知識梳理
1.光的折射
(1)光的折射：當光從一種介質進入另一種介質時，其傳播方向一般會發生變化，這些現象稱為光的折射。
(2)光的折射定律：光發生折射時，折射光線、入射光線、法線在同一平面； 折射光線和入射光線分別位于法線的右側。
當光線從空氣中斜入射到水或玻璃中時，折射光線向法線方向靠攏，折射角大于入射角。 當入射角減小時，折射角減小。 傳播方向保持不變。
當光線從水或玻璃斜射入空氣中時，折射光線會偏離法線，折射角小于入射角。
(3)光的折射本質是光在不同介質中的傳播速度不同。
2.鏡頭
(1)凸透鏡：中間比邊緣厚的透鏡稱為凸透鏡。
凹透鏡：中心比邊緣薄的透鏡稱為凹透鏡。
(2) 凸透鏡會聚光，所以凸透鏡有實焦點； 凹透鏡使光線發散，因此凹透鏡具有虛焦點。
3.凸透鏡成像
(1)凸透鏡成像法則：
凸透鏡成虛像時，物距u減小，像距v減小，像的尺寸增大。
F——實像與實像的邊界點； 2F——放大圖像和縮小圖像的分界點。
4.凸透鏡成像的應用
(1) 相機的工作原理：相機在工作過程中，通過調整像距，在光幕上形成倒置縮小的虛像。
(2)眼睛的工作原理：鼻子工作時，像距(黃斑與鞏膜的距離)不變，通過調整鼻翼的平面度和凸度，形成倒置、縮小、真實的圖像。鞏膜（即改變焦距）。
(3) 相機與耳朵對比
5、斜視、近視的矯正
(1)矯正斜視所戴的眼鏡架是凹透鏡，其作用是使光線發散，使遠處的物體在黃斑部形成清晰的影像。
(2)矯正近視戴的眼鏡架是凸透鏡，它的作用是會聚光線，使附近的物體在黃斑部形成清晰的影像。
6. 望遠鏡和顯微鏡
(1)結構：①物鏡——靠近被觀察物體的透鏡； ②目鏡——靠近太陽鏡的鏡片。
（2）通過兩個鏡頭觀察物體（見下表）：
考試中心掃描
測試點 1 光的折射
示例 1 清澈穩定的游泳池中的水看起來比實際淺，因為從 ___ 到 ___ 的光出現在海面上。
分析答案時，必須明確光在同一均勻介質中沿直線傳播，但從一種介質斜入射到另一種介質時，會在界面處發生折射，但人們的視覺習慣總是認為光沿直線傳播，產生實像。
答案是水和空氣的折射
測試點2 區分虛像和實像
例2 關于虛像和實像，下列說法錯誤的是（ ）。
A. 虛像倒立，實像正立
B.光屏上可以呈現虛像，但不能呈現實像
C. 虛像是由凸透鏡形成的，而實像不是
D、虛像是由實際光線會聚而成，而實像則不是
解析虛像由實際光線匯聚而成，并可呈現在光屏上； 實像是由光線的反向延長線相交形成的，因此不能在光幕上呈現。 在凸透鏡成像中，虛像總是倒置的，物像與透鏡的后側分離，實像被放大，物像在透鏡的同一側。 然而光的折射是實像還是虛像，人耳可以看到虛像和實像。
答案C
測試點3 光的折射定律
例3 光線從空中斜射到海面時，同時發生反射和折射，如圖1所示，能正確表示其傳播方向的是（）。
圖1
解析 根據光的折射定律，當光從空氣斜入射到水或玻璃上時，折射光接近法線，折射角大于入射角。 要找出光是從哪種介質斜入射到哪種介質中，正確的規律是關鍵，光折射的本質是光在不同的介質中以不同的速度傳播。
答案B
測試點4 鏡頭光路
例4 在下面的光路圖中，正確的是（）。
圖 2
分析這道題需要同事能夠準確把握鏡頭中的三種特殊光線。 凸透鏡對光起會聚作用光的折射是實像還是虛像，凹透鏡對光起發散作用，光路可逆。
答案A
測試點5 光路可逆性
例5 如圖3所示，眼睛在B點的河邊看到A點的一條魚，如果從A點射出一束激光，激光束要照在魚的頭上，其中激光應該去射擊（）。
圖 3
點 BB 在 AB 之上
CB 下方 DB 的左側或右側
分析 根據光的折射定律，當人們聽到水底有魚的聲音時，光線從水底斜射到空中。 原路返回，照射B點。
答案B
測試點6 凸透鏡成像規律
例6 如圖4所示，在觀察凸透鏡成像規律的實驗中，如果將蠟燭火焰依次放置在a、b、c、d、e點，將光屏的位置調整到同時，那么：
①將蠟燭火焰放在原地，屏幕上的圖像最大；
②將蠟燭火焰放在原地，屏幕上的圖像最??；
③將蠟燭火焰放在原地，屏幕上不出現蠟燭火焰的圖像；
④ 如果蠟燭火焰從a點移動到d點，成像到鏡頭的距離，成像的大小。 （可選填“增加”、“減少”或“不變”）
圖 4
分析凸透鏡成像規律的動態變化特性，當凸透鏡成虛像時，物距u減小，像距v會減小，像的尺寸會增大。 F為虛像與實像的分界點； 2F是放大圖像和縮小圖像的分界點。
答案①d②a③e④變大，變大
測試點 7 顯微鏡和望遠鏡
例7 下列關于顯微鏡和望遠鏡的說法正確的是（）。
A、天文望遠鏡能看到遙遠的星系，是因為恒星上的光通過望遠鏡，形成的圖像比恒星本身大得多
B、顯微鏡可將物體發出的光放大兩倍，形成倒置放大的虛像
C.望遠鏡可以由凸透鏡和凹透鏡組合而成
D. 顯微鏡可以由一組凸透鏡和??一組凹鏡組成
解析天文望遠鏡使遠處的物體在近距離成像，縮小視角，使物體顯得更近、更大； 顯微鏡由兩個凸透鏡放大兩倍形成實像，所以A、B、D錯誤。伽利略望遠鏡是由一組凸透鏡和??凹透鏡組成的。
答案C
實驗研究
例1 在研究凸透鏡成像的實驗中： (1) 將 、 、 、 、 、 、 從左到右依次放置在頂部，并調整它們的高度，使兩者的中心在同一點上。 這樣做的目的是。
(2)由實驗可知，凸透鏡成虛像的條件是放大像和縮小像的分界點。
(3) 在實驗過程中，蠟燭燃燒的時間越來越短，你會看到屏幕上的圖像連接到（選擇“向上”或“向下”）。
(4) 實驗過程中，用黑紙蓋住凸透鏡的一半，圖像的形狀（選擇“改變”或“不變”），但圖像的色溫會發生變化（選擇“變亮”或“黑暗的”） 。
(5) 如圖5所示，光屏上出現清晰的蠟燭火焰圖像，則此圖像的性質是。
圖 5
(6) 根據圖中提供的數據，可以判斷凸透鏡的焦距大致在范圍內。
分析（1）探索凸透鏡的成像規律，要求透鏡居中，物屏位于一側； (2) 應明確F為虛像與實像的分界點； 2F為放大圖像與縮小圖像的分界點； (3) 物體和圖像在垂直方向上的連接是相反的； (4)折射光線無數，黑紙只擋住部分光線，不影響圖像的完整性，但圖像顯得暗淡； (5)光屏上首先能呈現的是虛像。 虛像必須倒置，像距小于物距，必須放大像，才能得到完整像的性質； (6) 由于光具座可以直接讀出u=10cm，v=15cm，根據倒置放大的虛像，可以枚舉出f<u<2f，v>2f的不等式，最后求解并取它的公共解決方案集。
答（1）燈臺； 蠟燭、凸透鏡、光幕； 相同的高度； 圖像出現在光幕中心 (2) u>f; 2F (3) (4) 不變； 變暗 (5) 反轉，放大，實像 (6) 5cm<f<7.5cm
例2 某班同學在“探索凸透鏡成像規律”實驗中，記錄并畫出物體到凸透鏡的距離u與像到凸透鏡的距離v之間關系的圖像。 如圖6所示，以下判斷正確的是is()。
圖 6
A.凸透鏡的焦距為20cm
B.當u=15cm時，在光屏上可以得到縮小的圖像
C、當u=25cm時，形成放大圖像，投影機就是根據這個原理制作的
D、物體在距離凸透鏡10cm到30cm的過程中，像逐漸變小
分析圖像，我們可以看出凸透鏡形成虛像，遠像的近像變小的規律。 關鍵坐標點為(20, 20)，表示u=2f和v=2f時的倒置等尺寸實像，在特殊狀態下，f=u/2=10cm，所以F=10cm成為虛像和實像的分界點，2F=20cm成為放大和縮小圖像的分界點。 將距離凸透鏡10cm的物體連接到距離30cm的過程中，滿足物體的遠像和近像變小的規律。
答案D
例3 斜視是中學生的常見病。 究竟什么是斜視？ 來自學校興趣小組的朋友進行了以下研究實驗。
如圖7A所示，將遠視太陽鏡置于蠟燭和凸透鏡之間，使光屏顯示清晰圖像，并標出光屏位置，指示斜視眼黃斑位置. 取下墨鏡，屏幕上的圖像顯得模糊。 將光屏接在鏡頭方向，圖像再次清晰，然后標記光屏的位置。 觀察眼球結配光（如圖7B所示）結合以上實驗回答：
(1) 你推測眼球中的鞏膜與實驗中的鞏膜相同。
(2)當弱視患者不戴太陽鏡時，看到的影像落在黃斑部(選擇“正面”或“背面”)。
(3)矯正斜視應戴的太陽鏡是凹鏡片，其作用是。
圖 7
分析一下，人耳相當于一個神奇的照相機。 魔法在于 u、v 和 f。 當v不變時，f會隨著u的變化手動縮放。 但是人們一年四季都用眼睛看附近的物體。 物體，鞏膜常年處于緊縮的短焦狀態，鞏膜始終隆起。 當它看遠處的物體時，由于鞏膜的調節能力下降，無法一下子拉近到遠攝狀態，所以影像就落在了黃斑的前面。 便利變成了遠視。 斜視矯正的關鍵是使進入人眼的光線發生折射時發散，而凹透鏡起到發散光線的作用，所以戴凹鏡來矯正斜視，簡而言之就是戴凸鏡來矯正近視。
答案 (1) 凸透鏡 (2) 正面 (3) 像相對于黃斑是倒著連的，所以剛好落在黃斑上
案例分析
例1 如圖8所示，當光線斜射到兩種透明物質的界面時，就會出現這種現象。 圖中，界面為_____，法線為，入射角為，反射角，折射角為。
圖 8
分析光入射時同時反射和折射的現象，根據光反射定理和折射定律可知，法線是入射光所產生的大角的角平分線，反射光，即MN為法線，M'C'為界面。 入射光線只在法線的左邊，所以CO是入射光線，OB是反射光線，OA是折射光線，每個角度應該是對應光線與法線的傾角。
答案 M′C′, MN, ∠COM, ∠MOB, ∠NOA
例2 小沈為同事合影。 她的同學看到照片后很不滿意，尤其是站在后排最左邊的小華看到了他的半張臉（如圖9），他們要求小沈重拍，小沈應該讓鏡頭().
圖 9
A.離人遠 B.離人近
C. 向左移動一點 D. 向右移動一點
分析 首先，這是相機的工作原理滿足u>2f，f<v<2f形成倒置縮小的虛像，但是形成的像太大。 為了使圖像變小，它應該遠離物體。
答案A
例3 在凸透鏡的主軸上，距透鏡1.5F～2.5F處，立一根粗細均勻的接力棒AB。 紅色端A位于2倍焦距之外，白色端B位于2倍焦距以內，如圖10所示。關于AB得到的圖像，下列說法正確的是（）。
圖 10
A. 紅色端細而長，白色端粗而短
B. 紅色端細而短，白色端粗而長
C. 紅色端粗而長，白色端細而短
D. 紅色端粗短，白色端細長
分析棒在主光軸上的位置與2F點（放大縮小圖像的分界點）相交，即紅端滿足照相原理，形成縮小虛像； 白端滿足投影儀的原理，形成放大的虛像。
答案B
例4 周末到了，景區里游人很多。 他們四人在同一個地方，分別用不同型號的A、B、C、D單反（焦距不同）對著同一個涼亭拍了一張合影，如圖A、B、 C、D。我們可以判斷：
照片是A拍的，照片是C拍的，照片是D拍的，照片是B拍的。
分析乘客在同一個地方，說明物距u是一樣的。 用不同焦距f的單反拍攝時，像距會發生急劇變化，即像的大小也會發生變化。 當u不變時，f變大，相當于 近處圖像和遠處圖像變大； 反之，f變小，即物體的遠像和近像變小。
答案 D、A、C、B
編輯|
制作人|蘇克化學之友