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[!--downpath--]第04期光折射透鏡
分析近年高考“光折射鏡片”的考試內容，在重點考察折射規律和鏡片成像規律的同時，分析日常生活中的光折射現象。 能力要求主要在分析實驗和化學現象的能力。
一、考試分析
1個
課程標準
2個
考點分析
從近年高考數學試卷來看，這部分考試的熱點有：借助光的折射等相關知識講解簡單的光學現象，借助光的折射定律畫圖以及透鏡成像規律，探索光的折射規律和凸透鏡成像規律的實驗問題。 試題類型主要有選擇題、填空題、繪圖題和實驗探究題。 以圖片、圖表、圖形形式出現的光學試卷比例也在逐漸下降。 在備考過程中，既要有全面的知識，又要有一定的深度。 重點是對光學現象的深入分析和探索。
二、考點一覽
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一、定義
當光從一種介質傳播到另一種介質時，在傳播方向上發生的現象稱為光折射。 例如：海市蜃樓、池水變淺、筷子在水底扭曲等。
2.折射定律
(1)折射定律：在光的折射現象中凸透鏡成像規律作圖主光軸，包括折射光線、入射光線和法線； 折射光線和入射光線位于法線兩側； 角度; 當光從水（或玻璃）斜入射到空氣中時，折射角就是入射角。 當入射角減小時，折射角也變尖銳。
(2)垂直入射：光線垂直入射介質表面時，折射角等于；
(3)光路可逆性：在光的折射現象中，光路是不變的。
1.凸透鏡和凹透鏡
中心厚、邊緣薄的透鏡稱為透鏡，它對光線有影響； 中心薄邊厚的透鏡稱為透鏡，它對光線有影響。
2.焦距和焦距
平行于主光軸的光線，經過透鏡后，折射光會聚在主光軸上的一點，稱為焦點，用字母表示； 距焦點的距離稱為焦距，用字母表示。
3.三道特殊光線穿過鏡頭
4.收斂與發散之謎
透鏡可以看作是多個棱鏡的組合，每個棱鏡都會將光線偏向表面，所以凸透鏡對光線有影響，凹透鏡對光線有影響。
1.凸透鏡成像規律
2.動態規律
(1)凸透鏡成虛像時，物距變小，像距逐漸變遠，像發生變化，可以概括為一個簡單易記的公式：當物距近時，像變化，反之，當物體遠離時，圖像發生變化；
(2)凸透鏡成實像時，物距減小，像距逐漸變化，像也逐漸變化。 可以概括為一個簡單易記的公式：物遠→像（遠），像變。 反之，物近→像，像變；
一、人眼成像原理
人的眼球就像一個神奇的框架。 鞏膜相當于一個，物體發出的光在黃斑上形成倒置的虛像。
2. 斜視矯正
(1)原因：鞏膜太厚，屈光力太強，在黃斑部形成影像；
(2)矯正：應佩戴由眼鏡制成的太陽鏡進行矯正。 它的作用是使光線變亮，進而推動影像相對于黃斑移動，落在黃斑上。
3、矯正近視
(1)原因：鞏膜太薄，屈光力太弱，在黃斑部形成影像；
(2)矯正：應佩戴由眼鏡制成的太陽鏡進行矯正。 它的作用是使光線變亮，進而推動影像相對于黃斑移動，落在黃斑上。
1.望遠鏡
(1) 伽利略望遠鏡
透鏡組合：凹透鏡作為物鏡，凸透鏡作為目鏡； 目鏡焦距小于物鏡焦距；
成像特性：形成的圖像像直立的實像；
(2) 開普勒望遠鏡
鏡頭組合：物鏡和目鏡均為凸透鏡，目鏡焦距小于物鏡焦距；
成像特性：所形成的圖像如同倒置的實像。
2.顯微鏡
鏡頭組合：目鏡和物鏡均為凸透鏡； 目鏡焦距很短，物鏡焦距很長；
成像特性：倒置、放大的實像。
三、重點難點
1個
困難的點光現象識別
重點難點分析
在識別三種光現象時，我們可以把握“介質”和“傳播方向”兩點：（1）光的線性傳播現象是同一介質，傳播方向不變； (2)光的反射現象是同類介質，傳播方向發生變化； (3)光的折射是在兩種介質中，傳播方向通常會發生變化
【典型實例】（2019·昆山）由于光的直線傳播會出現以下現象（）
A．雪后天空中的彩虹
B、物體在陽光下投射陰影
C、玻璃幕墻造成光污染
D． 斜插水底的牙簽“彎”了
【分析】（1）光在同一、均勻、透明的介質中沿直線傳播，形成的現象有針孔成像、激光準直、陰影產生、日蝕和日蝕等； (2)光傳播到兩個介質表面會發生光的反射，如岸邊物體在海面上的反射，平面鏡的成像凸透鏡成像規律作圖主光軸，光滑物體如玻璃都是由光的反射造成的； (3) 光在同一種異質介質中傳播或只有當一種介質進入另一種介質時才會出現光的折射現象，如池底變淺、牙簽在水中彎曲、海市蜃樓、凸起鏡頭成像等都是光的折射造成的。
【答案】解：A.雨后天空中的彩虹是光的色散現象，屬于光的折射現象。 因此，A不符合題意； B. 太陽下物體的影子是光線沿直線傳播產生的。 因此，B符合題意； C、玻璃幕墻對陽光的鏡面反射造成“光污染”。 因此，C不符合題意； D、筷子反射的光從水底斜射到空中時發生偏轉，在海面好像扭曲了，是光的折射現象，所以D在符合題意。 因此選擇：B.
【點評】本題通過日常生活中的幾種現象考察對光的折射、光的線性傳播、光的反射的理解。 在學習過程中，要善于利用所學知識對相關現象進行解釋。
2個
兩盞燈折射圖難點
重點難點分析
光的折射總結與畫法
光折射圖：
注：（1）區分線的虛實：實際光線（入射光、反射光和折射光）用虛線表示，光線的法線和反向延長線用a表示實線; (2) 燈應標有箭頭； (3)要分清角度大小的關系：不要把入射光與鏡面的傾斜角當作入射角(兩者是互補角)； 大于入射角。
【典型案例】（2019·昆山）圖中，一束光線從空氣中射入水底，請標出它的入射角α，并粗略畫出折射光線。
【解析】要解決這個問題，必須掌握光的折射定律：折射光線和入射光線與法線在同一平面； 折射光線和入射光線在法線一側分開； 介質時，折射光線向法線方向偏轉，折射角大于入射角。 入射角是入射光線與法線的傾斜角。
【答】解法：先畫法線，然后根據折射光線和入射光線在同一平面，在法線的另一側畫出水底的折射光線正常線。 入射角是入射光線與法線的傾斜角。 如圖所示：
【點評】本題考察折射光的繪制方法。 關鍵是要記住光的折射定理，搞清楚折射角和入射角的關系。
3個
三個重點和難點的折射定律的應用
重點難點分析
光的折射現象解釋： (1)首先，清楚地進入人耳的是折射光； (2)然后，根據耳朵所在的介質，判斷光線從哪個介質斜射入哪個介質，從而確定入射角和折射角的大小以及光子之間的位置關系真實圖像和對象。
【典型實例】（2019·長沙）能正確表示光從室內通過窗玻璃傳播到室外的光路圖是（）
【分析】光線穿過玻璃后進入空氣要經過兩次折射：第一次是從空氣中斜射入玻璃，折射光應該偏折接近法線，折射角大于入射角； 第二次是從玻璃斜向進入空氣時，折射光要偏離法線，折射角要小于入射角。 由于玻璃的上下表面是垂直的，二次折射的入射角等于一次折射的折射角，所以二次折射的折射角等于一次折射的入射角，且最終出射光線與入射光線進行比較，只是做了一個平移，即出射光線與入射光線平行。
【答】解法： 第一次折射：先通過入射點O做一條垂直于玻璃上表面的法線，然后在玻璃內部法線的另一左邊做一條折射光。 注意折射角大于入射角； 二次折射：先過O′點畫一條垂直于玻璃下表面的法線，然后在玻璃兩邊的空氣中做折射光線。 注意折射角小于入射角，折射光線在玻璃上表面與入射光線平行，如圖：
因此選擇：A.
【點評】考察光的折射定理：光從空氣進入水、玻璃等透明介質時，折射角大于入射角； 當光從水或玻璃進入空氣時，折射角小于入射角。
4個
高難度四鏡頭繪圖
重點難點分析
記住鏡頭“三條特殊光線”的光路圖是畫圖的關鍵：
(1) 通過光心的光線經透鏡折射后傳播方向不變；
(2)平行于主光軸的光線經透鏡折射后，折射光通過焦點，凹透鏡折射光反向延伸通過虛焦點；
(3)通過凸透鏡焦點或向前延伸通過凹透鏡焦點的光經透鏡折射后，折射光平行于主光軸出射。
【典型實例】（2019?昆山）圖中F、O分別為凸透鏡的焦點和光心。 請完成這兩條光線的光路圖。
【解析】制作凸透鏡的光路圖時，首先仔細觀察入射光的特性，然后根據凸透鏡的三種特殊光線作圖。
【答】 解：平行于主光軸的入射光經凸透鏡折射后通過焦點。 通過光心的光的傳播方向保持不變。 以此為基礎，完成光路圖，如圖：
【點評】凸透鏡有三種特殊光線：通過光心的光傳播方向不變，平行于主光軸的入射光經凸透鏡折射后通過焦點，入射光通過焦點的光被凸透鏡折射，然后平行于主光軸。
5個
大難度五凸透鏡成像規律及應用
重點難點分析
熟記凸透鏡成像定律是解決這類問題的關鍵。 凸透鏡成像的規律可以記為：
一重心分實實，二重心分大小；
虛像由一側向另一側傾斜，遠物像小于近物；
實像大小一樣，近處的物體像變小；
光屏區分虛實，屏幕顯示的是虛像。
注意：如果物體和屏幕的位置交換，成像尺寸將根據光路的“可逆性”交換。
【典型實例】（2019·昆山）凸透鏡正對太陽，距離凸透鏡15cm處可得到最小最亮的光斑。 現在在光具座上安裝凸透鏡、蠟燭和光幕，位置如圖所示。 下列說法正確的是（ ）
A、此時在光屏上可以觀察到清晰縮小的圖像
B．只在凸透鏡兩側附近放置一個合適的凹透鏡來模擬斜視矯正
C．將蠟燭移動到30cm刻度，聯通光幕在屏幕上可以得到清晰且大小相等的圖像
D．將蠟燭移至40cm刻度，聯通光屏可在屏幕上得到清晰放大的圖像
【解析】（1）焦點是指凸透鏡能將平行于主光軸的光線會聚的點，焦距是焦點到光心的距離。 (2)根據圖中提供的數值得到物距，凹透鏡對光線有發散作用。 (3) 2f>u>f，v>2f，形成倒置放大的虛像。 4) 若u>2f，2f>v>f，則形成倒置縮小的虛像。 若u=v=2f，則凸透鏡會形成倒置的大小相等的虛像。
[答] 解：根據焦點和焦距的定義，當你拿著一個凸透鏡對著太陽光，在距透鏡中心15cm處得到最小最亮的光點時，凸透鏡的焦距為點到鏡頭的距離，也就是焦距是15cm。 A、從圖中可以看出物距u=50.0cm-10.0cm=40.0cm。 v＝85cm－50cm＝35cm，凸透鏡u＞2f，2f＞v＞f，形成倒置縮小的虛像。 此時像距小于兩倍焦距，得不到清晰圖像，故A錯誤； B、由A分析可以看出，如果像距較大，光線的會聚應該延遲，在凸透鏡的兩側附近放置一個合適的凹透鏡，可以模擬校正斜視，故B正確； C、u=v=2f，凸透鏡倒置大小相等虛像，從圖中可以看出，將蠟燭移到30cm刻度，u=50cm-30cm=20cm≠2f，所以聯通光屏幕無法在屏幕上獲得清晰且大小相等的圖像。 因此，C錯； D、將蠟燭移動到40cm刻度，u=50cm-40cm=10cm，物距滿足u<f，形成直立放大實像，在光幕上無法形成。 所以D錯了。 因此選擇：B.
【點評】本實驗考察中學生對凸透鏡成像實驗的理解和掌握，記住成像規律是解決問題的關鍵。
4、高頻實驗
1個
實驗 1：探索光的折射特性
考試重點
探索光的折射特性
(1)實驗儀器的選擇：激光筆、平行光源、水槽和水、鉛筆、玻璃磚；
(2)界面光現象的判斷；
(3)光路不易觀察的解決方法：在昏暗的環境下（如暗室、夜間等）用煙霧彌漫、噴水、用激光筆照射；
(4)折射光線與入射光線與法線的位置關系；
(5)光發生折射時，折射角與入射角的關系，折射角的變化；
(6) 在光的折射過程中，光路是可逆的；
(7) 實驗中，多次實驗的目的：尋求普遍規律；
(8) 實驗推斷：折射光和入射光在法線側分離，折射角隨入射角的減小而減小，隨入射角的減小而減小； 當發生折射時，光路是可逆的。
【典型事例】（2019·南京）“開始認識光的折射現象”和“探究光的折射特性”實驗中：
(1) 如圖A所示，小明向P點發射激光束產生光點，并逐漸往水箱中注水。 當空氣傾斜射入底部時，傳播方向會（將/不會）偏轉。 在實驗中，光在空氣中的傳播路徑并不清晰。 為了解決這個問題，他在海面以上噴灑了一些。
(2) 如圖B所示，小明繼續探究“光從空氣進入水底時的折射特性”。 他用可偏轉光幕研究折射光、入射光和法線是否正確。 如圖C，他沿AO方向射光到海面上的O點，在水底沿OB方向射出。 調整激光筆，使入射光逐漸偏離法線，折射光也逐漸偏離法線，說明光線從空氣斜射入水底時，入射角增大和折射角急劇（減小/減小/相同）。 當光沿NO方向入射時，會沿ON'方向出射，此時折射角為度。
【分析】（1）光的折射：光從空氣斜入射到水或其他透明介質中時，折射角大于入射角； 光在潔凈介質中傳播的光路不易呈現，可在空氣中噴出煙或霧等，加水加入少量果汁等。 (2)使用目的光的折射中的旋轉光幕是考察折射光線、法線和入射光線是否在同一平面上。 當光從空氣斜入射到水或其他透明介質中時，折射角大于入射角，入射角增大，折射角增大，入射角減小，折射角減小. 當光線垂直于入射線且方向不變時，入射角和折射角都為零。
【答】解： (1) ①光從空氣斜入射到水或其他透明介質中時，折射角大于入射角； 小明將一束激光射向P點產生一個光點，逐漸將水槽注滿水，光線在海面發生折射時，光點在水槽上方的位置tank會連在左邊，意思是當光線從空中斜射到水底時，傳播方向會發生變化。 ②實驗中，光在空氣中的傳播路徑不清晰。 為了解決這個問題，他可以在海面上方噴一些煙霧。 (2) ①小明繼續探索“光從空氣進入水底時的折射特性”。 他用折射光幕研究折射光、入射光和法線是否在同一平面上。 ②入射光線與法線的傾角為入射角，折射光線與法線的傾角為折射角。 入射光線接近法線，說明入射角增大，折射光線接近法線，說明折射角也減小。 ③當光沿NO方向入射時，會沿ON'方向出射，此時垂直入射不改變傳播方向，則此時入射角和折射角都等于0度. 所以答案是：（1）連接到左邊； 是的; 抽煙; (2) 在同一平面上； 減少; 0。
【點評】這是對光的折射實驗的考察。 如何進行實驗，實驗中出現問題時如何解決問題，是以后問題的方向。
2個
實驗二：探索凸透鏡成像規律
考試重點
探索凸透鏡成像規律
(1) 實驗儀器的組裝：將蠟燭、凸透鏡、光屏從左到右放置在光具座上；
(2) 實驗前將兩者的中心調整到大致同一高度的目的：使圖像位于光屏的中心；
(3) 焦距檢測：用平行光垂直照射凸透鏡，用光屏接收凸透鏡另一側左側最小最亮的光斑，測量光斑到凸透鏡的距離是焦距；
(4) 各區間成像物體的特征及相關應用；
(5)光屏上能看到圖像的原因：光的漫反射；
(6)當在光屏上形成清晰的圖像時，通過改變物體與光屏的位置，圖像仍能成像在光屏上的原因：光路是可逆的；
(7)用紙或手擋住凸透鏡的一部分，光屏上圖像的變化：圖像會變暗，但仍是完整的圖像；
(8) 凸鏡前加鏡片（或太陽鏡）時像的變化：加凸鏡（或斜視太陽鏡）時，像距變小，光屏應接近的方向鏡頭； 加裝凹透鏡（或弱視太陽鏡）時，像距變大，光屏應接在遠離鏡片的方向；
(9) 蠟燭變短時圖像的變化和使圖像位于光屏中心的操作：圖像逐漸向下連接，應向上調整鏡頭或將蠟燭（或光屏）向下調整使圖像位于屏幕的光幕中心。
【典型案例】（2019?北京）使用如圖所示裝置做“探索凸透鏡成像規律”的實驗。 在圖A中，一束平行光射到凸透鏡上，在光屏上得到一個最小最亮的光點（未畫出）。
(1) 如果圖B中的蠟燭火焰恰好在光幕上形成清晰的影像（未顯示），則應該是倒置的虛像。
(2)若將凸透鏡移至圖B中55cm刻度線，則光屏接至cm刻度線，又可看到清晰圖像。
(3)如果在圖B中的蠟燭火焰和凸透鏡之間放置一副斜視太陽鏡，則將光幕轉向(選擇“左”或“右”，下同)即可再次看到清晰的圖像).
(4)如果用塑料吸管指向圖B中的A點，沿與紙面垂直的方向繼續用力吹氣，發現光屏上的“燭焰尖端”變得模糊，則轉動光幕來到聯通，“燭焰處”的字樣又會變得清晰起來。
【分析】（1）焦距是指焦點到凸透鏡的距離，焦距的大小是根據第一張圖估算的； 當物距小于1倍焦距，大于2倍焦距時，形成倒置放大虛像原理。 (2)當凸透鏡u=v=2f時，形成大小相同的倒置虛像，并據此分析； (3)當凹透鏡放在凸透鏡前面時，會聚能力減慢，使像出現在光幕后面； (4)圖B 用塑料吸管指向A點，繼續沿垂直于紙面的方向用力吹氣。 流體大的位置浮力小，火焰接在左邊。 答案是根據凸透鏡物體的遠像和近像縮小來分析的。
【答】 解： (1) 從圖中光斑為焦點，故焦距為f=60cm￣50cm＝10cm； 當蠟燭和凸透鏡位于圖B刻度對應的位置時，物距50cm￣35cm＝15cm，若焦距小于1倍，大于2倍，凸透鏡鏡頭可形成倒置放大的虛像； (2) 將凸透鏡移至圖B中55cm刻度線，物距u=55cm-35cm=20cm，u=2f，形成倒置的等尺寸虛像。 在雙焦距位置成像，v=75cm-55cm=20cm，光屏在75cm的位置，所以光屏連接在左邊。 (3)凹透鏡對光線有發散作用。 當它放在凸透鏡前面時，光線會發散，像會出現在光幕后面，像距會縮小。 要在光屏上得到清晰的圖像，光屏應遠離凸透鏡，即光屏向右連接，才能在光屏上形成清晰的圖像； (4)圖B中，用一根塑料吸管指向A點，沿垂直于紙面的方向繼續用力吹氣。 A點二氧化碳流速大，流體大 位置浮力小，火焰偏左，物距縮小，像距縮小，光屏連接到左邊，“燭火尖”又會變得清晰起來。 所以答案是：（1）放大； (2) 75; (3) 權利； (4) 離開。
【點評】本題考查中學生實驗操作能力和凸透鏡成像規律，即流體浮力的特性。 It to based on the law of lens and its .
55. Exam
1: (2019·) In the shown in the , what is by the of light is ()
2: (2019·) Xiao Ming uses to the focal of a lens. The most of the is ( )
3: (2019·) As shown in the , a beam of light is shot into the air from the of the water, make its light and light.
4: (2019·) As shown in the , the light path of light a lens.
5: (2019·) when light water and glass from air, and will the of water and glass be the same? In order to this , chose light , glass , sinks, laser and other for . He drew two line NN' and MM' on the light and at point O, as shown in A.
(1) one of the glass block flush with MM′, let the light from the laser enter from point A to point O, and he heard the light path shown in B (AO, OC are the same line) , you think the ray OC is by , in view of the of this , the two most be at this time are .
(2) He wants to the that the light the of the water from the air. He puts the light into the water tank ( the line MM′ ) and fills the water tank until the sea is level with MM′. The light be from point A to point O, this is to that, also the same on both sides of the light in this .
(3) the light path shown in C on the light (OE is the light at the of the water). After the light path, you think glass and water are the two media that have a to light. 是的。
(4) If the laser beams are into the air from the glass and the water at the same angle, the rays will be away from the .
6: (2019·) and did the of " the law of lens ".
(1) When the focal of the lens with the help of , Xiao Ming one end of a scale on the , the by the scale on the , and the scale so that the on the At this time, the of the ruler is to the of . Xiao Ming kept the ruler still, and Xiao Hong the light A and the lens L to the scale to the shown in A, and a and light spot was on the light . The focal of the lens is cm.
(2) When the lens, , and light are on the bench as shown in B, the light an -down image of the flame; keep the of the and the light in B . , move the lens to the cm scale line on the bench, and the clear image of the flame can be on the again.
Test list
Test point 1: 1. , ; 2. (1) Same plane, than, less than, ; (2) 0°; (3) .
Test point 2: 1. , , , ; 2. F, , F; 4. , , .
Test point three: 1. , image, ; 2. (1) , large, far, large, near, small; (2) , large, large, near, small.
Test point 4: 1. , lens, zoom out; 2. (1) top, (2) , , back; 3. (1) side, (2) , , front.
超過
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