第2講 光學知識專題復習

李佩云

光學部分的中考熱點是：利用光的三類規(guī)律解釋日常生活中的現(xiàn)象，作光的反射、光的折射光路圖（包括凸透鏡的三條特殊光線的光路圖），探究平面鏡的成像特點及其應用，探究凸透鏡成像規(guī)律及其應用，用凸透鏡成像規(guī)律分析照相機、投影儀（幻燈機）、放大鏡、顯微鏡、望遠鏡、眼睛和眼鏡等問題.試題一般以填空題、選擇題、作圖題、實驗探究題的形式出現(xiàn)在中考試卷中.

第1節(jié) 光學基本現(xiàn)象及規(guī)律

重點考點

光的基本現(xiàn)象及規(guī)律是：（1）光在同一種均勻介質(zhì)中的直線傳播現(xiàn)象.（2）光射到兩種介質(zhì)分界面時的反射現(xiàn)象及發(fā)生反射時的規(guī)律.（3）光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時的折射現(xiàn)象及折射時的規(guī)律.（4）光的色散現(xiàn)象.

復習時要注意：（l）光的直線傳播的條件——同一種均勻介質(zhì).（2）光的折射條件——斜射.（3）表述光的反射規(guī)律時要注意因果關(guān)系——入射是“因”，反射是“果”，所以不能把“反射角等于入射角”說成“入射角等于反射角”.在分析折射現(xiàn)象時要注意區(qū)分光從空氣斜射人其他介質(zhì)ilI和）光從其他介質(zhì)中斜射入空氣中兩種不同的情況，不管哪種情況一定是“在空氣中的角大”。

中考常見題型

在光的反射和折射中，光路是可逆的，在光的反射現(xiàn)象中，根據(jù)反射面的不同，將光的反射分為鏡面反射和漫反射兩類.

例1 （2014.黃岡）下列光現(xiàn)象與其成因?qū)φ_的是（）.

A.水中倒影——光的折射

B.雨后彩虹——光的反射

C.形影不離——光的直線傳播

D.海市蜃樓——光的色散

思路分析：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，光的直線傳播形成的現(xiàn)象包括小孔成像，影子的形成，日食、月食的形成等；光在傳播的過程中遇到物體表面?zhèn)鞑シ较虬l(fā)生改變，返回原介質(zhì)中繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫作光的反射現(xiàn)象，平面鏡成像、水中倒影就是光的反射形成的：光在同一種不均勻的介質(zhì)中或者光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，光的傳播方向會發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫作光的折射，如看到水中的物體、鋼筆“錯位”，海市蜃樓，凸透鏡成像等都是光的折射形成的，選C.

例2 （2014.濟寧）去年暑假，小夢陪著爺爺?shù)胶锶ゲ骠~.小夢將鋼叉向看到魚的方向投擲，總是一叉不到魚，如圖1.圖2所示的四幅光路圖中，能正確說明叉不到魚的原因的是（）.

思路分析：魚身上反射出的光線由水中進入空氣時，在水面上發(fā)生折射（折射角大于入射角）.折射光進入人眼，人眼逆著折射光線的方向看去.就會把魚“看”淺了.所以人對著變淺的“魚”叉去，總是叉不到實際的魚，選D.

例3 如圖3，東東在探究光的色散現(xiàn)象時，看到白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶.東東對產(chǎn)生的原因進行了思考.受此啟發(fā)，在測量凸透鏡的焦距時，東東想：如果分別用紅光和紫光平行于同一個凸透鏡的主光軸射入，紅光、紫光對凸透鏡的焦距是否相同呢？請寫出你的推斷：

色光對凸透鏡的焦距大，你推斷的理由是：

思路分析：棱鏡對不同色光的偏折程度不同，其中對紅光的偏折程度最小，對紫光的偏折程度最大，所以白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶，紅光在最上面，紫光在最下方，紅光的偏折程度小，會聚得遠，即焦距大，

答案：紅凸透鏡（或三棱鏡）對紅光的偏折（或折射）程度小

例4 關(guān)于光的反射，下列說法正確的是（）.

A.當入射光線與反射面的夾角為20。時，反射角也為200

B.入射光線靠近法線時，反射光線也靠近法線

C.入射角增大5。時，反射光線與入射光線的夾角也增大50

D.鏡面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律

思路分析：入射光線與反射面的夾角為20。時，則入射角為700，反射角也為700；當入射角增大50時，反射角也增大5。，這樣反射光線與入射光線的夾角增大10。；無論是鏡面反射還是漫反射，都遵守光的反射定律，選B.

第2節(jié) 光學中兩種鏡的減像特點

重點考點

平面鏡成像特點是像與物關(guān)于平面鏡對稱，理解凸透鏡成像要明確“三個區(qū)域”（物體所在的三個區(qū)域或?qū)南袼诘膮^(qū)域）和“兩個分界點”（焦點是成實像和虛像的分界點，二倍焦距處是成放大實像和縮小實像的分界點），以及物像的變化關(guān)系（成實像時“物近像遠像變大”，成虛像時“物遠像遠像變大”）.解答本考點題目的關(guān)鍵是熟練掌握平面鏡和凸透鏡成像的規(guī)律.

中考常見題型

例5 （2014.嘉興）如圖4所示為一傾斜的平面鏡.當你走向平面鏡時，下列描述符合事實的是（）.

A.鏡中的像變大

B.通過平面鏡觀察到的視野變大

C.鏡中的像將遠離你

D.像與你的連線與鏡面不垂直

思路分析：平面鏡所成的像是虛像，像與物體的大小相同，像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等，像與物的連線與鏡面垂直.人在平面鏡中的像的大小與人等大，當人走近鏡子時，鏡中的像的大小不變：你走向平面鏡時，通過平面鏡觀察到的視野變大，人看到的像更清晰；當你走向平面鏡時，距平面鏡的距離減小，鏡中的像將靠近你；當你走向平面鏡時，像與你的連線與鏡面仍然垂直，選B.

例6 當攝影師用一臺鏡頭焦距固定的照相機給全班同學照完合影后，接著又給小明同學照半身像，這時攝影師應該_______（填“增大”或“減小”）照相機鏡頭和小明的距離，同時______（填“增大”或“減小”）鏡頭到底片的距離.

思路分析：照相機是利用凸透鏡成像規(guī)律制成的，照相機的鏡頭相當于凸透鏡，底片相當于光屏.凸透鏡成實像時物和像的變化關(guān)系是“物近像遠像變大，物遠像近像變小”.所以當照完合影再照半身像時，要求成的像變大了，即“物近了，像遠了”，這時應減小小明和照相機鏡頭之間的距離，同時增大鏡頭到底片的距離.

答案：減小 增大

第3節(jié) 畫光路圖應注意的事項

重點考點

光路圖主要有光的反射光路圖、平面鏡成像光路圖、光的折射光路圖、透鏡的i條特殊光線光路圖.作光路圖的注意事項有：（1）要借助工具作圖.（2）光線要畫成實線，光線要加箭頭，且箭頭方向要與光的傳播方向一致；輔助線（如所作的法線、光線的反向延長線等）、表示虛像的線段要畫成虛線.（3）作光路圖要有一定的理論依據(jù)，如光的反射定律、平面鏡成像特點、光的折射規(guī)律、透鏡對光的作用等.

中考常見題型

例7（2013.沈陽）如圖5所示，凸透鏡的主光軸垂直于平面鏡，一束平行于主光軸的光α先后經(jīng)凸透鏡折射和平而鏡反射后，平面鏡前的人看到經(jīng)平面鏡反射后的光束好像足從平面鏡后的P點射出 （P點在凸透鏡的主光軸上）.請你找出凸透鏡的一個焦點F，并完成光線α的光路圖.

思路分析：因為平面鏡前的人看到經(jīng)平面鏡反射后的光束好像是從平面鏡后的P點射出的，說明P點是凸透鏡焦點F的像點，故利用平面鏡成像特點找到P點關(guān)于平面鏡的對稱點即為透鏡的焦點F，光線α經(jīng)透鏡的折射）匕線過焦點F，該光線射到平面鏡上后再經(jīng)平面鏡反射后的反向延長線過P點，見圖6.

例8 如圖7所示.水面上方有一發(fā)）光點A1，水中另有一發(fā)光點A2，人在空氣中的B點看到A2在水中的位置就是Al在水中的像的位置.畫出：（1）A1發(fā)出的光經(jīng)水面反射進入人眼的光路圖.（2）A2發(fā)出的光進人人眼的光路圖.

思路分析：利用平面鏡成像特點找到A1的像點，該點與B點的連線就是進入眼睛的反射光線，該反射光線與水面的交點即為入射點，將A1與入射點連接就是入射光線，因A1在平面鏡中的像的位置也是人在B點看到的A2在水中的像的位置.故該圖中的反射光線也是A2，反射到水面后再斜射入空氣中的折射光線，見圖8.

第4節(jié) 眼睛和眼鏡、顯微鏡和望遠鏡

重點考點

光學中的光學元件有：平面鏡成像的原理是光的反射；透鏡利用了光的折射，其中照相機、投影儀、放大鏡都是應用了凸透鏡成鏡規(guī)律，而顯微鏡和望遠鏡都是麗個透鏡的組合.中考一般考查它們的成像原理.

中考常見題型

例9 （2013.營口）常見的光學儀器在我們的乍活、學習中應用廣泛，照相時，被拍攝者應站在距鏡頭

處；投影儀能使投影片在屏幕上成倒立、的實像；借助放大鏡看地圖時，為使看到的像更大，應適當______放大鏡與地圖間的距離，

思路分析：照相機的原理是利用物距大丁2倍焦距時，凸透鏡成倒立縮小的實像：投影儀是利用了物距大于焦距小于2倍焦距時，凸透鏡成倒立放大的實像：放大鏡的原理是物距小于焦距時，凸透鏡成正立放大的虛像.當凸透鏡成虛像時“物遠像遠像越大”，

答案：2倍焦距以外（或大于2倍焦距）放大增人

例10如圖9是簡易天文望遠鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)，遠處的物體經(jīng)過物鏡成一個______的實像，落在目鏡____的位置；這個實像經(jīng)過目鏡成一個正立_____像，如果你想制作簡易天文望遠鏡，沒有現(xiàn)成的透鏡，可以選用合適的 _____填“近視”或“遠視”）鏡片來代替，

思路分析：凸透鏡既能使物體成放大的實像，又能成放大的虛像，如果利用物鏡使遠處的物體成一縮小的實像，這個實像再經(jīng)過日鏡放火，就能看清楚較遠處的物體，這就是望遠鏡.

答案：倒立縮小焦距以內(nèi)放大的虛遠視

例11 把圖10中的凸透鏡看作眼睛的品狀體，光屏看作是視網(wǎng)膜，給凸透鏡“戴”上近視眼鏡，使燭焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像.若“取下”近視眼鏡，為使光屏上的像清晰，在保持燭焰和透鏡位置不變的條件下.應將光屏（）.

A.靠近透鏡

B.保持在原來位置

C.遠離透鏡

D.無論怎樣移動光屏都不能使像清晰

思路分析：人眼的晶狀體相當于一個凸透鏡，視網(wǎng)膜相當于光屏.近視眼是由于晶狀體太厚，折光能力太強，或者眼球的前后徑過長，來自遠處的光線不能會聚在視網(wǎng)膜上，而是會聚在視網(wǎng)膜前，到達視網(wǎng)膜時已不是一個點，而是一個模糊的光斑了，所以要想讓來自遠處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上，應在眼睛的前面放一個能使光線發(fā)散的凹透鏡，使入射的平行光線經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散些再進入眼睛，便能使像會聚在視網(wǎng)膜上.當“取下”近視眼鏡時，因光線不像剛才那樣發(fā)散了，所以，要想仍成清晰的像，應將光屏靠近透鏡.選A.