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第六講 光學

一、光的反射和折射現象
?知道光在同一種物質中沿直線傳播；
?舉例說明光的反射現象； ?描述光的反射定律；
?知道鏡面反射和漫反射； ?知道平面鏡成像的特點；
?舉例說出光的折射現象； ?知道光的折射規律；
?使用光的反射定律和折射規律解釋簡單的現象。
二、人眼球的作用
?知道人眼球對光的作用相當于凸透鏡；
?應用凸透鏡成像規律(u＞2f)解釋人眼球的成像特點；
?描述近視眼、遠視眼的成因；?樹立保護眼睛和用眼衛生的意識。
三、我國古代的光學成就
知道我國古代在光學方面取得的成就。

一、光的反射和折射
1.正在發光的物體叫 光源 ，光源可分為 自然光源 和 人造光源 。
2.光在均勻介質中沿 直線 傳播；光在真空中的傳播速度是，而在空氣中傳播速度接近于在真空中的傳播速度，也認為是，光在水中的傳播速度約為，在玻璃中的傳播速度約為。
3.如圖，物體發出的光通過小孔投射到后面的屏上，形成 左右 相反、 上下 倒置的 實 像。這就是小孔成像。
小孔成像的規律是：當像距大于物距時，所成的像是 放大 的（放大、縮小）；當像距小于物距時，所成的像是 縮小 的（放大、縮小）。
4.光的反射：如圖，光在傳播的過程中，遇到兩種介質交界面（或物體表面）時，有一部分光返回原來的介質中的現象叫做 光的反射 。
光的反射定律：在光的反射現象中，（1）入射光線、 反射光線 、法線同在同一個平面內（共面）；（2）反射光線、入射光線分別位于法線的 兩側 （分居）；（3）反射角等于 入射角 （等角）。
光反射時,若光逆著原來反射光線的方向照射到反射面上,則反射光線逆著原來的入射光線照射出去。這說明，光路是 可逆的 。
5.鏡面反射和漫反射：反射面是光滑平面，光線平行反射的叫 鏡面反射 ；如鏡子、平靜的水面等；鏡面反射遵循光的反射定律，如下圖a所示。

a鏡面反射 b漫反射
照射在粗糙表面上的光向各個方向反射的現象叫 漫反射 。當一束平行的入射光線射到粗糙的表面時，表面會把光線向著四面八方反射，所以入射線雖然互相平行，由于各點的法線方向不同，造成反射光線向不同的方向無規則地反射，這種反射稱之為“漫反射”。很多物體，如植物、墻壁、衣服等，其表面粗看起來似乎是平滑，但用放大鏡仔細觀察，就會看到其表面是凹凸不平的，所以本來是平行的太陽光被這些表面反射后，彌漫地射向不同方向。如上圖b所示。
鏡面反射和漫反射都遵循光的 反射定律 ；當平行光照射時,鏡面反射的反射光仍然是 平行 ,而漫反射的反射光線是 發散的 ,向各個方向都有。
6.平面鏡成像：平面鏡成像利用的是 光的反射 。
成像規律是：（1）像與物大小 相等 ；（2）像到鏡的距離與物到鏡的距離 相等 ；（3）像與物的對應點的連線與鏡面 垂直 ；（4）像與物左右位置 顛倒 ；（5）平面鏡所成的像是 虛像 （實像、虛像）。具體總結就是十個字：等大、等距、垂直、反向、虛像。如圖所示。
虛像是指射入眼睛的光線，其反向延長線的集合點形成的像，如上圖所示；虛像能用眼睛直接觀看，但不能用光屏 接收 ；實像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接觀看。
7.光的折射：當光從一種介質斜射入另一種介質時，光在另一種介質中傳播方向發生改變的現象叫 光的折射 。
（1）光的折射發生在兩種介質的交界面上，但光線在每種介質內是直線傳播的。光從一種介質垂直射入另一種介質時，其傳播方向 不改變 （改變、不改變）。如圖所示，是光從空氣射入水中的折射現象示意圖。
由上圖，入射光線射入另一種介質時的交點（O），叫 入射點 ；入射光線AO與法線NN′夾角（α）叫入射角；折射光線OC與法線NN′的夾角（γ）叫折射角。
（2）光的折射定律：1）在折射現象中，折射光線、入射光線、法線在同一平面內（共面）；2）折射光線和入射光線分居在法線的兩側（分居）；3)當光從空氣斜射入水等其他透明物質（玻璃、水晶等）時，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；當光從水或其它透明物質斜射入空氣時，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空氣中的角大）。
在生活中，我們常見的折射現象很多，如：看清澈的池水，池水水底變淺；在岸上看到的魚接近于水面；透過玻璃磚看物體發生了錯位；水杯中的筷子好像彎折了；“海市蜃樓”現象等等都是光的折射現象。
8.光的色散：太陽光通過三棱鏡后,被分解成各種單一顏色的光,這種現象叫光的色散。
不同顏色的光通過三棱鏡時偏折程度不同，紅光偏折最小，紫光偏折最大，偏折由小到大依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，如圖所示。
生活中的色散現象：如雨后的彩虹、潑向空中的水變得五顏六色、在陽光下肥皂泡變成彩色等等都是光的色散實例，其原因是太陽光被空氣中的水滴色散形成的。
9.復色光：太陽光由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色組成，它是復色光。
把紅、綠、藍三種色光按不同比例混合可產生各種顏色的光，這個現象叫做色光的混合（彩色電視機的彩色畫面的形成）。紅、綠、藍也叫光的三原色。
二、人眼球的作用
1.透鏡：是用透明物質制成的表面為球面一部分的光學元件，透鏡是根據光的折射現象制成的。
（1）透鏡與面鏡區別：面鏡利用光的反射現象成像，透鏡利用光的折射現象成像；透鏡成像遵循光的折射定律，面鏡成像遵循光的反射定律。21教育網
（2）透鏡分類：透鏡分為 凸透鏡 和 凹透鏡 。1）凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡（遠視鏡鏡片，照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等）；2）凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡（近視鏡等）。
（3）透鏡光路基本概念：圖（1）是透鏡光路示意圖。
1）過透鏡兩個球面球心的直線叫主光軸（主軸），用“CC/”表示,透鏡的幾何中心叫光心，用“O”表示。
a.凸透鏡光路
b.凹透鏡光路
圖(1) 透鏡光路示意圖
2）平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚于主光軸上一點，這點叫凸透鏡焦點，用“F”表示，如圖（2）a所示；平行于凹透鏡主光軸的光線經凹透鏡折射后發散，其反向延長線會交于一點，這是凹透鏡的焦點（虛焦點），如圖（2）b所示。
a.凸透鏡光路概念
b.凹透鏡光路概念
圖（2）透鏡光路概念
3）焦點到光心的距離焦距，焦距用“f”表示，圖（1）中就是“OF”之間的距離。凸透鏡和凹透鏡都各有兩個焦點，凸透鏡的焦點是實焦點，凹透鏡的焦點是虛焦點。
4）物體到光心的距離叫物距，用“u”表示。
5）像到光心的距離叫像距，用“v”表示。
（4）透鏡的三條特殊光線：
1）過光心的光線，經透鏡折射后傳播方向不改變，如圖（3）所示。
圖（3）過光心的光線
2）平行于主光軸的光線，經凸透鏡折射后經過另一側焦點；經凹透鏡折射后向外發散，但其反向延長線過同側焦點，如圖（4）所示。21*cnjy*com
圖（4）平行于主軸的光線
3）經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸；射向異側焦點的光線經凹透鏡折射后平行于主光軸，如圖（5）所示。【出處：21教育名師】
圖（5）過焦點的光線
（4）透鏡的作用：凸透鏡有會聚光線作用，所以凸透鏡也叫會聚透鏡；凹透鏡有發散光線作用，所以凹透鏡也叫發散透鏡。
2.透鏡成像規律
（1）凸透鏡成像規律：如圖（6）是常見凸透鏡成像規律光路圖。
表（1）凸透鏡成像規律表
成像條件物距（u）
成像的性質
像距（v）
應用
u﹥2f
倒立、縮小的實像
f﹤v﹤2f
照相機（圖（6）a）
u=2f
倒立、等大的實像
v=2f
圖（6）d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的實像
v﹥2f
投影儀（圖（6）b）
u=f
不成像
射出的是平行光線
0﹤u﹤f
正立、放大的虛像
v﹥f
放大鏡（圖（6）c）
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
圖（6）凸透鏡成像光路圖
凸透鏡成像規律需要牢記，同學們可以自己總結其規律。也可以背下下面口訣：“物大焦，倒立實，物越大，像越小；物小焦，正立虛；物為焦，不成像”。這里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。
注意：（1）實像是由實際光線會聚而成，在光屏上可呈現，可用眼睛直接看，所有光線必過像點；（2）虛像不能在光屏上呈現，但能用眼睛看，由光線的反向延長線會聚而成。
（2）凹透鏡成像規律：凹透鏡始終成縮小、正立的虛像，如圖（7）所示。
圖(7)凹透鏡成像光路圖
（3）凸透鏡與凹透鏡比較：表（2）對凸透鏡、凹透鏡做出了比較，凹透鏡、凸透鏡的辨別、特點、典型光路和應用作出了系統性總結。【版權所有：21教育】
注意：大家還要記住：虛像，物、像同側；實像，物、像異側。
表（2）凸透鏡、凹透鏡比較表
3.透鏡應用：眼睛：眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷）。
（1）眼睛的成像原理:從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上形成倒立，縮小的實像，分布在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了（眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷））。21*cnjy*com
（2）近視眼看不清遠處的物體，遠處的物體所成像在視網膜前，晶狀體曲度過大，需戴凹透鏡調節，所以近視鏡是凹透鏡。
（3）遠視眼看不清近處的物體，近處的物體所成像在視網膜后面，晶狀體曲度過小，需戴凸透鏡調節，所以遠視鏡（花鏡）是凸透鏡。
三、我國古代的光學成就 ?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.春秋戰國時期，墨家學派所著《墨經》首先揭示了光的直線傳播和小孔成像現象。
2.墨家學派在其所著《墨經》中首先研究了光的反射。
3.墨家學派在所著《墨經》中記錄了凹面鏡成像的兩種情況。
4.北宋科學家沈括，也做過凹面鏡實驗。并對光學的建立做出了杰出的貢獻。

考點一：光的反射和折射
1.光在均勻介質中是沿直線傳播的。小孔成像、影子等都是光的直線傳播的現象。
2.光在傳播的過程中，遇到兩種介質交界面（或物體表面）時，有一部分光返回原來的介質中的現象叫做光的反射。光的反射遵循光的反射定律：在光的反射現象中，（1）入射光線、 反射光線 、法線同在同一個平面內（共面）；（2）反射光線、入射光線分別位于法線的 兩側 （分居）；（3）反射角等于 入射角 （等角）。
3.平面鏡成像利用的是利用光的反射現象。平面鏡成像規律是：（1）像與物大小相等；（2）像到鏡的距離與物到鏡的距離相等；（3）像與物的對應點的連線與鏡面垂直；（4）像與物左右位置顛倒；（5）平面鏡所成的像是虛像（實像、虛像）。具體總結就是十個字：等大、等距、垂直、反向、虛像。
4.當光從一種介質斜射入另一種介質時，光在另一種介質中傳播方向發生改變的現象叫 光的折射。光的折射定律：1）在折射現象中，折射光線、入射光線、法線在同一平面內（共面）；2）折射光線和入射光線分居在法線的兩側（分居）；3)當光從空氣斜射入水等其他透明物質（玻璃、水晶等）時，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；當光從水或其它透明物質斜射入空氣時，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空氣中的角大）。
【典例】（2018春?秀洲區校級月考）在我國悠久的歷史文明發展中，古人對自然現象進行了細致的觀察和研究，留下許多珍貴的史料記載。下列有關記載和相應科學本質的解釋，錯誤的是（　　）
A．“去年今日此門中，人面桃花相映紅”﹣﹣人面紅的原因是不透明物體的顏色是由反射的色光決定的
B．“常時掐去苗尖，勿要苗長高”﹣﹣摘除頂芽會使植物枝葉更茂盛，是因為頂芽的生長能抑制側芽的生長
C．“路人借問遙招手，怕得魚驚不應人”﹣﹣空氣（氣體）和水（液體）都能傳聲
D．“坐井觀天，所見甚少”﹣﹣光在傳播過程中發生了折射現象
【分析】（1）不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的；
（2）頂端優勢產生的原因是：頂芽產生生長素向側芽運輸，導致側芽生長素濃度過高，生長受到抑制，因此頂芽優先生長；
（3）聲音可以在固體、液體、氣體中傳播；
（4）光在同種均勻介質中沿直線傳播。
【解答】解：
A、不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，只能反射與它顏色相同的光，故A正確；
B、頂芽產生生長素向側芽運輸，導致側芽生長素濃度過高，生長受到抑制，因此頂芽優先生長，故B正確；
C、“路人借問遙招手，怕得魚驚不應人”說明聲音可以在氣體和液體中傳播，故C正確；
D、“坐井觀天，所見甚少”說的是青蛙之坐在井里，只能看到很小的一片天，是因為光是沿直線傳播的緣故，故D錯誤。
故選：D。
考點二：人眼球的作用
1.透鏡是用透明物質制成的表面為球面一部分的光學元件，透鏡是根據光的折射現象制成的。透鏡與面鏡區別：面鏡利用光的反射現象成像，透鏡利用光的折射現象成像；透鏡成像遵循光的折射定律，面鏡成像遵循光的反射定律。透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。
2..凸透鏡成像規律：凸透鏡成像規律如下表。
凸透鏡成像規律表
成像條件物距（u）
成像的性質
像距（v）
應用
u﹥2f
倒立、縮小的實像
f﹤v﹤2f
照相機
u=2f
倒立、等大的實像
v=2f
f﹤u﹤2f
倒立、放大的實像
v﹥2f
投影儀
u=f
不成像
射出的是平行光線
0﹤u﹤f
正立、放大的虛像
v﹥f
放大鏡
3.凸透鏡成像規律需要牢記，同學們可以自己總結其規律。也可以背下下面口訣：“物大焦，倒立實，物越大，像越小；物小焦，正立虛；物為焦，不成像”。這里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。
注意：（1）實像是由實際光線會聚而成，在光屏上可呈現，可用眼睛直接看，所有光線必過像點；（2）虛像不能在光屏上呈現，但能用眼睛看，由光線的反向延長線會聚而成。
4.眼睛：眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷）。
（1）眼睛的成像原理:從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上形成倒立，縮小的實像，分布在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了（眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷））。
（2）近視眼看不清遠處的物體，遠處的物體所成像在視網膜前，晶狀體曲度過大，需戴凹透鏡調節，所以近視鏡是凹透鏡。
（3）遠視眼看不清近處的物體，近處的物體所成像在視網膜后面，晶狀體曲度過小，需戴凸透鏡調節，所以遠視鏡（花鏡）是凸透鏡。
【典例】（2018春?嘉興期中）如圖為近視眼的成像特點及矯正示意圖，據圖分析有關近視眼的描述，錯誤的是（　　）
A．近視眼的晶狀體曲度過大 B．近視眼的眼球前后徑過長
C．物像落在視網膜的前方 D．可以佩戴適度的凸透鏡加以矯正
【分析】近視眼能看清近處的物體，不能看清遠處的物體，近視眼的晶狀體太厚，使像成在視網膜的前方。要戴一個凹透鏡來矯正，凹透鏡對光線有發散作用。戴上凹透鏡能使像成在視網膜上。
【解答】解：A、近視眼是晶狀體曲度變大，會聚能力增強，即折光能力增強；故A正確；
B、近視眼的眼球前后徑過長，因此不能看清遠處的物體，故B正確；
C、近視眼形成的物像就會落在視網膜的前方，故C正確；
D、像呈在視網膜的前方，應佩戴發散透鏡，使光線推遲會聚，即近視需要佩戴凹透鏡進行矯正，故D錯誤。
故選：D。
考點三：我國古代的光學成就
春秋戰國時期，墨家學派所著《墨經》首先揭示了光的直線傳播、面鏡成像和小孔成像現象。
【典例】（2018春?婺城區校級期中）下列是我們日常生活中常見的光現象，對它們的解釋正確的是（　　）
A．小孔成像成的是倒立的虛像
B．雨后彩虹是光的反射現象
C．當物體表面發生漫反射時，光線射向四面八方，不遵守光的反射定律
D．紅光照在穿白色上衣、藍色裙子的演員身上，觀眾看到她的上衣呈紅色，裙子呈黑色 是因為白色上衣能反射紅光，而藍色裙子吸收了紅光
【分析】①光在同種、均勻、透明介質中沿直線傳播，產生的現象有小孔成像、激光準直、影子的形成、日食和月食等；
②光線在同種不均勻介質中傳播或者從一種介質進入另一種介質時，就會出現光的折射現象，例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓等都是光的折射形成的；
③光的反射分為：鏡面反射與漫反射兩種，它們都遵守光的反射定律；
④不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，白色物體反射所有色光。
【解答】解：A、小孔成的是倒立的實像，不是虛像，是光在同種介質中沿直線傳播形成的。故A錯誤；
B、彩虹是光的色散現象，是由于光的折射而形成的。故B錯誤；
C、當物體表面發生漫反射時，光線射向四面八方，同樣遵守光的反射定律。故C錯誤；
D、因為不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，白色上衣反射所有色光，所以紅光照在穿白色上衣，觀眾看到她的上衣呈紅色，藍色裙子只反射藍光，所以紅光照在藍色裙子上，裙子呈黑色。故D正確。
故選：D。

易錯點1：各種光現象的辨別
例一：（2018春?臺州期中）下列關于光現象的描述中，錯誤的是（　　）
A．“潭清疑水淺”是由于光的折射產生的一種現象
B．三月桃花盛開，游人能觀賞到桃花，是光在桃花表面發生漫反射
C．雨過天晴后，天空中出現彩虹是光的色散現象
D．湖面波光粼粼是光的直線傳播形成的
【分析】（1）當光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向的會偏折，發生折射現象，如：看水里的魚比實際位置淺、彩虹等；
（2）表面光滑的反射是鏡面反射，它可以把平行光沿特定的方向反射出去，如果人眼接收到反射光感覺很強；
表面粗糙的反射是漫反射，它可以把平行光向各個方向反射出去，人在各個角度都能接收到反射光線，而且接收的反射光不太強；
（3）光的折射現象。由物體發出的光透過不同介質時，會發生折射，使光路發生改變，因此我們看到的是物體的虛像；
【糾錯】解：A、“潭清疑水淺”是由于光的折射產生的一種現象，故A正確；
B、三月桃花盛開，游人能觀賞到美麗的桃花，是光在桃花表面發生漫反射的結果，故B正確；
C、雨過天晴時，常在天空出現彩虹，這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的，白光經水珠折射以后，分成各種彩色光，這種現象叫做光的色散現象。故C正確；
D、湖面波光粼粼是光的反射形成的現象，故D錯誤。
故選：D。
【易錯點】光的直線傳播是光在同一均勻介質中的傳播，光的反射是光照射到物體表面又返回的現象，光的折射是由于光從一種介質斜射入另一種介質或在不均勻介質中傳播時，傳播方向發生變化的現象。它們之間有本質的區別，要注意區分。
易錯點2：透鏡的三條光線
例二：（2015春?江北區校級期中）下列光路圖正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】先確定所給的入射光線的特點，再根據凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線來判斷；凹透鏡對光線起發散作用。
【糾錯】解：
A、通過焦點的光線經凸透鏡折射后應平行于主光軸，故A錯誤；
B、平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點，故B正確；
C、過焦點的光線對于凹透鏡來說不屬于特殊光線，該光線經凹透鏡折射后應更遠離主光軸，故C錯誤；
D、過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向應不改變，故D錯誤。
故選：B。
【易錯點】凸透鏡三條特殊光線：①通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行于主光軸。②平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點。③過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變。
凹透鏡三條特殊光線：①延長線過另一側焦點的光線經凹透鏡折射后將平行于主光軸。②平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點。③過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變。
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易錯點3：凸透鏡成像規律
例三：（2018春?慈溪市期末）小明利用光具座研究凸透鏡成像規律。在某次實驗時，當他找到清晰的像時，蠟燭、透鏡、光屏的位置如圖所示，根據圖示可得出該透鏡的焦距是（　　）
A．f＜15cm B．15cm＜f＜20cm
C．20cm＜f＜30cm D．f＞30cm
【分析】物距是指蠟燭到凸透鏡的距離，像距是像到凸透鏡的距離，因為物距大于像距，所成的像是倒立縮小的實像，則u＞2f，2f＞v＞f，據此解不等式即可；
【糾錯】解：由圖可知，物距u＝50cm﹣10cm＝40cm，像距v＝80cm﹣50cm＝30cm，
因為物距大于像距，所成的像是倒立縮小的實像，則u＞2f，像距范圍2f＞v＞f，
解得20cm＞f＞15cm。
故選：B。
【易錯點】此題主要考查了凸透鏡成像的規律。
易錯點4：視力矯正
例四：（2017春?寧波月考）預防近視，珍愛眼睛，注意用眼衛生，要從青少年做起。下圖中，能表示近視眼成像原理及矯正方法的分別是（　　）
A．乙；丁 B．甲；丁 C．乙；丙 D．甲；丙
【分析】（1）近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強，使遠處物體射來的光線會聚在視網膜的前方，由此可以確定哪一個圖表示了近視眼的成像情況。近視眼佩戴凹透鏡進行矯正。
（2）遠視眼的晶狀體較薄，會聚能力較弱，看近處的物體時，將像成在視網膜的后面，遠視眼佩戴凸透鏡進行矯正。
【糾錯】解：
近視眼是因為晶狀體焦距太短，像落在視網膜的前方，而甲圖的入射光線會聚在視網膜的前方，所以甲圖表示了近視眼的成像情況；
為了使光線會聚在原來的會聚點后面的視網膜上，就需要在光線進入人的眼睛以前發散一下，因此應佩戴對光線具有發散作用的凹透鏡來矯正，結合圖示可知，丙圖能正確表示近視眼的矯正情況；
所以，能表示近視眼成像原理及矯正方法的分別是甲和丙。
故選：D。
【易錯點】明確近視眼與遠視眼的成因是解決此題的關鍵。

一．選擇題（共4小題）
1．（2018?溫州）如圖為玩具鳥在平面鏡中的成像示意圖。下列能改變像位置的是（　　）
A．豎直上移玩具鳥 B．豎直下移平面鏡
C．人向平面鏡靠近 D．像與鏡間放一木板
2．（2018?臺州）如圖是驗證“平面鏡成像特點”的實驗裝置，其中A為玻璃板前點燃的蠟燭，B為玻璃板后未點燃的蠟燭。有關本實驗的說法錯誤的是（　　）
A．玻璃板應該與桌面垂直 B．實驗宜在較暗的環境中進行
C．眼睛應從B一側觀察成像情況 D．蠟燭燃燒較長時間后像物不再重合
3．（2018?嘉興）下列是觀察對岸的樹木在水中倒影的光路圖，正確的是（　　）
A． B．
C． D．
4．（2018?湖州）小華在研究凸透鏡成像規律時，將平行光正對凸透鏡照射，另一側的光屏移動到距凸透鏡10厘米處時，得到一個最小最亮的光斑。接著把光源換成蠟燭，調整好相關器材的高度，將凸透鏡固定在光具座中央50厘米刻度線處，移動蠟燭到光具座的左端并點燃，再移動光屏至如圖所示位置時，在光屏中央得到一個清晰的像。保持凸透鏡位置不變，通過移動蠟燭及光屏的位置，下列成像情況符合實際的是（　　）
A．若蠟燭放置在10厘米刻度線處，移動光屏，在光屏上都不能呈清晰的像
B．若蠟燭放置在30厘米刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈清晰縮小的像
C．若蠟燭放置在35厘米刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
D．若蠟燭放置在45厘米刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
二．填空題（共1小題）
5．（2018?湖州）“西塞山前白鷺飛，桃花流水鱖魚肥。”是唐代張志和描寫湖州境內西苕溪美景的詞句。如圖所示的是一只白鷺平行于水面飛行的畫面。若以白鷺為參照物，它在水中的倒影是　 　（選填“運動”或“靜止”）的，白鷺的倒影是由于　 　而形成的。
三．實驗探究題（共3小題）
6．（2018?寧波）為了研究眼的成像原理，小科自主研制了如圖所示的實驗裝置。用水透鏡模擬眼的晶狀體，通過注水或抽水可改變水透鏡凸度大小。光屏和水透鏡固定在光具座如圖所示的位置。點燃蠟燭后，調節水透鏡凸度，直至光屏上成一個清晰倒立、　 　（填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。若將點燃的蠟燭向左移動一小段距離，要使光屏上重新得到清晰的像，應對水透鏡　 　（填“注水”或“抽水”）。
7．（2018?紹興）通過玻璃門（如圖甲）可簡單地驗證平面鏡成像的某些規律。
（1）先在房間A的地磚拼接處放一標記物，然后到房間B，若實驗者及標記物的位置如圖乙所示，為了讓實驗者所成的像落在標記物上，他應向　 　（填序號）方向移動。
（2）為了讓成像更清晰，房間B的亮度要比房間A　 　。
（3）對本實驗的相關評價，合理的有 　。
A．證明了平面鏡所成的像是等大的虛像
B．利用地磚方便地確定像和物體的位置關系
C．巧妙利用生活中的物體進行實驗，感受到科學就在我們身邊
8．（2018?杭州）為探究光的反射規律，小金進行如圖所示的實驗。
（1）當入射角為40°時，反射角為 　。
（2）小金將紙板F繞垂直于鏡面ON向后轉動，在紙板F上還能看到反射光嗎？　 　。
請分析原因：　 　。
（3）若使入射光線與平面鏡的夾角為30°，那么反射光線與入射光線的夾角為：　 　。

一．選擇題（共10小題）
1．（2018?杭州二模）最近“碰瓷”事件屢有發生，所以很多車主都在車上安裝了行車記錄儀，便于及時用攝像頭將行車過程中發生的事記錄下來，在夜間可以利用攝像頭周邊的多點紅外線不光，排除依舊清楚的畫面。關于行車記錄儀，下列說法正確的是（　　）
A．行車記錄儀的攝像頭中用的是凹透鏡
B．在拍攝錄像時，物體距透鏡一倍到兩倍焦距之間
C．人肉眼是可以觀察到紅外線的
D．當屏幕上看到物體圖象變小時，說明物體在遠離
2．（2018?椒江區校級三模）若空間有一豎直放置的大凸透鏡，在主光軸位置上拉一根鋼絲，一個小雜技演員從很遠的地方沿著鋼絲向焦點處勻速走來。下列敘述中：①小演員每走一步，像也走一步；
②像的腳步始終比小孩大；
③像大時腳步大，像小時腳步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像總朝遠離小演員的方向運動，好像在逃離。
其中正確的是（　　）
A．只有①②正確 B．只有①②④正確
C．只有②④正確 D．只有①③④正確
3．（2018?杭州模擬）如圖是研究光的反射定律的實驗裝置，為了研究反射光線與入光線及法線是否在同一平面內，實驗時應進行的操作是（　　）
A．繞ON前后轉動板E、F B．繞ON前后轉動板F
C．改變光線OB和ON的夾角 D．改變光線AO與ON的夾角
4．（2018?柯橋區校級模擬）用手拿著一支鉛筆，開始時手伸直，眼睛盯住鉛筆。然后慢慢彎曲手臂，讓鉛筆靠近眼睛，這時你會發現，在一定的位置，鉛筆開始由清晰變模糊。下列有關說法中正確的是（　　）
A．物距變小時，像就變大，因而變得模糊
B．物距變小時，到一定程度，成的像變成了虛像，因而變得模糊
C．物距變化時，當超出眼睛能調節的范圍時，像就不能落在視網膜上而變得模糊
D．物距變化時，焦距不變，像距就要發生變化，因而變得模糊
5．（2018?濱江區模擬）玻璃板下面墊著一張報紙，玻璃板上滴一滴水，透過水滴看報紙上的字，看到的是字的（　　）
A．倒立、放大的虛像 B．正立、放大的實像
C．正立、放大的虛像 D．正立、縮小的虛像
6．（2018?嘉興二模）如圖所示，小宇同學正在用“自拍神器”攝影留念。與用手直接拿自拍相比，利用自拍桿可以（　　）
A．增大物距，增大像的大小，從而減小取景范圍
B．減小物距，減小像的大小，從而減小取景范圍
C．增大物距，減小像的大小，從而增大取景范圍
D．減小物距，增大像的大小，從而增大取景范圍
7．（2018?路橋區模擬）如圖是一款人臉識別取款機，它通過攝像機的鏡頭成像，然后分析人臉的信息。人站在ATM機前，看一眼攝像頭，再輸入手機號、取款金額、密碼，自動吐鈔，拿走現金。以下說法錯誤的是（　　）
A．該攝像機鏡頭相當于凸透鏡 B．這種鏡頭對光線有會聚作用
C．鏡頭所成的像是一個正立縮小的實像 D．若鏡頭焦距為10cm，為了能形成清晰的像，人臉到鏡頭的距離應大于20cm
8．（2018?越城區模擬）清明節，平靜的鏡湖水面上有數只白鷺，它們或俯沖嬉戲，或悠閑漂浮。下列關于白鷺在水中倒影的說法正確的是（　　）
A．是與白鷺等大的實像 B．是由于光的反射形成
C．白鷺從空中俯沖向水面，水中的倒象變大 D．若湖水深3米，漂浮在水面的白鷺與水中倒影之間距離為6米
9．（2018?余姚市校級模擬）如圖甲所示，蠟燭a在豎直放置的平面鏡MN中所成像為a′，現將該平面鏡豎直向下移動一段距離至圖乙所示位置，則蠟燭a在平面鏡中成像情況是（　　）
A．不能成像
B．能成像，像還在原來位置
C．能成像，像上移距離與平面鏡下移距離相同
D．能成像，像下移距離與平面鏡下移距離相同
10．（2018?鎮海區校級二模）照相時，通過選擇不同的“光圈”可以控制鏡頭的進光面積；選擇不同的快門速度；可以控制鏡頭的進光時間。兩者結合的目的是使底片受到的光照量保持一定而得到好照片，表中列出了照相機光圈與快門的幾種正確組合。在“快門”一行中，“25”表示快門打開的時間是秒。在“光圈”一行中，“15”表示鏡頭透光部分的直徑等于鏡頭焦距的．那么快門“16”對應的“光圈”應該是（　　）
光圈
20
12
8.5
6
3
2
快門
9
16
25
50
100
400
900
A．18 B．17 C．15 D．14
二．填空題（共5小題）
11．（2018?秀洲區校級二模）隨著智能手機的普及，“手機控”無處不在，他們一有時間就低頭玩手機。手機給生活帶來便利的同時，也影響著人體健康。
（1）在黑暗的環境中看手機，屏幕的強光會使瞳孔縮小，該反射的神經結構叫　 　。
（2）有關資料表明，長期用手機看文字或圖片，會使眼球晶狀體的曲度過大，或使眼球前后徑過長，造成近視。為使光線通過近視眼的折光系統后形成的物像落在視網膜上，應佩戴　 　（填“凹”或“凸”）透鏡。
12．（2018?秀洲區二模）近來網淘有一種“智能變焦老花鏡”比較流行，實際這種老花鏡用的是漸進變焦式鏡片，靠下的當老花鏡，看近用；上面部分當近視鏡，看遠用。這副眼鏡上面部分要磨成 　鏡，下面部分使用時對光起　 　作用。
13．（2018?北侖區模擬）公交公司為了保證人們從公交汽車上下車時的安全，在無人售票車上安裝了“車載電視監控器”，如圖所示是該裝置的光學系統，圖中的攝像頭的工作原理相當于　 　鏡成像。汽車頭燈的位置安裝較低，當車燈發出的光照到路面上的障礙物時，因為光的　 　，障礙物形成的影子較長，司機容易發現。
14．（2018?鎮海區校級二模）兩個平面鏡夾角為60°，OP為角平分線，某人站在P點，則平面鏡M內此人所成像的個數是 　個；此人以速度v向O點運動，他在M中的像會以一定速度“靠近”他，則其中最快的靠近速度和最慢的靠近速度之比為　 　。
15．（2018?柯橋區校級二模）在探究平面鏡成像規律的實驗中，應選擇較 （選填“厚”或“薄”）的玻璃板做實驗。如圖所示，點燃玻璃板前的蠟燭A，并移動玻璃板后的蠟燭B，使它與蠟燭A在玻璃板里的像完全重合，實驗時人應該在蠟燭 　（選填“A”或“B”）側觀察。
三．實驗探究題（共5小題）
16．（2018?余杭區一模）小金用圖示裝置探究平面鏡成像特點。實驗探究的步驟如下：
A．在水平桌面上鋪一張白紙，將一塊玻璃板豎立在紙上，在紙上記下玻璃板的位置。
B．選取兩支大小相同的蠟燭，把一支蠟燭點燃放在玻璃板的前面，看到玻璃板后面有蠟燭的像時，在紙上記下蠟燭的位置A。
C．拿另一支沒有點燃的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到它與前面的蠟燭的像完全重合，在紙上記下該蠟燭的位置A′。
D．移動點燃的蠟燭到另一位置，重做上面的實驗，在紙上記錄物與像的位置B、B′；C、C′。
（1）剛開始，小金在做步驟C時，無論怎么移動蠟燭，都無法使它與前面的蠟燭的像完全重合。請分析產生這一現象的可能原因？　 　。經過改正后，小金重新實驗。
（2）步驟D的實驗目的是　 　；
（3）圖乙是物、像的位置實驗記錄，請你利用測量工具對乙圖的實驗記錄作出處理并得到相應規律　 　。
17．（2018?江干區一模）如圖所示為小紅同學探究平面鏡成像特點的實驗裝置圖，她將一塊玻璃板豎直架在水平桌面上白紙的上，并保持玻璃板與水平桌面垂直，再取兩根完全相同的蠟燭A與B分別豎直置于玻璃板兩側的白紙上，點燃玻璃板前的蠟燭S，移動玻璃板后的蠟燭B進行觀察和調整，使它與蠟燭A的像重合，多次改變蠟燭A到玻璃板的距離重復上訴實驗。
（1）分別測量玻璃板到物（蠟燭A）以及玻璃板到對應的像（蠟燭B）的距離u和v，總結歸納得到的結果是v　 　u；（選填“大于”“等于”或“小于”）
（2）移走蠟燭B，并在其所在位置放一光屏，這時觀察者直接觀察光屏，看不到蠟燭A的像，由此可知平面鏡所成的像是　 　；
（3）小紅在家中照平面鏡時，發現她在鏡中的像“近大遠小”，于是她認為：物體在平面鏡中所成像的大小與物體到平面鏡的距離相關，請運用上述實驗分析說明“像的高度h與物體到平面鏡的距離u是否有關系”的問題。　 　
18．（2018?上城區一模）小陳利用如圖甲所示的裝置研究凸透鏡成像的規律。移動蠟燭在不同位置成像，并記錄物距與像距的關系，如圖乙。
（1）蠟燭如圖甲放置，像在虛線　 　（選填“左邊”或“位置”或“右邊”）；
（2）圖甲的原理在生活中有應用，請舉一個例子 　；
（3）若用半片透鏡做實驗，所成像與之前相比　 　（任寫一個方面）。
19．（2018?余姚市校級模擬）小科在“探究近視眼的眼球缺陷”的探究活動中，他用凸透鏡代表眼的晶狀體，光屏代表視網膜，燭焰代表遠處的物體。
（1）如圖所示，將一副近視眼鏡放在燭焰與凸透鏡之間，在光屏上得到了一個倒立、縮小的清晰實像，記下此時光屏到凸透鏡的距離S1。
（2）拿開眼鏡，光屏上的像變得模糊。前后移動光屏，使光屏上的像重新變得清晰，記下此時光屏到凸透鏡的距離S2，則S2　 　S1（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）結果分析：近視眼只能把遠處的物體的像成在視網膜的前方，從眼球結構上分析，其原因是：　 　。戴上近視眼鏡，利用它對光的發散作用，使所成的像相對晶狀體向　 　（填“前”或“后”）移。
20．（2018?諸暨市模擬）小明為了“探究光的反射規律”，進行了如圖實驗；
（1）小明按圖甲所示的裝置進行實驗，紙版上顯示出了入射光EO和反射光OF的路徑，小華想把光的路徑保留在紙板上以便研究，請你為他設計一個保留的方法：　 　
（2）當在圖甲上出現反射光OF后，小明以ON為軸旋轉該紙板，如圖乙，觀察紙板上能否出現反射光，他的設計意圖是為了探究　 　
（3）老師進行了如下演示，先用加濕器使整個教室充滿霧氣，將平面鏡放在一能轉動的水平圓臺上，在柱M上固定一紅色激光筆，使其發出的光垂直射向平面鏡上
柱M的O點，然后打開固定在柱N上的綠色激光筆，使綠色激光射向0點，出現了如圖丙所示的情景，老師水平方向緩慢轉動圓臺，當我們從某個角度觀察到　 　判斷反射光線，入射光線和法線在同一平面內。
[email protected]；學號：24494304
第六講 光學

一、光的反射和折射現象
?知道光在同一種物質中沿直線傳播；
?舉例說明光的反射現象； ?描述光的反射定律；
?知道鏡面反射和漫反射； ?知道平面鏡成像的特點；
?舉例說出光的折射現象； ?知道光的折射規律；
?使用光的反射定律和折射規律解釋簡單的現象。
二、人眼球的作用
?知道人眼球對光的作用相當于凸透鏡；
?應用凸透鏡成像規律(u＞2f)解釋人眼球的成像特點；
?描述近視眼、遠視眼的成因；?樹立保護眼睛和用眼衛生的意識。
三、我國古代的光學成就
知道我國古代在光學方面取得的成就。

一、光的反射和折射
1.正在發光的物體叫 光源 ，光源可分為 自然光源 和 人造光源 。
2.光在均勻介質中沿 直線 傳播；光在真空中的傳播速度是，而在空氣中傳播速度接近于在真空中的傳播速度，也認為是，光在水中的傳播速度約為，在玻璃中的傳播速度約為。
3.如圖，物體發出的光通過小孔投射到后面的屏上，形成 左右 相反、 上下 倒置的 實 像。這就是小孔成像。
小孔成像的規律是：當像距大于物距時，所成的像是 放大 的（放大、縮小）；當像距小于物距時，所成的像是 縮小 的（放大、縮小）。
4.光的反射：如圖，光在傳播的過程中，遇到兩種介質交界面（或物體表面）時，有一部分光返回原來的介質中的現象叫做 光的反射 。
光的反射定律：在光的反射現象中，（1）入射光線、 反射光線 、法線同在同一個平面內（共面）；（2）反射光線、入射光線分別位于法線的 兩側 （分居）；（3）反射角等于 入射角 （等角）。
光反射時,若光逆著原來反射光線的方向照射到反射面上,則反射光線逆著原來的入射光線照射出去。這說明，光路是 可逆的 。
5.鏡面反射和漫反射：反射面是光滑平面，光線平行反射的叫 鏡面反射 ；如鏡子、平靜的水面等；鏡面反射遵循光的反射定律，如下圖a所示。

a鏡面反射 b漫反射
照射在粗糙表面上的光向各個方向反射的現象叫 漫反射 。當一束平行的入射光線射到粗糙的表面時，表面會把光線向著四面八方反射，所以入射線雖然互相平行，由于各點的法線方向不同，造成反射光線向不同的方向無規則地反射，這種反射稱之為“漫反射”。很多物體，如植物、墻壁、衣服等，其表面粗看起來似乎是平滑，但用放大鏡仔細觀察，就會看到其表面是凹凸不平的，所以本來是平行的太陽光被這些表面反射后，彌漫地射向不同方向。如上圖b所示。
鏡面反射和漫反射都遵循光的 反射定律 ；當平行光照射時,鏡面反射的反射光仍然是 平行 ,而漫反射的反射光線是 發散的 ,向各個方向都有。
6.平面鏡成像：平面鏡成像利用的是 光的反射 。
成像規律是：（1）像與物大小 相等 ；（2）像到鏡的距離與物到鏡的距離 相等 ；（3）像與物的對應點的連線與鏡面 垂直 ；（4）像與物左右位置 顛倒 ；（5）平面鏡所成的像是 虛像 （實像、虛像）。具體總結就是十個字：等大、等距、垂直、反向、虛像。如圖所示。
虛像是指射入眼睛的光線，其反向延長線的集合點形成的像，如上圖所示；虛像能用眼睛直接觀看，但不能用光屏 接收 ；實像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接觀看。
7.光的折射：當光從一種介質斜射入另一種介質時，光在另一種介質中傳播方向發生改變的現象叫 光的折射 。
（1）光的折射發生在兩種介質的交界面上，但光線在每種介質內是直線傳播的。光從一種介質垂直射入另一種介質時，其傳播方向 不改變 （改變、不改變）。如圖所示，是光從空氣射入水中的折射現象示意圖。
由上圖，入射光線射入另一種介質時的交點（O），叫 入射點 ；入射光線AO與法線NN′夾角（α）叫入射角；折射光線OC與法線NN′的夾角（γ）叫折射角。
（2）光的折射定律：1）在折射現象中，折射光線、入射光線、法線在同一平面內（共面）；2）折射光線和入射光線分居在法線的兩側（分居）；3)當光從空氣斜射入水等其他透明物質（玻璃、水晶等）時，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；當光從水或其它透明物質斜射入空氣時，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空氣中的角大）。
在生活中，我們常見的折射現象很多，如：看清澈的池水，池水水底變淺；在岸上看到的魚接近于水面；透過玻璃磚看物體發生了錯位；水杯中的筷子好像彎折了；“海市蜃樓”現象等等都是光的折射現象。
8.光的色散：太陽光通過三棱鏡后,被分解成各種單一顏色的光,這種現象叫光的色散。
不同顏色的光通過三棱鏡時偏折程度不同，紅光偏折最小，紫光偏折最大，偏折由小到大依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，如圖所示。
生活中的色散現象：如雨后的彩虹、潑向空中的水變得五顏六色、在陽光下肥皂泡變成彩色等等都是光的色散實例，其原因是太陽光被空氣中的水滴色散形成的。
9.復色光：太陽光由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色組成，它是復色光。
把紅、綠、藍三種色光按不同比例混合可產生各種顏色的光，這個現象叫做色光的混合（彩色電視機的彩色畫面的形成）。紅、綠、藍也叫光的三原色。
二、人眼球的作用
1.透鏡：是用透明物質制成的表面為球面一部分的光學元件，透鏡是根據光的折射現象制成的。
（1）透鏡與面鏡區別：面鏡利用光的反射現象成像，透鏡利用光的折射現象成像；透鏡成像遵循光的折射定律，面鏡成像遵循光的反射定律。21教育網
（2）透鏡分類：透鏡分為 凸透鏡 和 凹透鏡 。1）凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡（遠視鏡鏡片，照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等）；2）凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡（近視鏡等）。
（3）透鏡光路基本概念：圖（1）是透鏡光路示意圖。
1）過透鏡兩個球面球心的直線叫主光軸（主軸），用“CC/”表示,透鏡的幾何中心叫光心，用“O”表示。
a.凸透鏡光路
b.凹透鏡光路
圖(1) 透鏡光路示意圖
2）平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚于主光軸上一點，這點叫凸透鏡焦點，用“F”表示，如圖（2）a所示；平行于凹透鏡主光軸的光線經凹透鏡折射后發散，其反向延長線會交于一點，這是凹透鏡的焦點（虛焦點），如圖（2）b所示。
a.凸透鏡光路概念
b.凹透鏡光路概念
圖（2）透鏡光路概念
3）焦點到光心的距離焦距，焦距用“f”表示，圖（1）中就是“OF”之間的距離。凸透鏡和凹透鏡都各有兩個焦點，凸透鏡的焦點是實焦點，凹透鏡的焦點是虛焦點。
4）物體到光心的距離叫物距，用“u”表示。
5）像到光心的距離叫像距，用“v”表示。
（4）透鏡的三條特殊光線：
1）過光心的光線，經透鏡折射后傳播方向不改變，如圖（3）所示。
圖（3）過光心的光線
2）平行于主光軸的光線，經凸透鏡折射后經過另一側焦點；經凹透鏡折射后向外發散，但其反向延長線過同側焦點，如圖（4）所示。21*cnjy*com
圖（4）平行于主軸的光線
3）經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸；射向異側焦點的光線經凹透鏡折射后平行于主光軸，如圖（5）所示。【出處：21教育名師】
圖（5）過焦點的光線
（4）透鏡的作用：凸透鏡有會聚光線作用，所以凸透鏡也叫會聚透鏡；凹透鏡有發散光線作用，所以凹透鏡也叫發散透鏡。
2.透鏡成像規律
（1）凸透鏡成像規律：如圖（6）是常見凸透鏡成像規律光路圖。
表（1）凸透鏡成像規律表
成像條件物距（u）
成像的性質
像距（v）
應用
u﹥2f
倒立、縮小的實像
f﹤v﹤2f
照相機（圖（6）a）
u=2f
倒立、等大的實像
v=2f
圖（6）d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的實像
v﹥2f
投影儀（圖（6）b）
u=f
不成像
射出的是平行光線
0﹤u﹤f
正立、放大的虛像
v﹥f
放大鏡（圖（6）c）
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
圖（6）凸透鏡成像光路圖
凸透鏡成像規律需要牢記，同學們可以自己總結其規律。也可以背下下面口訣：“物大焦，倒立實，物越大，像越小；物小焦，正立虛；物為焦，不成像”。這里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。
注意：（1）實像是由實際光線會聚而成，在光屏上可呈現，可用眼睛直接看，所有光線必過像點；（2）虛像不能在光屏上呈現，但能用眼睛看，由光線的反向延長線會聚而成。
（2）凹透鏡成像規律：凹透鏡始終成縮小、正立的虛像，如圖（7）所示。
圖(7)凹透鏡成像光路圖
（3）凸透鏡與凹透鏡比較：表（2）對凸透鏡、凹透鏡做出了比較，凹透鏡、凸透鏡的辨別、特點、典型光路和應用作出了系統性總結。【版權所有：21教育】
注意：大家還要記住：虛像，物、像同側；實像，物、像異側。
表（2）凸透鏡、凹透鏡比較表
3.透鏡應用：眼睛：眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷）。
（1）眼睛的成像原理:從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上形成倒立，縮小的實像，分布在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了（眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷））。21*cnjy*com
（2）近視眼看不清遠處的物體，遠處的物體所成像在視網膜前，晶狀體曲度過大，需戴凹透鏡調節，所以近視鏡是凹透鏡。
（3）遠視眼看不清近處的物體，近處的物體所成像在視網膜后面，晶狀體曲度過小，需戴凸透鏡調節，所以遠視鏡（花鏡）是凸透鏡。
三、我國古代的光學成就 ?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.春秋戰國時期，墨家學派所著《墨經》首先揭示了光的直線傳播和小孔成像現象。
2.墨家學派在其所著《墨經》中首先研究了光的反射。
3.墨家學派在所著《墨經》中記錄了凹面鏡成像的兩種情況。
4.北宋科學家沈括，也做過凹面鏡實驗。并對光學的建立做出了杰出的貢獻。

考點一：光的反射和折射
1.光在均勻介質中是沿直線傳播的。小孔成像、影子等都是光的直線傳播的現象。
2.光在傳播的過程中，遇到兩種介質交界面（或物體表面）時，有一部分光返回原來的介質中的現象叫做光的反射。光的反射遵循光的反射定律：在光的反射現象中，（1）入射光線、 反射光線 、法線同在同一個平面內（共面）；（2）反射光線、入射光線分別位于法線的 兩側 （分居）；（3）反射角等于 入射角 （等角）。
3.平面鏡成像利用的是利用光的反射現象。平面鏡成像規律是：（1）像與物大小相等；（2）像到鏡的距離與物到鏡的距離相等；（3）像與物的對應點的連線與鏡面垂直；（4）像與物左右位置顛倒；（5）平面鏡所成的像是虛像（實像、虛像）。具體總結就是十個字：等大、等距、垂直、反向、虛像。
4.當光從一種介質斜射入另一種介質時，光在另一種介質中傳播方向發生改變的現象叫 光的折射。光的折射定律：1）在折射現象中，折射光線、入射光線、法線在同一平面內（共面）；2）折射光線和入射光線分居在法線的兩側（分居）；3)當光從空氣斜射入水等其他透明物質（玻璃、水晶等）時，折射角小于（大于、小于或等于）入射角；當光從水或其它透明物質斜射入空氣時，折射角大于（大于、小于或等于）入射角（不等角，在空氣中的角大）。
【典例】（2018春?秀洲區校級月考）在我國悠久的歷史文明發展中，古人對自然現象進行了細致的觀察和研究，留下許多珍貴的史料記載。下列有關記載和相應科學本質的解釋，錯誤的是（　　）
A．“去年今日此門中，人面桃花相映紅”﹣﹣人面紅的原因是不透明物體的顏色是由反射的色光決定的
B．“常時掐去苗尖，勿要苗長高”﹣﹣摘除頂芽會使植物枝葉更茂盛，是因為頂芽的生長能抑制側芽的生長
C．“路人借問遙招手，怕得魚驚不應人”﹣﹣空氣（氣體）和水（液體）都能傳聲
D．“坐井觀天，所見甚少”﹣﹣光在傳播過程中發生了折射現象
【分析】（1）不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的；
（2）頂端優勢產生的原因是：頂芽產生生長素向側芽運輸，導致側芽生長素濃度過高，生長受到抑制，因此頂芽優先生長；
（3）聲音可以在固體、液體、氣體中傳播；
（4）光在同種均勻介質中沿直線傳播。
【解答】解：
A、不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，只能反射與它顏色相同的光，故A正確；
B、頂芽產生生長素向側芽運輸，導致側芽生長素濃度過高，生長受到抑制，因此頂芽優先生長，故B正確；
C、“路人借問遙招手，怕得魚驚不應人”說明聲音可以在氣體和液體中傳播，故C正確；
D、“坐井觀天，所見甚少”說的是青蛙之坐在井里，只能看到很小的一片天，是因為光是沿直線傳播的緣故，故D錯誤。
故選：D。
考點二：人眼球的作用
1.透鏡是用透明物質制成的表面為球面一部分的光學元件，透鏡是根據光的折射現象制成的。透鏡與面鏡區別：面鏡利用光的反射現象成像，透鏡利用光的折射現象成像；透鏡成像遵循光的折射定律，面鏡成像遵循光的反射定律。透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。
2..凸透鏡成像規律：凸透鏡成像規律如下表。
凸透鏡成像規律表
成像條件物距（u）
成像的性質
像距（v）
應用
u﹥2f
倒立、縮小的實像
f﹤v﹤2f
照相機
u=2f
倒立、等大的實像
v=2f
f﹤u﹤2f
倒立、放大的實像
v﹥2f
投影儀
u=f
不成像
射出的是平行光線
0﹤u﹤f
正立、放大的虛像
v﹥f
放大鏡
3.凸透鏡成像規律需要牢記，同學們可以自己總結其規律。也可以背下下面口訣：“物大焦，倒立實，物越大，像越小；物小焦，正立虛；物為焦，不成像”。這里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。
注意：（1）實像是由實際光線會聚而成，在光屏上可呈現，可用眼睛直接看，所有光線必過像點；（2）虛像不能在光屏上呈現，但能用眼睛看，由光線的反向延長線會聚而成。
4.眼睛：眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷）。
（1）眼睛的成像原理:從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上形成倒立，縮小的實像，分布在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了（眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷））。
（2）近視眼看不清遠處的物體，遠處的物體所成像在視網膜前，晶狀體曲度過大，需戴凹透鏡調節，所以近視鏡是凹透鏡。
（3）遠視眼看不清近處的物體，近處的物體所成像在視網膜后面，晶狀體曲度過小，需戴凸透鏡調節，所以遠視鏡（花鏡）是凸透鏡。
【典例】（2018春?嘉興期中）如圖為近視眼的成像特點及矯正示意圖，據圖分析有關近視眼的描述，錯誤的是（　　）
A．近視眼的晶狀體曲度過大 B．近視眼的眼球前后徑過長
C．物像落在視網膜的前方 D．可以佩戴適度的凸透鏡加以矯正
【分析】近視眼能看清近處的物體，不能看清遠處的物體，近視眼的晶狀體太厚，使像成在視網膜的前方。要戴一個凹透鏡來矯正，凹透鏡對光線有發散作用。戴上凹透鏡能使像成在視網膜上。
【解答】解：A、近視眼是晶狀體曲度變大，會聚能力增強，即折光能力增強；故A正確；
B、近視眼的眼球前后徑過長，因此不能看清遠處的物體，故B正確；
C、近視眼形成的物像就會落在視網膜的前方，故C正確；
D、像呈在視網膜的前方，應佩戴發散透鏡，使光線推遲會聚，即近視需要佩戴凹透鏡進行矯正，故D錯誤。
故選：D。
考點三：我國古代的光學成就
春秋戰國時期，墨家學派所著《墨經》首先揭示了光的直線傳播、面鏡成像和小孔成像現象。
【典例】（2018春?婺城區校級期中）下列是我們日常生活中常見的光現象，對它們的解釋正確的是（　　）
A．小孔成像成的是倒立的虛像
B．雨后彩虹是光的反射現象
C．當物體表面發生漫反射時，光線射向四面八方，不遵守光的反射定律
D．紅光照在穿白色上衣、藍色裙子的演員身上，觀眾看到她的上衣呈紅色，裙子呈黑色 是因為白色上衣能反射紅光，而藍色裙子吸收了紅光
【分析】①光在同種、均勻、透明介質中沿直線傳播，產生的現象有小孔成像、激光準直、影子的形成、日食和月食等；
②光線在同種不均勻介質中傳播或者從一種介質進入另一種介質時，就會出現光的折射現象，例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓等都是光的折射形成的；
③光的反射分為：鏡面反射與漫反射兩種，它們都遵守光的反射定律；
④不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，白色物體反射所有色光。
【解答】解：A、小孔成的是倒立的實像，不是虛像，是光在同種介質中沿直線傳播形成的。故A錯誤；
B、彩虹是光的色散現象，是由于光的折射而形成的。故B錯誤；
C、當物體表面發生漫反射時，光線射向四面八方，同樣遵守光的反射定律。故C錯誤；
D、因為不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，白色上衣反射所有色光，所以紅光照在穿白色上衣，觀眾看到她的上衣呈紅色，藍色裙子只反射藍光，所以紅光照在藍色裙子上，裙子呈黑色。故D正確。
故選：D。

易錯點1：各種光現象的辨別
例一：（2018春?臺州期中）下列關于光現象的描述中，錯誤的是（　　）
A．“潭清疑水淺”是由于光的折射產生的一種現象
B．三月桃花盛開，游人能觀賞到桃花，是光在桃花表面發生漫反射
C．雨過天晴后，天空中出現彩虹是光的色散現象
D．湖面波光粼粼是光的直線傳播形成的
【分析】（1）當光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向的會偏折，發生折射現象，如：看水里的魚比實際位置淺、彩虹等；
（2）表面光滑的反射是鏡面反射，它可以把平行光沿特定的方向反射出去，如果人眼接收到反射光感覺很強；
表面粗糙的反射是漫反射，它可以把平行光向各個方向反射出去，人在各個角度都能接收到反射光線，而且接收的反射光不太強；
（3）光的折射現象。由物體發出的光透過不同介質時，會發生折射，使光路發生改變，因此我們看到的是物體的虛像；
【糾錯】解：A、“潭清疑水淺”是由于光的折射產生的一種現象，故A正確；
B、三月桃花盛開，游人能觀賞到美麗的桃花，是光在桃花表面發生漫反射的結果，故B正確；
C、雨過天晴時，常在天空出現彩虹，這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的，白光經水珠折射以后，分成各種彩色光，這種現象叫做光的色散現象。故C正確；
D、湖面波光粼粼是光的反射形成的現象，故D錯誤。
故選：D。
【易錯點】光的直線傳播是光在同一均勻介質中的傳播，光的反射是光照射到物體表面又返回的現象，光的折射是由于光從一種介質斜射入另一種介質或在不均勻介質中傳播時，傳播方向發生變化的現象。它們之間有本質的區別，要注意區分。
易錯點2：透鏡的三條光線
例二：（2015春?江北區校級期中）下列光路圖正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】先確定所給的入射光線的特點，再根據凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線來判斷；凹透鏡對光線起發散作用。
【糾錯】解：
A、通過焦點的光線經凸透鏡折射后應平行于主光軸，故A錯誤；
B、平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點，故B正確；
C、過焦點的光線對于凹透鏡來說不屬于特殊光線，該光線經凹透鏡折射后應更遠離主光軸，故C錯誤；
D、過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向應不改變，故D錯誤。
故選：B。
【易錯點】凸透鏡三條特殊光線：①通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行于主光軸。②平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點。③過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變。
凹透鏡三條特殊光線：①延長線過另一側焦點的光線經凹透鏡折射后將平行于主光軸。②平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點。③過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變。
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易錯點3：凸透鏡成像規律
例三：（2018春?慈溪市期末）小明利用光具座研究凸透鏡成像規律。在某次實驗時，當他找到清晰的像時，蠟燭、透鏡、光屏的位置如圖所示，根據圖示可得出該透鏡的焦距是（　　）
A．f＜15cm B．15cm＜f＜20cm
C．20cm＜f＜30cm D．f＞30cm
【分析】物距是指蠟燭到凸透鏡的距離，像距是像到凸透鏡的距離，因為物距大于像距，所成的像是倒立縮小的實像，則u＞2f，2f＞v＞f，據此解不等式即可；
【糾錯】解：由圖可知，物距u＝50cm﹣10cm＝40cm，像距v＝80cm﹣50cm＝30cm，
因為物距大于像距，所成的像是倒立縮小的實像，則u＞2f，像距范圍2f＞v＞f，
解得20cm＞f＞15cm。
故選：B。
【易錯點】此題主要考查了凸透鏡成像的規律。
易錯點4：視力矯正
例四：（2017春?寧波月考）預防近視，珍愛眼睛，注意用眼衛生，要從青少年做起。下圖中，能表示近視眼成像原理及矯正方法的分別是（　　）
A．乙；丁 B．甲；丁 C．乙；丙 D．甲；丙
【分析】（1）近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強，使遠處物體射來的光線會聚在視網膜的前方，由此可以確定哪一個圖表示了近視眼的成像情況。近視眼佩戴凹透鏡進行矯正。
（2）遠視眼的晶狀體較薄，會聚能力較弱，看近處的物體時，將像成在視網膜的后面，遠視眼佩戴凸透鏡進行矯正。
【糾錯】解：
近視眼是因為晶狀體焦距太短，像落在視網膜的前方，而甲圖的入射光線會聚在視網膜的前方，所以甲圖表示了近視眼的成像情況；
為了使光線會聚在原來的會聚點后面的視網膜上，就需要在光線進入人的眼睛以前發散一下，因此應佩戴對光線具有發散作用的凹透鏡來矯正，結合圖示可知，丙圖能正確表示近視眼的矯正情況；
所以，能表示近視眼成像原理及矯正方法的分別是甲和丙。
故選：D。
【易錯點】明確近視眼與遠視眼的成因是解決此題的關鍵。

一．選擇題（共4小題）
1．（2018?溫州）如圖為玩具鳥在平面鏡中的成像示意圖。下列能改變像位置的是（　　）
A．豎直上移玩具鳥 B．豎直下移平面鏡
C．人向平面鏡靠近 D．像與鏡間放一木板
【解答】解：A、豎直上移玩具鳥，成像位置相對原成像位置發生變化，故A正確；
B、豎直下移平面鏡，玩具鳥成像位置相對原成像位置不發生變化，故B錯誤；
C、人向平面鏡靠近，玩具鳥成像位置相對原成像位置不發生變化，故C錯誤。
D、像與鏡間放一木板，成像位置相對原成像位置不發生變化，故D錯誤。
故選：A。
2．（2018?臺州）如圖是驗證“平面鏡成像特點”的實驗裝置，其中A為玻璃板前點燃的蠟燭，B為玻璃板后未點燃的蠟燭。有關本實驗的說法錯誤的是（　　）
A．玻璃板應該與桌面垂直 B．實驗宜在較暗的環境中進行
C．眼睛應從B一側觀察成像情況 D．蠟燭燃燒較長時間后像物不再重合
【解答】解：A、實驗時玻璃板如果不豎直，不論怎樣移動后面的蠟燭都不可能與前面蠟燭的像完全重合，就無法驗證像的位置和大小，所以玻璃板應與水平桌面垂直放置。故A正確；
B、在比較明亮的環境中，很多物體都在射出光線，干擾人的視線，在較黑暗的環境中，蠟燭是最亮的，蠟燭射向平面鏡的光線最多，反射光線最多，進入人眼的光線最多，感覺蠟燭的像最亮。所以在比較黑暗的環境中進行實驗，故B正確；
C、尋找蠟燭A的像的位置時，眼睛應在蠟燭A一側觀察，在蠟燭B的一側不能看到蠟燭A的像；故C錯誤；
D、平面鏡所成的像，物像等大，蠟燭燃燒較長時間后像物不再重合，故D正確。
故選：C。
3．（2018?嘉興）下列是觀察對岸的樹木在水中倒影的光路圖，正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：
樹木在水中倒影，是因為來自岸上樹木的光線斜射到水面上發生反射，反射光線進入眼睛，所以才能觀察到對岸的樹木在水中的倒影，故B正確，
ACD、圖中光線來自水中，且光是直線傳播或發生光的折射，故ACD錯誤。
故選：B。
4．（2018?湖州）小華在研究凸透鏡成像規律時，將平行光正對凸透鏡照射，另一側的光屏移動到距凸透鏡10厘米處時，得到一個最小最亮的光斑。接著把光源換成蠟燭，調整好相關器材的高度，將凸透鏡固定在光具座中央50厘米刻度線處，移動蠟燭到光具座的左端并點燃，再移動光屏至如圖所示位置時，在光屏中央得到一個清晰的像。保持凸透鏡位置不變，通過移動蠟燭及光屏的位置，下列成像情況符合實際的是（　　）
A．若蠟燭放置在10厘米刻度線處，移動光屏，在光屏上都不能呈清晰的像
B．若蠟燭放置在30厘米刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈清晰縮小的像
C．若蠟燭放置在35厘米刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
D．若蠟燭放置在45厘米刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
【解答】解：A、若蠟燭放置在10厘米刻度線處，物距u＝50cm﹣10cm＝40cm，滿足u＞2f，由凸透鏡成像規律可知，成倒立、縮小的實像。移動光屏，在光屏上能呈清晰的像，故A錯誤；
B、若蠟燭放置在30厘米刻度線處，物距u＝50cm﹣30cm＝20cm，滿足u＝2f。由凸透鏡成像規律可知，成倒立、等大的實像，故B錯誤；
C、若蠟燭放置在35厘米刻度線處，物距u＝50cm﹣35cm，滿足2f＞u＞f，由凸透鏡成像規律可知，成倒立、放大的實像，移動光屏，可在光屏上呈清晰放大的像，故C正確；
D、若蠟燭放置在35厘米刻度線處，物距u＝50cm﹣45cm＝5cm，滿足u＜f，由凸透鏡成像規律可知，成正立、放大的虛像，虛像不能成在光屏上，故D錯誤。
故選：C。
二．填空題（共1小題）
5．（2018?湖州）“西塞山前白鷺飛，桃花流水鱖魚肥。”是唐代張志和描寫湖州境內西苕溪美景的詞句。如圖所示的是一只白鷺平行于水面飛行的畫面。若以白鷺為參照物，它在水中的倒影是　靜止　（選填“運動”或“靜止”）的，白鷺的倒影是由于　光的反射　而形成的。
【解答】解：一個白鷺正平行于水面飛行，白鷺所成的像相對于水面是對稱的，若以白鷺為參照物，像與白鷺間沒有位置的變化，故是靜止的；
看到白鷺的倒影屬于平面鏡成像，是由于反射形成的虛像。
故答案為：靜止；光的反射。
三．實驗探究題（共3小題）
6．（2018?寧波）為了研究眼的成像原理，小科自主研制了如圖所示的實驗裝置。用水透鏡模擬眼的晶狀體，通過注水或抽水可改變水透鏡凸度大小。光屏和水透鏡固定在光具座如圖所示的位置。點燃蠟燭后，調節水透鏡凸度，直至光屏上成一個清晰倒立、　縮小　（填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。若將點燃的蠟燭向左移動一小段距離，要使光屏上重新得到清晰的像，應對水透鏡　抽水　（填“注水”或“抽水”）。
【解答】解：（1）由圖可知，物距大于像距，并且能在光屏上成實像，所以物距一定是在二倍焦距之外，所以成的是倒立、縮小的實像；
（2）向左移動蠟燭，即此時的物距變大，像距應該變小，即光屏應該向左移動，才能使得像清晰，但若保持光屏和透鏡不變，仍使得像成在光屏上，即需要讓凸透鏡的會聚能力減弱，即需要讓凸透鏡變薄，故應該向外抽水。
故答案為：縮小； 抽水。
7．（2018?紹興）通過玻璃門（如圖甲）可簡單地驗證平面鏡成像的某些規律。
（1）先在房間A的地磚拼接處放一標記物，然后到房間B，若實驗者及標記物的位置如圖乙所示，為了讓實驗者所成的像落在標記物上，他應向　③　（填序號）方向移動。
（2）為了讓成像更清晰，房間B的亮度要比房間A　亮　。
（3）對本實驗的相關評價，合理的有　BC　。
A．證明了平面鏡所成的像是等大的虛像
B．利用地磚方便地確定像和物體的位置關系
C．巧妙利用生活中的物體進行實驗，感受到科學就在我們身邊
【解答】解：
（1）根據平面鏡成像特點知，像與物關于鏡面對稱，所以為了讓實驗者所成的像落在標記物上，他應向③方向移動。
（2）標記物在A房間，為了讓實驗者所成的像落在標記物上，故為了使像更加清晰，房間B的亮度要比房間A亮一些，
（3）對本實驗，利用地磚方便地確定像和物體的位置關系，巧妙利用生活中的物體進行實驗，感受到科學就在我們身邊，沒有用光屏驗證像的虛實，所以不能證明了平面鏡所成的像是等大的虛像。
故答案為：（1）③；（2）亮；（3）BC。
8．（2018?杭州）為探究光的反射規律，小金進行如圖所示的實驗。
（1）當入射角為40°時，反射角為　40°　。
（2）小金將紙板F繞垂直于鏡面ON向后轉動，在紙板F上還能看到反射光嗎？　不能　。
請分析原因：　反射光線、入射光線、法線在同一平面內　。
（3）若使入射光線與平面鏡的夾角為30°，那么反射光線與入射光線的夾角為：　120°　。
【解答】解：（1）如圖：反射角等于入射角，都為40°。
（2）由光的反射定律可知：反射光線與入射光線在同一平面內，則她將紙板B向后折不能接收到反射光線；
（3）一條光線與平面鏡的夾角為30°，那么入射光線與法線間的夾角，即入射角為90°﹣30°＝60°；
由光的反射定律知；反射角等于入射角為60°，反射光線與入射光線的夾角為60°+60°＝120°。
故答案為：（1）40°；（2）不能；反射光線、入射光線、法線在同一平面內；（3）120°。

一．選擇題（共10小題）
1．（2018?杭州二模）最近“碰瓷”事件屢有發生，所以很多車主都在車上安裝了行車記錄儀，便于及時用攝像頭將行車過程中發生的事記錄下來，在夜間可以利用攝像頭周邊的多點紅外線不光，排除依舊清楚的畫面。關于行車記錄儀，下列說法正確的是（　　）
A．行車記錄儀的攝像頭中用的是凹透鏡
B．在拍攝錄像時，物體距透鏡一倍到兩倍焦距之間
C．人肉眼是可以觀察到紅外線的
D．當屏幕上看到物體圖象變小時，說明物體在遠離
【解答】解：A、行車記錄儀的攝像頭中用的是凸透鏡，故A錯誤；
B、攝像機的鏡頭與照相機的鏡頭類似，應用的凸透鏡成實像時u＞2f，成倒立縮小的實像，故B錯誤；
C、紅外線屬于不可見光，人肉眼是不可以觀察到紅外線的，故C錯誤；
D、凸透鏡成實像時，物遠像近像小，當屏幕上看到物體圖象變小時，說明物體在遠離，故D正確。
故選：D。
2．（2018?椒江區校級三模）若空間有一豎直放置的大凸透鏡，在主光軸位置上拉一根鋼絲，一個小雜技演員從很遠的地方沿著鋼絲向焦點處勻速走來。下列敘述中：①小演員每走一步，像也走一步；
②像的腳步始終比小孩大；
③像大時腳步大，像小時腳步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像總朝遠離小演員的方向運動，好像在逃離。
其中正確的是（　　）
A．只有①②正確 B．只有①②④正確
C．只有②④正確 D．只有①③④正確
【解答】解：因將物體從較遠處接近凸透鏡焦點的移動時，物距變小，所以像距變大，實像也變大。所以一個小雜技演員從很遠的地方沿著鋼絲向焦點處勻速走來，
①③像大時腳步大，像小時腳步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；故①正確，③正確；
②因為小孩在2倍焦距以外，所成的像是倒立縮小的，故像的腳步始終比小孩小，②錯誤；
④因為物距越小，像距越大，像總朝遠離小演員的方向運動，好像在逃離，④正確。
故選：D。
3．（2018?杭州模擬）如圖是研究光的反射定律的實驗裝置，為了研究反射光線與入光線及法線是否在同一平面內，實驗時應進行的操作是（　　）
A．繞ON前后轉動板E、F B．繞ON前后轉動板F
C．改變光線OB和ON的夾角 D．改變光線AO與ON的夾角
【解答】解：
A、如果沿ON前后同時轉動板E，F，則板E、F和ON仍在一個平面內，研究入射光線、法線是否在同一平面內，不能研究入射光線、法線和反射光線是否在同一平面內，故A不符合題意。
B、沿ON前后轉動板F，這樣板F與ON和E不在同一個平面內，這樣就可以研究入射光線、法線和反射光線是否在同一平面內，故B符合題意。
C、改變光線OB與ON的夾角，只是改變了反射角的大小，板E、F和ON仍在一個平面內，那么不能研究入射光線、法線和反射光線是否在同一平面內，故C不符合題意。
D、改變光線AO與ON的夾角，只是改變了入射角的大小，板E、F和ON仍在一個平面內，那么不能研究入射光線、法線和反射光線是否在同一平面內，故D不符合題意。
故選：B。
4．（2018?柯橋區校級模擬）用手拿著一支鉛筆，開始時手伸直，眼睛盯住鉛筆。然后慢慢彎曲手臂，讓鉛筆靠近眼睛，這時你會發現，在一定的位置，鉛筆開始由清晰變模糊。下列有關說法中正確的是（　　）
A．物距變小時，像就變大，因而變得模糊
B．物距變小時，到一定程度，成的像變成了虛像，因而變得模糊
C．物距變化時，當超出眼睛能調節的范圍時，像就不能落在視網膜上而變得模糊
D．物距變化時，焦距不變，像距就要發生變化，因而變得模糊
【解答】解：A、當觀察物變近時，物距變小，像距不變，像不變，故A錯誤；
B、物距變小時，到一定程度，成的像不會變成虛像，四因為像不能落在視網膜上而變得模糊，故B錯誤；
C、物距變化時，當超出眼睛能調節的范圍時，像就不能落在視網膜上而變得模糊，故C正確；
D、物距變化時，焦距改變，就要發生變化，像就不能落在視網膜上而變得模糊，故D錯誤；
故選：C。
5．（2018?濱江區模擬）玻璃板下面墊著一張報紙，玻璃板上滴一滴水，透過水滴看報紙上的字，看到的是字的（　　）
A．倒立、放大的虛像 B．正立、放大的實像
C．正立、放大的虛像 D．正立、縮小的虛像
【解答】解：
玻璃板上小水珠相當于一個凸透鏡，透過水滴看報紙上的字，報紙上的字處在水珠（凸透鏡）的焦點以內，成一個正立放大的虛像。
故選：C。
6．（2018?嘉興二模）如圖所示，小宇同學正在用“自拍神器”攝影留念。與用手直接拿自拍相比，利用自拍桿可以（　　）
A．增大物距，增大像的大小，從而減小取景范圍
B．減小物距，減小像的大小，從而減小取景范圍
C．增大物距，減小像的大小，從而增大取景范圍
D．減小物距，增大像的大小，從而增大取景范圍
【解答】解：根據凸透鏡成實像時，物距越大，像距越小，像越小，可知“自拍神器”與直接拿手機自拍相比，利用自拍桿可以增大物距，減小人像的大小，從而增大取景范圍，取得更好的拍攝效果。故C正確。
故選：C。
7．（2018?路橋區模擬）如圖是一款人臉識別取款機，它通過攝像機的鏡頭成像，然后分析人臉的信息。人站在ATM機前，看一眼攝像頭，再輸入手機號、取款金額、密碼，自動吐鈔，拿走現金。以下說法錯誤的是（　　）
A．該攝像機鏡頭相當于凸透鏡 B．這種鏡頭對光線有會聚作用
C．鏡頭所成的像是一個正立縮小的實像 D．若鏡頭焦距為10cm，為了能形成清晰的像，人臉到鏡頭的距離應大于20cm
【解答】解：攝像機的鏡頭是一個凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用，利用了當U＞2f時，凸透鏡成倒立、縮小的實像原理制成。凸透鏡的焦距是10cm，當人臉和攝像頭的距離大于二倍焦距，也就是大于20cm時，能成倒立、縮小的實像，故選項ABD正確，故C錯誤。
故選：C。
8．（2018?越城區模擬）清明節，平靜的鏡湖水面上有數只白鷺，它們或俯沖嬉戲，或悠閑漂浮。下列關于白鷺在水中倒影的說法正確的是（　　）
A．是與白鷺等大的實像 B．是由于光的反射形成
C．白鷺從空中俯沖向水面，水中的倒象變大 D．若湖水深3米，漂浮在水面的白鷺與水中倒影之間距離為6米
【解答】解：A、倒影屬平面鏡成像現象，所成的像是與物體等大的虛像，故A錯誤；
B、倒影屬平面鏡成像現象，其原理是光的反射，故B正確；
C、白鷺在水中倒影屬于平面鏡成像現象，所成的像是與物體等大的虛像，所以白鷺從空中俯沖向水面，水中的倒影不變，故C錯誤；
D、平面鏡所成的像與平面鏡的距離等于物體與平面鏡的距離，而與湖水深無關，故D錯誤。
故選：B。
9．（2018?余姚市校級模擬）如圖甲所示，蠟燭a在豎直放置的平面鏡MN中所成像為a′，現將該平面鏡豎直向下移動一段距離至圖乙所示位置，則蠟燭a在平面鏡中成像情況是（　　）
A．不能成像
B．能成像，像還在原來位置
C．能成像，像上移距離與平面鏡下移距離相同
D．能成像，像下移距離與平面鏡下移距離相同
【解答】解：在圖乙中作蠟燭a在平面鏡中的像點a′，根據平面鏡成像特點可知平面鏡所成的像和物體關于平面鏡對稱，物體到平面鏡的距離和像到平面鏡的距離相等，可知，仍成像，且像還在原來位置，如圖所示：
故選：B。
10．（2018?鎮海區校級二模）照相時，通過選擇不同的“光圈”可以控制鏡頭的進光面積；選擇不同的快門速度；可以控制鏡頭的進光時間。兩者結合的目的是使底片受到的光照量保持一定而得到好照片，表中列出了照相機光圈與快門的幾種正確組合。在“快門”一行中，“25”表示快門打開的時間是秒。在“光圈”一行中，“15”表示鏡頭透光部分的直徑等于鏡頭焦距的．那么快門“16”對應的“光圈”應該是（　　）
光圈
20
12
8.5
6
3
2
快門
9
16
25
50
100
400
900
A．18 B．17 C．15 D．14
【解答】解：（1）快門由9變為16時，曝光時間比＝＝；
（2）曝光時間變為原來的，則相應的光圈面積變為原來的，相應光圈的透光面積與原來透光面積之比即＝；
（3）由面積由S＝πr2得：＝＝，
解得：r＝15，即快門“16”對應的“光圈”為15。
故選：C。
二．填空題（共5小題）
11．（2018?秀洲區校級二模）隨著智能手機的普及，“手機控”無處不在，他們一有時間就低頭玩手機。手機給生活帶來便利的同時，也影響著人體健康。
（1）在黑暗的環境中看手機，屏幕的強光會使瞳孔縮小，該反射的神經結構叫　反射弧　。
（2）有關資料表明，長期用手機看文字或圖片，會使眼球晶狀體的曲度過大，或使眼球前后徑過長，造成近視。為使光線通過近視眼的折光系統后形成的物像落在視網膜上，應佩戴　凹　（填“凹”或“凸”）透鏡。
【解答】解：（1）在黑暗的環境中看手機，屏幕的強光會使瞳孔縮小，以避免過強的光線刺傷了眼睛，該反射的神經結構叫反射弧。
（2）有關資料表明，長期用手機看文字或圖片，會使眼球晶狀體的曲度過大，或使眼球前后徑過長，使遠處物體反射來的光線形成的物像，落在視網膜的前方，因此不能看清遠處的物體，從而形成近視，為使光線通過近視眼的折光系統后形成的物像落在視網膜上，應佩戴凹透鏡，使光線發散。
故答案為：（1）反射弧；（2）凹。
12．（2018?秀洲區二模）近來網淘有一種“智能變焦老花鏡”比較流行，實際這種老花鏡用的是漸進變焦式鏡片，靠下的當老花鏡，看近用；上面部分當近視鏡，看遠用。這副眼鏡上面部分要磨成　凹透　鏡，下面部分使用時對光起　會聚　作用。
【解答】解：此鏡的上面部分當近視鏡，看遠用，所以上面部分要磨成凹透鏡；下面部分當老花鏡，所以下面部分應是凸透鏡，使用時對光起會聚作用；
故答案為：凹透；會聚。
13．（2018?北侖區模擬）公交公司為了保證人們從公交汽車上下車時的安全，在無人售票車上安裝了“車載電視監控器”，如圖所示是該裝置的光學系統，圖中的攝像頭的工作原理相當于　凸透　鏡成像。汽車頭燈的位置安裝較低，當車燈發出的光照到路面上的障礙物時，因為光的　直線傳播原理　，障礙物形成的影子較長，司機容易發現。
【解答】解：（1）攝像頭的工作原理相當于凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用，在大于2倍焦距之外的物體發出或反射的光經透鏡折射后，物體經透鏡成倒立縮小的實像；
（2）車燈發出的光沿直線傳播，沿直線傳播的光被不透明的障礙物擋住，在障礙物后面光線照不到的暗區形成影子。
故答案為：凸透；直線傳播原理。
14．（2018?鎮海區校級二模）兩個平面鏡夾角為60°，OP為角平分線，某人站在P點，則平面鏡M內此人所成像的個數是　3　個；此人以速度v向O點運動，他在M中的像會以一定速度“靠近”他，則其中最快的靠近速度和最慢的靠近速度之比為　2：1　。
【解答】解：P在M、N中分別成像A、B，同時P在M中所成的像A會在N中再次成像A′，P在N中所成的像B會在M中再次成像B′，A′在M中所成的像C和B′在N中所成的像C′恰好重合，如下圖所示：
所以在平面鏡M內得到的像一共有3個；
P在M平面鏡中成三個像A、B'、C，P離像點A最近，離像點C最遠，相同時間內都到達O點，PA間速度減小的最慢，CP間速度減小的最快。
當P向O移動時，AP也在不斷減小，△AOP始終是等邊三角形，所以AP和PO減小的速度相同，速度為v。
如圖，P、O、C在同一條直線上，并且PO＝CO，當P向O以速度v移動時，C向O也以速度v移動，所以C向P移動的速度為2v。
所以最快靠近速度和最慢靠近速度之比為2：1。
故答案為：3； 2：1。
15．（2018?柯橋區校級二模）在探究平面鏡成像規律的實驗中，應選擇較　薄　（選填“厚”或“薄”）的玻璃板做實驗。如圖所示，點燃玻璃板前的蠟燭A，并移動玻璃板后的蠟燭B，使它與蠟燭A在玻璃板里的像完全重合，實驗時人應該在蠟燭　A　（選填“A”或“B”）側觀察。
【解答】解：玻璃板越薄，兩個反射面所在的像距離越近，這樣可以使確定的像的位置更加準確，厚玻璃板會形成兩個像，會影響對實驗結果的判斷；在豎立的玻璃板前點燃蠟燭A，拿未點燃的蠟燭B豎直在玻璃板后面移動，人眼一直在玻璃板的前側（A側）觀察，直至它與蠟燭A的像完全重合。
故答案為：薄；A。
三．實驗探究題（共5小題）
16．（2018?余杭區一模）小金用圖示裝置探究平面鏡成像特點。實驗探究的步驟如下：
A．在水平桌面上鋪一張白紙，將一塊玻璃板豎立在紙上，在紙上記下玻璃板的位置。
B．選取兩支大小相同的蠟燭，把一支蠟燭點燃放在玻璃板的前面，看到玻璃板后面有蠟燭的像時，在紙上記下蠟燭的位置A。
C．拿另一支沒有點燃的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到它與前面的蠟燭的像完全重合，在紙上記下該蠟燭的位置A′。
D．移動點燃的蠟燭到另一位置，重做上面的實驗，在紙上記錄物與像的位置B、B′；C、C′。
（1）剛開始，小金在做步驟C時，無論怎么移動蠟燭，都無法使它與前面的蠟燭的像完全重合。請分析產生這一現象的可能原因？　玻璃板與水平桌面不垂直　。經過改正后，小金重新實驗。
（2）步驟D的實驗目的是　進行多次實驗來使實驗結論具有普遍性，避免偶然性　；
（3）圖乙是物、像的位置實驗記錄，請你利用測量工具對乙圖的實驗記錄作出處理并得到相應規律　像和物到平面鏡的距離相等；像和物的連線與平面鏡垂直　。
【解答】解：（1）無論如何移動后面的蠟燭，都不能與像重合，說明玻璃板與水平桌面不垂直時，像也不和桌面垂直，所以不會重合；
（2）探究平面鏡成像時，要多次改變蠟燭A的位置，其目的是進行多次實驗來使實驗結論具有普遍性，避免偶然性；
（3）由圖乙所示實驗現象可知，像和物到平面鏡的距離相等；像和物的連線與平面鏡垂直。
故答案為：（1）玻璃板與水平桌面不垂直；（2）進行多次實驗來使實驗結論具有普遍性，避免偶然性；
（3）像和物到平面鏡的距離相等；像和物的連線與平面鏡垂直。
17．（2018?江干區一模）如圖所示為小紅同學探究平面鏡成像特點的實驗裝置圖，她將一塊玻璃板豎直架在水平桌面上白紙的上，并保持玻璃板與水平桌面垂直，再取兩根完全相同的蠟燭A與B分別豎直置于玻璃板兩側的白紙上，點燃玻璃板前的蠟燭S，移動玻璃板后的蠟燭B進行觀察和調整，使它與蠟燭A的像重合，多次改變蠟燭A到玻璃板的距離重復上訴實驗。
（1）分別測量玻璃板到物（蠟燭A）以及玻璃板到對應的像（蠟燭B）的距離u和v，總結歸納得到的結果是v　等于　u；（選填“大于”“等于”或“小于”）
（2）移走蠟燭B，并在其所在位置放一光屏，這時觀察者直接觀察光屏，看不到蠟燭A的像，由此可知平面鏡所成的像是　虛像　；
（3）小紅在家中照平面鏡時，發現她在鏡中的像“近大遠小”，于是她認為：物體在平面鏡中所成像的大小與物體到平面鏡的距離相關，請運用上述實驗分析說明“像的高度h與物體到平面鏡的距離u是否有關系”的問題。　多次改變 A 蠟燭的位置重復實驗，從不同角度觀察，若每次 B 蠟燭與 A 蠟燭的像完全重合，則說明像的高度 h 與物體到平面鏡的距離 u 無關；若 B 蠟燭與 A 蠟燭的像不能完全重合，則說明像的高度 h 與物體到平面鏡的距離u 有關。　
【解答】解：（1）進一步觀察A、B兩支蠟燭在直尺上的位置發現，像和物的連線與玻璃板互相垂直；由直尺分別讀出玻璃板到物（蠟燭A）以及玻璃板到像（蠟燭B）的距離u和v，得到的結果是：像和物到玻璃板的距離相等。
（2）移去后面的蠟燭B，并在所在位置上放一光屏。則光屏上不能接收到蠟燭燭焰的像。所以平面鏡所成的像是虛像；
（3）多次改變 A 蠟燭的位置重復實驗，從不同角度觀察，若每次 B 蠟燭與 A 蠟燭的像完全重合，則說明像的高度 h 與物體到平面鏡的距離 u 無關；若 B 蠟燭與 A 蠟燭的像不能完全重合，則說明像的高度 h 與物體到平面鏡的距離u 有關。
故答案為：（1）等于；（2）虛像；（3）多次改變 A 蠟燭的位置重復實驗，從不同角度觀察，若每次 B 蠟燭與 A 蠟燭的像完全重合，則說明像的高度 h 與物體到平面鏡的距離 u 無關；若 B 蠟燭與 A 蠟燭的像不能完全重合，則說明像的高度 h 與物體到平面鏡的距離u 有關。
18．（2018?上城區一模）小陳利用如圖甲所示的裝置研究凸透鏡成像的規律。移動蠟燭在不同位置成像，并記錄物距與像距的關系，如圖乙。
（1）蠟燭如圖甲放置，像在虛線　右邊　（選填“左邊”或“位置”或“右邊”）；
（2）圖甲的原理在生活中有應用，請舉一個例子　幻燈機　；
（3）若用半片透鏡做實驗，所成像與之前相比　大小相等　（任寫一個方面）。
【解答】解：（1）據凸透鏡成像規律可知，當u＝2f時，v＝2f時，成倒立、等大的實像。故據圖象能看出，u＝v＝20cm；所以f＝＝＝＝10cm；
由圖甲可知，f＜u＜2f，根據凸透鏡的成像規律，可得光屏上得到倒立、放大的實像，像距v＞2f，蠟燭如圖甲放置，像在虛線的右側；
（2）當f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像，應用：幻燈機。
（3）如果半片透鏡，整個燭焰發出的光雖有一部分沒有了，但總會有一部分光通過另一半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同；由于使用半片透鏡，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，故光屏上的像亮度會變暗，但大小相等。
故答案為：（1）右邊；（2）幻燈機；（3）大小相等。
19．（2018?余姚市校級模擬）小科在“探究近視眼的眼球缺陷”的探究活動中，他用凸透鏡代表眼的晶狀體，光屏代表視網膜，燭焰代表遠處的物體。
（1）如圖所示，將一副近視眼鏡放在燭焰與凸透鏡之間，在光屏上得到了一個倒立、縮小的清晰實像，記下此時光屏到凸透鏡的距離S1。
（2）拿開眼鏡，光屏上的像變得模糊。前后移動光屏，使光屏上的像重新變得清晰，記下此時光屏到凸透鏡的距離S2，則S2　＜　S1（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）結果分析：近視眼只能把遠處的物體的像成在視網膜的前方，從眼球結構上分析，其原因是：　人眼的晶狀體變凸　。戴上近視眼鏡，利用它對光的發散作用，使所成的像相對晶狀體向　后　（填“前”或“后”）移。
【解答】解：（2）近視眼佩戴凹透鏡，凹透鏡對光線有發散作用，拿走眼鏡后，就是近視眼的狀態：像成在了視網膜的前方，只能看清近處的物體。在探究實驗中，要想在光屏上的像重新變得清晰，應該將光屏向凸透鏡靠近，所以S2 ＜S1；
（3）近視眼是由于人眼的晶狀體變凸，會聚能力增強，像呈在視網膜的前方，故應佩戴發散透鏡，使所成的像相對晶狀體向后移。
故答案為：（2）＜；（3）人眼的晶狀體變凸；后。
20．（2018?諸暨市模擬）小明為了“探究光的反射規律”，進行了如圖實驗；
（1）小明按圖甲所示的裝置進行實驗，紙版上顯示出了入射光EO和反射光OF的路徑，小華想把光的路徑保留在紙板上以便研究，請你為他設計一個保留的方法：　用筆沿光的傳播路徑畫線　
（2）當在圖甲上出現反射光OF后，小明以ON為軸旋轉該紙板，如圖乙，觀察紙板上能否出現反射光，他的設計意圖是為了探究　反射光線和入射光線、法線是否共面　
（3）老師進行了如下演示，先用加濕器使整個教室充滿霧氣，將平面鏡放在一能轉動的水平圓臺上，在柱M上固定一紅色激光筆，使其發出的光垂直射向平面鏡上
柱M的O點，然后打開固定在柱N上的綠色激光筆，使綠色激光射向0點，出現了如圖丙所示的情景，老師水平方向緩慢轉動圓臺，當我們從某個角度觀察到　入射綠光、入射紅光和反射綠光看起來重合　判斷反射光線，入射光線和法線在同一平面內。
【解答】解：（1）小明可以用筆描出入射光線和反射光線的路徑；
（2）當在圖甲上出現反射光OF后，小明以ON為軸旋轉該紙板，如圖乙，觀察紙板上能否出現反射光，這樣做是為了探究入射光線、反射光線、法線是否在同一平面上；
（3）加濕器使整個教室充滿霧氣，這樣能顯示出光的傳播路徑；法線與平面鏡是垂直的，紅色激光筆發出的光垂直射向平面鏡上的O點，可以顯示法線的位置；沿水平方向緩慢轉動圓臺，當我們觀察到入射綠光、入射紅光和反射綠光看起來重合時，可以根據光的傳播路徑來判斷三線是否在同一平面內。
故答案為：（1）用筆沿光的傳播路徑畫線；（2）反射光線和入射光線、法線是否共面；（3）入射綠光、入射紅光和反射綠光看起來重合。
聲明：試題解析著作權屬菁優網所有，未經書面同意，不得復制發布
日期：2018/12/26 20:52:29；用戶：薛老師；郵箱：[email protected]；學號：24494304

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