蠟燭移到B點(diǎn)處，無論怎樣調(diào)節(jié)光屏，光屏上始終接收不到像，是因?yàn)榇藭r(shí)成的是正立、放大的像，要想看到這個(gè)像，應(yīng)從圖中的（填“C”或“D”）箭頭所示的方向去觀察?！敬鸢浮浚?）蠟燭上調(diào)（答案不唯一）；（2）右；放大；（3）虛；C【解析】（1）在光屏上得到