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七年級下冊科學基礎預習及復習鞏固
第六講 光的反射和折射、透鏡和視覺
2-5光的反射和折射
1、光的反射：光從一種均勻的物質射到另一種物質的表面上時，光會改變傳播方向，又返回到原先的物質中。
2、光的反射定律
（1）光反射時，入射光線、反射光線、法線在同一平面內。
（2）反射光線和入射光線分別位于法線的兩側。
（3）反射角等于入射角。
●注意：①入射角是指入射光線與法線的夾角；反射角是指反射光線與法線的夾角。
②垂直射入時，入射光線、反射光線、法線三線重合，反射角和入射角都為0°。
③反射角等于入射角，不能說入射角等于反射角。
④光路具有可逆性。
3、鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
3821430254000697230254000鏡面反射 漫反射
4、平面鏡成像原理
平面鏡所成的像是物體發出（或反射）的光線射到鏡面上發生反射，由反射光線的反向延長線在鏡后相交而形成的。
如圖所示，點光源S在鏡S后的像S'并不是由實際光線會聚而成的，而是由反射光線的反向延長線相交而成的，所以S'叫S的虛像。如果把光屏放在S'處，是接收不到這個像的，虛像不能呈現在光屏上。
54559205333365005、平面鏡成像的特點
（1）大小相等：像與物體的大小相等。
（2）線面垂直：像與物的連線和鏡面垂直。
（3）距離相等：像和物離鏡面的距離相等。
（4）左右相反：像和物體以鏡面對稱。
（5）像為虛像：所成的像是虛像（光的反射現象），不能用光屏承接。
●注意：平面鏡中所成像的大小只和物體本身大小有關，和距離沒有關系。
6、凸面鏡：對光線有發散作用（如：汽車觀后鏡）。凹面鏡：對光線有會聚作用（如：太陽灶）。
3258820762000061150585725007、光的折射
4202430874204500（1）光從一種透明物質斜射入另一種透明物質時，光的傳播方向會發生改變。（注意：當光垂直入射到界面時，傳播方向不變）
（2）光的折射定律
①光折射時，入射光線、折射光線、法線在同一平面內。
②折射光線和入射光線分別位于法線的兩側。
③光從空氣斜射入水或其他透明物質時，折射角小于入射角。
463105516700500④當光從其他透明物質斜射入空氣時，折射角大于入射角。
●注意：①折射角是指折射光線與法線的夾角。
②垂直射入界面時，入射光線、折射光線、法線三線重合，
折射角和入射角都為0°。
③光發生折射時，光路也具有可逆性。
④在界面上發生折射的同時也發生了反射。
8、從河岸上看水中的物體覺得淺，從水中看河岸上的樹覺的高。
2-6透鏡和視覺
1、透鏡的類型
種類
定義
圖示
應用
凸透鏡
中間厚，邊緣薄，有會聚光線的作用。
（凹面鏡也有會聚光線的作用）
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放大鏡、老花鏡、照相機、投影儀、顯微鏡。
凹透鏡
中間薄，邊緣厚，有發散光線的作用。
（凸面鏡也有發散光線的作用）
-40640000
近視眼鏡
2、凸透鏡光路特點
（1）焦點：凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚于一點，這一點叫凸透鏡的焦點（F）。
（2）焦距：焦點到凸透鏡光心的距離叫焦距（?）。（凸透鏡有一對實焦點，而凹透鏡有一對虛焦點）
平行過焦點
過焦反平行
經心直傳去
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2730522542500
1587522542500
3、有關凸透鏡成像的幾個概念
（1）物距u：透鏡到物體的距離。
（2）像距v：透鏡到像的距離。
（3）正立或倒立：像和物體上下左右均致是正立的像；像和物體上下顛倒、左右互換為倒立的像。
（4）實像與虛像
項目
實像
虛像
成因
實際光線會聚而成。
實際光線的反向延長線相交而成。
表現
能被光屏承接。
不能被光屏承接。
實例
照相機成像、投影儀成像、小孔成像等。
平面鏡成像、放大鏡成像等。
4、凸透鏡的成像規律
物的位置
像的位置
像的性質
圖例
無限遠
像物異側，v=f
成一點
——
u>2f
像物異側，2f>v>f
倒立、縮小、實像
-65405000
u=2f
像物異側，v=2f
倒立等大、實像
-654055080000
2f>u>f
像物異側，v>2f
倒立放大、實像
-65405000
u=f
不成像
-65405000
u像物同側，v>u
正立、放大、虛像
-654057048500
3221355150495005102860132080005、眼球與折光系統：
（1）眼睛
人的眼睛由晶狀體、睫狀肌、角膜、玻璃體、視網膜等結構組成。眼睛相當于一架照相機，其中晶狀體和角膜相當于一個凸透鏡；視網膜相當于照相機的膠片。
（2）工作原理
眼睛的睫狀肌的作用是調節晶狀體的形狀。當睫狀肌放松時，晶狀體變薄，對光的折射能力變小，遠處物體射來的光會聚在視網膜上，眼睛可以看清遠處的物體；當睫狀肌收縮時，晶狀體變厚，對光的折射能力變大，近處物體射來的光會聚在視網膜上，眼睛就可以看清近處的物體。
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（3）眼的折光系統由角膜、房水、晶狀體、玻璃體組成。物體射出的光線經折光系統的折射，在視網膜上形成物像（倒立縮小的實像），經視神經傳入大腦，形成視覺。
6、虹膜的作用：調節瞳孔的大小，可以控制進入眼球內的光線的強弱。
43541958676640007、近視和遠視的原因及矯正
原因
矯正
近視
成像在視網膜前
佩戴凹透鏡
遠視
成像在視網膜后
佩戴凸透鏡
鞏固提升
1、有一光電控制液面高度的儀器，它是通過光束在液面上的反射光線反射到光電屏上的光斑位置來判斷液面高低的．如圖所示光路中，一光束與液面的夾角為40°，則當光電屏上的光斑由S1移到S2時，液面________?（選填“上升”或“下降”）．
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2、如圖所示，MN為凸透鏡的主光軸，A為蠟燭，A′為蠟燭在光屏上所成的像，根據凸透鏡成像原理確定凸透鏡的位置及其焦點，并將它們畫出來。
914400596900
3、如圖所示，一束光線垂直入射到1/4圓形玻璃磚的平面上，請畫出光線通過玻璃出射到空氣中的光路圖。
4、如圖所示，小陽在公園水面上玩水上滾球的游戲，人處于充足空氣的薄壁透明塑料圓球里，他發現水下A處有一條金魚，設小陽的眼睛在B處，圓球的球心在O點．請你作出小陽觀察到金魚的光路圖及確定金魚實際的大致位置。
0495300
5、如圖所示，新壩中學初三(2)班STS課外興趣小組，在探究折射角與入射角關系時，將一束光從玻璃射向空氣，發現光在玻璃和空氣的分界面處同時發 生折射和反射現象，且折射角大于入射角；當入射角不斷增大時，折射光線離法線越來越遠，且越來越弱，反射光線卻越來越強，當入射角增大到某一角度α時，折 射角達到90°，折射光線就完全消失，只剩下反射回玻璃中的光線；再減少入射角，當入射角小于α時，折射光線和反射光線又同時存在；而讓光線從空氣射向玻 璃時，無論怎樣改變入射角，折射光線和反射光線都同時存在．他們感到非常驚奇，大家又做了一遍，發現還是如此，這究竟是什么現象呢？
查閱資料得知，這種折射光線完全消失的現象叫全反射現象，而且此現象在醫學和通信等方面都有廣泛的應用。
閱讀上面內容，請回答下面問題：
114300165100
（1）用符號γ將上圖中折射角標出；
（2）如果將一束光從空氣射向玻璃，________?(選填：能、不能或可能)發生全反射現象；

（3）發生全反射現象的條件是：????
①________?；
②________?。
6、科學興趣小組想知道某凸透鏡的焦距f的大小，及其成像規律，做了以下實驗：
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（1）他們將鏡面垂直于陽光，在凸透鏡下面放上白紙（紙、鏡平行），測出透鏡中心與白紙的間距s與對應的白紙被引燃的時間t，繪制了圖線甲。由圖甲可判斷該凸透鏡的焦距f為________厘米。
（2）接著將透鏡及蠟燭、光屏置于光具座上（如圖乙），做成像實驗，記錄每次成實像時的物距u，像距v，物體與光屏之間的距離L，繪出圖線丙（以f為長度單位）。由圖可知，要想成實像，物體與光屏間的距離L應滿足的條件是________。
（3）興趣小組經“百度”發現，科學中有一個凸透鏡成像的新概念：放大率（用字母n表示），放大率等于像的大小與物的大小的比值，也等于像距與物距的比值。結合乙、丙兩圖，當物距u=1.5f時，n=________。
7、在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中。
（1）實驗用光具座的長度為1m，如果有焦距為10cm、25cm的兩塊凸透鏡，應該選擇焦距為________cm的凸透鏡完成實驗。
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（2）實驗前應點燃蠟燭，觀察燭焰、凸透鏡和光屏的中心是否在同一高度上，這樣做的目的是________。
（3）如圖乙，在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡，發現光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏向遠離透鏡方向移動適當距離后光屏上再次呈現清晰的像，則該眼鏡是眼鏡________（選填“近視”或“遠視”）。
（4）在實際操作過程中，由于主觀因素會造成實驗數據誤差，在物距和像距兩個數據中，________更易產生誤差。
8、為研究凸透鏡成像規律，某同學自制了一個水透鏡（用透明膠膜盛水制成的一個水球），水透鏡通過注水或抽水可改變水透鏡厚度大小，實驗裝置如圖所示。
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（1）當蠟燭、水透鏡和光屏在如圖所示的位置時，光屏上恰好能夠得到一個清晰的像，這個像的特征是倒立、________（填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像，同時可推斷出此時水透鏡的焦距可能是________（選填“8cm”、“18cm”或“28 cm”）。
（2）若要模擬近視眼看東西模糊的情形，應該把圖中的光屏遠離水透鏡或者對水透鏡________（選填“注水”或“抽水”）。
9、??????（1）如圖一束光線以與水面成30°角斜射到水面上，試在圖中畫出光線AO經過水面后的光路圖。
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（2）F為凸透鏡的焦點，請完成圖所示的光路圖。
10、如圖所示，夏天的一個傍晚，有一個小孩站在池塘邊看到了水中有一輪彎彎的月亮，請你運用光學知識作圖說明這個小孩為什么能看到水中的明月。（保留作圖的痕跡）
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11、在如圖中，畫出光線射出水面的折射光線以及經過透鏡的折射光線。
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答案解析：
1、【解答】（1）因為入射光線與界面夾角為40°，所以入射角等于90°-40°=50°；又因為光反射時，入射角等于反射角，故反射角等于50°；
（2）光電屏上的光斑S向左移動時，由于入射角不變，所以反射光線與原來的反射光線平行，所以液面上升，如圖所示，此時反射角還是50°．
故答案為：上升。
161925157226002、【解答】（1）在燭焰上取一點S，在其成的像上找出其對應的像點S′，連接SS′，其與主光軸的交點O就是凸透鏡的光心，由此可以確定凸透鏡的位置。
（2）過S點做平行于主光軸的入射光線，經過凸透鏡折射后要過S′，折射光線與凸透鏡右側的主光軸的交點就是凸透鏡的焦點F位置，因為平行于主光軸的光線經過凸透鏡折射后過焦點。
同理可以做出凸透鏡左側的焦點F。
答案如下圖所示：
-190508521703、【解答】光從空氣垂直入射到玻璃界面上，傳播方向不變，當光從玻璃斜射入空氣中時，折射角大于入射角，折射光線將遠離法線．在作圖時，注意先做出法線。
故答案為：
4、【解答】連接眼睛和A，與分界面有一個交點，即為折射點，過折射點做法線，法線是垂直于界面的，即垂直于此處的切線，根據切線的性質，切線垂直于過切點的半徑，故法線過圓心，根據光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角畫出折射光線的位置，再根據金魚實際的大致位置在A的下方，確定金魚實際位置在S處．如圖所示：
【分析】先根據眼睛與A點確定入射光線的方向，然后根據光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角，可確定金魚實際的大致位置在A的下方。
5、【答案】（1）如圖：
（2）不能
（3）光從玻璃斜射入空氣中；當入射角≥α時
【解答】（1）折射光線與法線的夾角為折射角γ；如圖所示：
（2）因為光從空氣斜射入玻璃中時，折射角永遠小于入射角，因此折射光線不能消失；（3）只有當折射角大于入射角時，才會發生全反射現象，因此發生全反射的條件之一為折射角大于入射角，即光從玻璃斜射入空氣中；當折射光線剛好消失時，對應的入射角為臨界角α，根據折射角大于入射角的原則，因此發生全反射的條件之二為入射角大于等于臨界角。
6、【解答】（1）當凸透鏡的焦點正好在白紙上時，溫度最高，引燃時間最短；據甲圖可知，當透鏡中心與白紙的間距s為8cm時，引入時間最短，說明凸透鏡的焦距四8cm；
（2）分析丙圖可知，當凸透鏡成實像時，物體與光屏間的距離L的最小值是4f，那么成實像的條件為：L≥4f；
（3）據丙圖可知，當u=1.5f時，L=4.5f，那么像距v=L-u=4.5f-1.5f=3f，那么放大率為：n=vu=3f1.5f=2。
7、【答案】 （1）10
（2）使像成在光屏上
（3）近視
（4）像距
【解答】（1）當凸透鏡成實像時，物距和像距的最小距離是4f；如果凸透鏡的焦距是25cm，那么4f=100cm=1m，當成放大或縮小的實像時，物距和像距的和都會大于1m，這時將找不到像的位置，應該選擇焦距為10cm的凸透鏡進行實驗；
（2）實驗前應點燃蠟燭，觀察燭焰、凸透鏡和光屏的中心是否在同一高度上，這樣做的目的是使像成在光屏上；
（3）將光屏向遠離透鏡方向移動適當距離后光屏上再次呈現清晰的像，說明放入透鏡后光線比原來發散了，因此應該放入的是凹透鏡，則該眼鏡是近視鏡；
（4）因為像的位置是靠眼睛的感覺確定的，所以在實際操作過程中，由于主觀因素會造成實驗數據誤差，在物距和像距兩個數據中，像距更易產生誤差。
8、【答案】 （1）縮小；18cm
（2）注水
【解答】（1）據圖可知，物距=70cm-20c=50cm，像距=90cm-70cm=20cm，那么物距>像距，成倒立、縮小的實像；此時，50cm>2f，f<20cm<2f，解得：10cm （2）近視眼的晶狀體太厚，因此要模擬近視眼應該注水；因為成像在視網膜前，所以近視眼的視網膜到晶狀體的距離比現在距離大，那么光屏應該遠離水透鏡。
5715031369009、 【解答】（1）①在空氣里面法線右側，根據反射角等于入射角畫出反射光線；
②在水里面法線右側，根據折射角小于入射角畫出折射光線，如下圖：

（2）①與主軸平行的光線，經過凸透鏡后，折射光線經過另一側的焦點；
②經過焦點的光線，通過凸透鏡后，折射光線與主軸平行，如下圖：

10、【解答】首先通過月亮做水面的垂線，然后根據“物像等距”在水面的下方找到月亮的像的位置；將眼鏡與像用直線連接，與水面的交點就是待求光路的入射點；最后將月亮與入射點連接就是入射光線，眼鏡與入射點連接就是反射光線，如下圖：

11、【解答】光從水中斜射入空氣中時，會發生折射現象，且折射角大于入射角；過凸透鏡焦點的經凸透鏡后變為平行于主光軸的光線，作圖如下：
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