第02讲 光学复习
【学习目标】
1.知道光的直线传播以及相关实例
2.掌握光的反射与折射定律，了解光的反射实验中光具盘的作用；
3.掌握平面镜成像特点，注意实验器材的选择及实验现象的判断；
4.掌握凸透镜成像特点，知道凸透镜的特殊光线画法，掌握光具座器材的摆放次序及调整要求。
【基础知识】
一、光的直线传播
【知识梳理】
1.含义：光在同一均匀介质中沿直线传播
2.注意：
①光在同种介质中并不一定沿直线传播，如傍晚日落之后仍看到太阳的轮廓，是由于大气密度不均匀导致，光线偏折。这里必须要注意不仅要“同种介质”还需“均匀”。
②光在不同介质中传播的速度不同，一般光在固体中的速度最慢，液体中其次，气体中更快；光在真空中的速度最快为。
3.光的直线传播生活实例：小孔成像，影子的形成，日食月食，射击三点一线等
光的反射
【知识梳理】
1. 定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。
2.光的反射定律：
①反射光线与入射光线、法线在同一平面上
②反射光线和入射光线分居于法线的两侧
③反射角等于入射角
④光的反射过程中光路是可逆的
记忆关键词：三线同面，法线居中，两角相等，光路可逆。
3.光的反射分类
（1） 镜面反射
定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行
条件：反射面平滑
应用：迎着太阳看平静的水面特别亮，黑板“反光”等都是因为发生了镜面反射
（2）漫反射
定义：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向，每条光线遵守光的反射定律
条件：反射面凹凸不平
应用：能从各个方向看到本身不发光的物体是由于光射到物体上发生漫反射的缘故
练习：请各举一例说明光的反射作用对人们生活、生产的利与弊。
有利：生活中用平面镜观察面容；我们能看到的大多数物体是由于物体反射光进入我们眼睛。
②有弊：黑板反光；城市高大的楼房的玻璃幕墙、釉面砖墙反光造成光污染。
4.生活实例
水中倒影，镜中像，潜望镜等
5.光具盘的作用
可以直接看出入射光线与反射光线分居发现两侧。
有角度，可以直接读取反射角与入射角的大小，便于比较两角大小关系及变化关系。
自带平面镜在光具盘底部。
小门设计，帮助理解三线共面，将小门向后推开，光线位置不变，说明入射光线、反射光线和法线在同一平面。
三、探究平面镜成像的实验
【知识梳理】
【实验】探究平面镜成像实验
①像下图那样，将一张白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上，用两个夹子夹住一薄玻璃板，竖立在白纸上。
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像。
③另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动，使它与前面蜡烛的像重合（左右移动，直到从不同位置看上去它们都重合在一起），这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置.改变玻璃前蜡烛的位置，把实验再做两次，每次都记下两支蜡烛的位置。
④在白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，用刻度尺画实直线把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离，记录下来并比较它们的大小，再用量角器测量看它们是否与镜面垂直.
⑤把测量结果填写下表中。
探究平面镜成像的装置
(
蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离
第一次
第二次
第三次
)
试验中注意事项：
1.实验中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置；
2.试验中平面镜要和桌面垂直，否则怎么移动B都不能和A的像完全重合；
3.试验中如果用的玻璃板太厚就会看到两个像，这是由于玻璃板的两个面上都发生反射形成的；
4.实验用两个完全相同的蜡烛，是为了比较像的大小和物体的大小关系。
5.用一张白纸（光屏）放到玻璃板后面，白纸（光屏）上看不到蜡烛的像，证明成的像是虚像。
四、平面镜成像特点
【知识梳理】
什么是平面镜？
答：反射面为平面的面镜。
1.平面镜成像的原理:
物体的光经过平面镜反射，进入眼睛，人就在平面镜里面看到了 “物体”，这个“物体”就是平面镜所成的像.
（2）平面镜成像有哪些特点？
等大：像与物大小相等，与镜面的大小或物体离镜面的距离无关。
等距：像与物到镜面的距离相等。
垂直：像与物的连线与镜面垂直。
虚像：物体通过平面镜所成的像是虚像。
记忆关键词：正立、左右颠倒、等大、等距、垂直、虚像。
（3）平面镜成像原理：光的反射定律。
（4）平面镜所起的作用作用：a.成像、b.改变光的传播路径。
实像
(1)实像:由真实光线会聚形成的像。
例如小孔成像,光屏上的像是由实际光线通过小孔会聚在光屏上形成的,所以是实像.
(2)实像的特点:光屏能接到的像都是实像,实像一般都是真实存在的(水中倒影是平面镜成像,为虚像)
实像指从物体发出的或反射的光线经过光具后，实际的光线在空间相交所成的像，是真实存在的，既可以用眼睛观察到，又可以显示在光屏上。
虚像
(1)虚像:由反射光线的反向延长线会聚形成的像,并不是由实际光线形成的.
例如平面镜成像,平面镜后并没有实际光线,所以平面镜成的像是虚像.
(2)虚像的特点:在虚像的位置放上光屏,光屏接收不到像,虚像一般都是不存在的.
虚像是从物体发出光线经过光具后，实际光线没有会聚，而变的发散，这些发散光线的反向延长线相交而形成的像。虚像不是实际光线会聚而成，所以只能用眼睛看到，不能在屏幕上显示。
例如平面镜成像就是物体发出的光入射到平面镜上发生反射，反射光线的反向延长线在镜后相交形成的像。
五、光的折射
【知识梳理】
定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化， 这种现象叫做光的折射．
光的折射规律
1、光从空气斜射入水中或其他介质中时：
(1)折射光线与入射光线、法线在同一平面内；
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧；
(3)折射光线偏向法线方向。
折射角小于入射角
2、光从水或其他介质斜射入空气中时:
(1)折射光线与入射光线、法线在同一平面内；
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧；
(3)折射光线偏离法线方向。
折射角大于入射角
记忆关键词：共面 两侧 角度不同
注意：
（1）入射角增大时，折射角也随着增大；
（2）在光的折射中，光路是可逆的
（3）当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变．此时不发生折射。
现实生活中的一些折射现象
1、水中的筷子变 “弯”了
原理光路图：
2、渔民叉鱼
渔民在叉鱼的时候实际上并不是叉他看到的鱼，而是会往看到的鱼的下方去叉，这是为什么呢？
原理光路图：
3、池底看起来很 “浅”
去泳池游泳的时候，站在池水边看池底时候感觉池水很浅，但是下水之后发现池水明显比看起来的要深，这是为什么呢？
原理光路图：
因为从池底的一点A射向空气的光线，在水面发生折射，眼睛逆着折射光线看去，觉得好像是从水中的像点A 射来，眼睛看到的的是A的虚像A ， A 在A上方，所以看起来池底升高，池水变浅了。
六、凸透镜和凹透镜
【知识梳理】
透镜的分类 透镜有两类，中间厚边缘薄的叫镜凸透镜，中间薄边缘厚的叫凹透镜。 通常，透镜的两个表面都是球面，有时候一面是球面，另一面是平面。
2.主光轴：通过两个球面球心C1、C2的直线。 光心（O）：即薄透镜的中心。 焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点（或通过透镜后发散光线的反向延长线的会聚点），这个点叫焦点。（焦点一般有两个，并且一般关于透镜对称） 焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。
七、透镜对光线的作用
【知识梳理】
1、凸透镜对光线的作用
凸透镜对光线有会聚作用
会聚：就是向主光轴靠拢。若没有放透镜，虚线就是它光的传播路径，但放入凸透镜后，穿过凸透镜后的光线比原来的虚线更靠近主光轴了。
凸透镜的三条特殊光线：
（1）通过光心的光线方向不变；
（2）平行主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点；
（3）通过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴。
思考：第2条和第3条光线可以用我们学过的哪个知识来理解？（光路可逆）
2、凹透镜对光线的作用
凹透镜对光线有发散作用
发散：就是远离主光轴。若没有放透镜，虚线就是它光的传播路径，但放入凹透镜后，穿过凹透镜后的光线比原来的虚线更远离主光轴了。
（1）通过光心的光线方向不变；
（2）平行主光轴的光线经凹透镜折射后，其反向延长线通过焦点；
（3）指向另一侧焦点的光线经凹透镜后平行于主轴。
思考：第2条和第3条光线可以用我们学过的哪个知识来理解？（光路可逆）
八、凸透镜成像的规律
【知识梳理】
1、物距和像距
物距：物体到凸透镜的距离叫物距，用u表示
像距：像到凸透镜的距离叫像距，用v表示
2倍焦距：到凸透镜的距离是凸透镜焦距的2倍
凸透镜成像及应用表
物距（） 像距（） 像的性质 应用
大小 倒正 虚实
无限远 极小 光斑 测
缩小 倒立 实像 照相机
等大 倒立 实像 1. （测） 2. 最小
放大 倒立 实像 幻灯机
无限远 1. 平行光源 2. 测
同侧 放大 正立 虚像 放大镜
说明：
① 当物距u减小时，像变大，像距变大。
像与物变化关系：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；像和物同方向移动。
② 1倍焦距分虚实：焦点是成实像与虚像的分界点。
③ 2倍焦距分大小：2倍焦距是成放大像与缩小像的分界点。
九、探究凸透镜成像的规律
【知识梳理】
提出问题
为什么同一凸透镜可以成不同的像，凸透镜成像与什么因素有关
猜想与假设
凸透镜成像可能与物体到凸透镜的距离有关
设计实验
实验原理：光的折射
实验器材：光具座、凸透镜、光屏、蜡烛
实验步骤：
1、在光具座上依次放好蜡烛、凸透镜、光屏，调节它们在同一直线上，并且使它们的中心在同一高度。
2、把蜡烛放在较远处，使物距分别为U＞2f；u=2f，f＜U＜2f；u=f ，U＜f时，移动光屏找像，使烛焰在光屏上成最清晰的实像，观察像的大小、正倒和虚实。
如何测定凸透镜焦距
根据凸透镜特性，让平行光（如太阳光）沿主轴方向入射到凸透镜上，在另一侧与透镜平行放置一光屏，调节光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此时透镜与光屏的间距为凸透镜焦距。这是一种简便的粗测凸透镜焦距的方法。
利用实验探究凸透镜成像规律时，应注意以下几点：
（1）在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，并且使它们在同一直线上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，这样做的目的是使烛焰通过凸透镜折射后所成的像完整地呈现在光屏的中央位置。
（2）当烛焰与凸透镜的距离确定后，应移动光屏，直到在光屏上呈现最清晰明亮的像。
（3）观察虚像时，眼睛和物体位于凸透镜的两侧，像与物体位于凸透镜的同侧。
在光屏上找不到像的原因有哪些？
实验过程中移动光屏找不到像的可能原因：①蜡烛在焦点以内；②蜡烛在焦点上；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光屏无法移到该位置。
十、光的色散
【知识梳理】
牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱)。
1、白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。
复色光：由几种单色光合成的光。白光就是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的一种复色光。
光的色散：复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。
白光色散的原因：棱镜对各种单色光的折射程度不同。
2、光的三原色：
红、绿、蓝叫做三原色光
记忆口诀：蓝天的下红绿灯
3、彩虹的形成
彩虹形成的光学原理彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴，造成太阳光发生色散而形成的，所以彩虹较多出现在雨后或者空气中水珠丰富的瀑布旁边。
【考点剖析】
例1.光在 均匀物质中沿 传播，如果遇到不透明的物体，在物体后面 的区域便产生了影子。
【答案】同一，直线，较暗
【解析】概念的理解
例2.光在真空中的传播速度是 km／s，太阳距地球1.5×1011m，太阳发出的光要经过 s才能到达地球。
【答案】3×105 ，500
【解析】光的直线传播概念的理解，结合s=vt的运算，注意单位
例3.利用平面镜可以改变光线的方向，当光线与平面镜成90 角入射时，入射角是 ，反射角是 。
【答案】0°，0°
【解析】光的反射定律，入射角是入射光线与法线的夹角，法线与反射面垂直，所以入射光线与法线重合，夹角为0°，即入射角为0°，反射角等于入射角，也为0°。
例4.如图所示：李明做“研究平面镜成像特点”的实验，所用的实验器材有：刻度尺、玻璃板、两只相同的蜡烛、白纸、火柴、夹子等。实验过程中他的眼睛始终在蜡烛A的一侧进行观察。
（1）该实验中刻度尺的作用是为了测量物与像到玻璃板距离的关系；
（2）相同的蜡烛是为了比较物与像 的关系。
（3）若用平面镜代替玻璃板，上述实验 进行（选填“能”或“不能”），理由是 。
【答案】大小；不能，不能看到平面镜后的未点燃的蜡烛。
【解析】使用平面镜能得到像，但看不到镜后未点燃的蜡烛
例5.同学在做平面镜成像特点实验时，将一块玻璃板竖直架在一直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A和B，一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察，如图所示。在此实验中：
（1）直尺的作用是便于比较物与像 关系；
（2）两段蜡烛A、B大小应该 （相同、不相同）；
（3）用玻璃板而不是平面镜，因为玻璃板即可以看到烛焰的像，又可以看到 。
（4）点燃蜡烛A，移动 的蜡烛B，直到从镜前不同位置上看去，镜后的蜡烛B好像 ，则蜡烛B所在的位置就是 位置。
【答案】（1）位置；（2）相同；（3）玻璃板后未点燃的蜡烛；（4）未点燃，被点燃了，蜡烛A的像。
【解析】1.中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置；2.试验中平面镜要和桌面垂直，否则怎么移动B都不能和A的像完全重合；3实验用两个完全相同的蜡烛，是为了比较像的大小和物体的大小关系。
例6.视力检查时要求被测人与视力表间隔5m.小明准备借助一块平面镜检查视力（如图所示），则他应坐在镜前 m 处．图中小明正在用手示意他所看到的“E”字朝向，其示意方向应与视力表中“E”字的实际朝向 （选填“相同”或“相反”）。
【答案】2；相同
【解析】为符合要求，人距像需达到5m
例8.画出物体AB在平面镜MN中所成的像A’B’。
【答案】如下图
例9.水面也能发生反射，我们从水中看到空中的飞机是 像。（填“虚”“实”）
【答案】虚
【解析】水面反射实际上就是平面镜成像，成虚像
例10.在下列现象中，属于光的折射现象的是（ ）
A．在水中出现的岸边树木的倒影 B．潜水艇中的潜望镜
C．汽车司机所用的观后镜 D．从岸上看到池中水的深度比实际的浅一些
【答案】D
【解析】A是光的反射产生的虚像，B是利用两个平面镜反射原理制成的，C答案是凸面镜的应用，也是反射原理，凸面镜的效果是扩大视野，可以看到更广阔的范围。D是光从水中斜射入空气发生了折射,一定要解释清楚光的传播途径。
例11.如图所示，是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，其中_是入射光线， 是反射光线，
是折射光线，反射角为 ，折射角为 ，光进入玻璃后偏折角度的大小是 。
【答案】BO,OA,OC,60°，35°，25°
【解析】注意到反射与折射的共同特点是，入射光线与反射或折射光线在法线两侧，再注意到反射光线与入射光线在界面的同侧且关于法线对称，而折射光线与入射光线在界面两侧，可以看出BO与OA是关于MM对称，所以判断NN是法线，得出对应光线：入射光线BO,反射光线OA,折射光线OC及对应角度。光线改变角度是入射光线与折射光线夹角的补角。
例12.透镜分为两种：一种为中间厚，边缘薄的，叫做 ，它能使光线 ；另一种为中间薄，缘厚的，叫做 ，它能使光线 。
【答案】凸透镜，会聚，凹透镜，发散
【解析】透镜的分类 透镜有两类，中间厚边缘薄的叫镜凸透镜，中间薄边缘厚的叫凹透镜。 通常，透镜的两个表面都是球面，有时候一面是球面，另一面是平面。凸透镜对光线具有汇聚作用，凹透镜对光线具有发散作用。
例13．某同学在做研究凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置，实验后，他归纳出下列说法，其中错误的是（ ）
A．使烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小
B．使烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大
C．使烛焰位于a点时，成缩小的实像
D．使烛焰位于d点时，成放大的实像
【答案】D
【解析】 观察图像可看出d在焦距以内，b、c在f和2f之间，a在2f之外，所以可以得出d处放置物体成正立放大虚像，b、c处放置成倒立放大实像，且c处大于b处，a处放置成倒立缩小实像。
例14.在“验证凸透镜成像规律”实验中（如图15所示），先要将蜡烛、凸透镜（焦距为10厘米）和光屏依次放置在光具座上，要调整 和 的高度，使它们三者的中心位置调节到等高；再将蜡烛、凸透镜分别固定在A、B位置处后，在 （选填“C、D”或“D、E”）范围内移动光屏，同时眼睛要注意观察 上的像，直到出现最清晰的像为止。
【答案】凸透镜； 光屏； “C、D”；光屏。
【解析】放置实验器材之后，为了使完整的像成在光屏中央，必须调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使三者在同一高度。由图可知，u=30cm，f=10cm，u>2f，根据凸透镜成像规律，应在f与2f之间移动光屏找像，即CD之间。
例15.下列哪种颜色不属于三原色光（ ）
A．红 B.黄 C.绿 D.蓝
【答案】B
【解析】三原色光为红、绿、蓝，黄色不属于。
【真题演练】
1.生活在信息时代，而信息是以真空中的光速传播的，其速度为 m／s；若北京到南通市的 传输距离约为1.5×106m，通过“信息高速公路”，南通市接收到从北京发出的信息需 s．
【答案】3×108 ，0.005
2.纵队时看到自己前面的一个人挡住了所有的人，队就排直了，这因为光 。阳光经过茂密树叶的缝隙，在路面上形成了许多 形光斑，这是太阳的 ，是由于 而形成的．
【答案】在同一均匀介质中沿直线传播，圆形，像，光在同一均匀介质中沿直线传播
3.线与平面镜成90 角入射，若入射光线不变，镜面旋转20°，那么，此时的入射角是 ，反射角是 ，反射光线和入射光线间的夹角是 ，光线改变 。
【答案】20°，20°，40°，140°
4.探究平面镜成像的实验中，下列说法错误的是( )
A．用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体，便于确定像的位置
B．选择与物等大的另一物体的目的是为了比较像和物的大小
C．将白纸放在像的位置，透过玻璃看到白纸上有像，由此得出白纸能接收平面镜所成的像
D．平板玻璃放置时应与桌面垂直
【答案】C
5．璐璐在家中照镜子时，发现镜中的她“远小近大”。于是，她猜想：物体在平面镜中所成像的大小是否与物体到平面镜的距离有关？
（1）为了验证猜想，她选用 （填“平面镜”或“薄玻璃板”）、两只形状和大小 （填“相同”或“不相同”）的蜡烛以及刻度尺来做实验。
（2）她把蜡烛分别放在镜前不同位置处，发现成的像与镜后的蜡烛总是 的（填“重合”或“不重合”）。
（3）她将蜡烛向靠近镜面的方向移动，发现像的大小 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）她得出结论：物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离 （填“有关”或“无关”），像始终与物体大小 （填“相等”或“不相等”）。
（5）璐璐做完上面实验，接着想探究成的像是实像还是虚像？她移去后面的蜡烛，在像的位置放一个光屏，在光屏上 承接到像(填“能"或“不能”)，她于是又明白了：平面镜成的像是 像。
【答案】（1）薄玻璃板；相同（2）重合（3）不变（4）无关（5）不能；虚
6．变式练习：在竖直的墙壁上挂一平面镜，一个人站在平面镜前刚好能在平面镜中看到自己的全身像.当他向后退的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．像变小，他仍能刚好看到自己的全身像
B．像变大，头顶和脚的像看不到了
C．像的大小不变，他仍能刚好看到自己的全身像
D．像的大小不变，他仍能看到自己的全身像，但像未占满全幅镜面
【答案】C
7.请作出三角形的像
【答案】略
8.在图中，根据平面镜的成像特点，画出物体AB在平面镜MM’中的像A’B’
【答案】略
9.下列观察到的像属于实像的是（ ）
A．平静水面映出岸边景物的倒影
B．站在岸边看到水中游动的鱼
C．通过放大镜看到正立放大的蚂蚁
D．放映电影时看到银幕上的画面
【答案】D
10.用气枪射击池水中的鱼，为提高命中率，在射击时应瞄准（ ）
A．看到的鱼 B．看到的鱼的上部
C．看到的鱼的下部 D．看到的鱼的右边
【答案】C
11．一束光从空气中射向某一透明介质时发生反射和折射现象，入射光与分界面的夹角为30°，若折射光线和反射光线垂直，则反射光线与入射光线的夹角为 ，折射角为 。
【答案】 120°，30°
12．根椐图中给出的平行于主光轴的入射光线，画出它们通过凸透镜后的出射光线。
【答案】略
13.在研究凸透镜成像的实验中，当蜡烛位于凸透镜某位置时，在透镜的另一侧呈现一个倒立、放大的实像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛与光屏的位置相互交换，则在光屏上将出现一个 （ ）
A. 倒立、放大的实像 B. 倒立、缩小的实像
C. 倒立、等大的实像 D. 得不到实像
【答案】B
14．在探究凸透镜成像规律的实验中，将焦距为10 cm的凸透镜A固定在光具座上50 cm刻度处，光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧，如图14所示。
① 为使像成在光屏中央，应该进行的实验操作是；调节凸透镜和光屏的中心，使之与 ；② 保持蜡烛与凸透镜在图14所示的位置不变，为了找到烛焰清晰的像，光屏应在光具座的 移厘米（选填“50～60”、“60～70”或“大于70”）刻度范围内移动；③ 保持蜡烛与凸透镜在图14所示的位置不变，用焦距为15厘米的凸透镜B替换凸透镜A，应将光屏向 移动（选填“左”或“右”）才能在屏上得到 的像（选填“放大”或“缩小”）。
图14
【答案】（1）蜡焰的中心大致在同一高度；（2）60~70；（3）右；缩小。
【过关检测】
一、单选题
1．如图所示，一束光在平面镜上发生反射，反射光恰好照在光屏的A处。若保持入射光线位置不变，要让反射光照在光屏的B处，下列方法中可行的是（ ）
A．只将平面镜向上移动一段距离
B．只将光屏向下移动一段距离
C．只将平面镜绕O点顺时针转过一定角度（小于90°）
D．只将平面镜绕O点逆时针转过一定角度（小于90°）
【答案】C
【详解】
A．若将平面镜向上移动一段距离，入射点会向O点左方移动，因此光斑会随着往左方移动，故不能到达B点，故A不符合题意；
B．若将光屏向下移动一段距离，由图中光的反射光线知光斑会向左移动，故B不符合题意；
C．若将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度（小于90°），此时入射角增大，反射角也随着增大，光斑向右移动，可能光斑移动到B处，故C符合题意；
D．若将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度（小于90°），入射角减小，反射角也随之减小，光斑向左移动，故D不符合题意。
故选C。
2．光从空气斜射到水面发生光的反射和折射时，已知入射光线与水面的夹角为30°，则下列说法正确的是（ ）
A．入射角等于30° B．反射角等于60°
C．折射角大于60° D．折射角等于30°
【答案】B
【详解】
入射光线与水面的夹角为30°，因为法线是垂直于反射面的，所以入射角和入射光线与水面的夹角互为余角，故入射角为60°。
AB．根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角为60°，故A错误，B正确；
C D．根据光从空气斜射到水中发生折射现象的折射规律，折射角小于入射角，即只能得出折射角要小于60°，是否一定等于30°无法确定。故CD错误。
故选B。
3．天气晴好时，大厦的玻璃幕墙看上去会很“耀眼”，这属于光的（ ）
A．直线传播现象 B．反射现象 C．折射现象 D．小孔成像现象
【答案】B
【详解】
大厦的玻璃幕墙表面光滑，当天气晴好时，太阳光经玻璃幕墙后发生镜面反射，从而看上去很“耀眼”。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4．在物理学习的过程中，经常会用到一些科学研究方法。如：（1）探究摆的周期与哪些因素有关；（2）将敲击后的音叉插入水中，水波的振动反映音叉的振动；（3）用带箭头的直线表示光线；（4）探究发声体振动快慢与哪些因素有关。上述事例中运用相同科学研究方法的是（ ）
A．（1）与（2） B．（3）与（4）
C．（1）与（4） D．（2）与（3）
【答案】C
【详解】
（1）探究摆的周期与哪些因素有关，采用的是控制变量法；（2）将敲击后的音叉插入水中，水波的振动反映音叉的振动，采用的是转换法；（3）用带箭头的直线表示光线，采用的是理想模型法；（4）探究发声体振动快慢与哪些因素有关，采用的是控制变量法，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．如图所示，1为入射光线，2为出射光线，在图中添加一个合理的光学器件可为（ ）
A．平面镜 B．凸透镜
C．凹透镜 D．前三者均可
【答案】D
【详解】
1为入射光线，2为反射光线，作两条光线组成角的角平分线，即为法线，再作法线的垂线即为反射镜面的位置，如下图所示
1为入射光线，2为折射光线，凸透镜对光线有会聚的作用，入射光线1看做是平行于主光轴的一条光线，据此画出主光轴，折射光线经过凸透镜焦点，据此可画出凸透镜，如下图所示
1为入射光线，2为折射光线，凹透镜对光线有发散的作用。1为平行于凹透镜主光轴的光线，经折射后，折射光线的反向延长线通过焦点。如下图所示
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
二、实验题
6．在探究凸透镜成像规律的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度处，光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧，如图所示。
① 为使像成在光屏中央，应该进行的实验操作是：调节凸透镜和光屏的中心，使之与_______；
② 调节好之后，恰能在光屏上成清晰的像，则像的性质是_______像，该透镜的焦距范围是_______。
【答案】与烛焰中心在同一高度 倒立、缩小的实
【详解】
①[1]由于经过凸透镜光心的光线传播方向不变，为了使像成在光屏的正中央便于观察，故要求凸透镜、光屏与烛焰中心在同一高度。
②[2] [3]如图所示刻度尺的一大格表示10cm，平均分成10小格，每小格为1cm，即分度值为1cm，如图物距为
像距为
即，表明物距大于两倍焦距，像距在一倍焦距与两倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。则物距、像距与焦距的关系为
，
联立上述两不等式，可得
7．在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）实验器材有：______、光屏、凸透镜、蜡烛和火柴等；
（2）首先记下凸透镜的______；
（3）安装实验装置时，应使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在______，这样做的目的是______；
（3）实验中，小明将蜡烛、凸透镜和光屏放在如图所示位置。在找像的过程中，小明将光屏一直向右移动，当出现了清晰的像，便开始记录数据，同组的小华认为小明的找像过程不妥，两人商量后进行了必要的操作并找到了像的位置，请写出他们的必要操作过程______。在归纳实验结论时，要将从光具座上读出的______的值分别跟凸透镜的______相比较，并记录相应的成像情况。
【答案】光具座 焦距 同一高度上 使像能够成在光屏中央 见解析 物距和像距 一倍焦距和二倍焦距
【详解】
（1）[1]实验器材除了需要凸透镜、光屏、蜡烛和火柴外，还需用到光具座，方便读取元件的位置。
（2）[2]实验中找到物距和焦距的关系，像距和焦距的关系，所以实验前需要记下凸透镜的焦距。
（3）[3][4]实验中，为了使像成在光屏的中央，应使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在同一高度处。
（4）[5][6][7]必要的操作过程是固定凸透镜的位置，将蜡烛放在适当的位置，移动光屏找到烛焰清晰的像；在凸透镜成像规律中，物体和像到凸透镜的距离的大小都是与一倍焦距和二倍焦距相比较，进而确定出二倍焦距以外、一倍焦距和二倍焦距之间或一倍焦距以内的成像特点。
8．在“探究平面镜成像的特点”实验中：实验时用______替代平面镜，是为了______；实验时如图甲，将点燃的蜡烛1放在玻璃板前，把另一支相同的蜡烛2放到玻璃板另一侧，边移动边观察。观察时，眼睛应该在图中______处观察（选填“A”、“B”、“C”或“D”），使它与蜡烛1的像重合：为确定像的虚实，需在______位置放一个光屏（选填“蜡烛1”或“蜡烛2”），并在图中的______处观察光屏上是否有像（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。实验过程中若在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃板看到了同一个蜡烛的两个像，则产生这种现象的原因可能是______。
为得到像与物到镜面的距离关系，需将镜前物体放在______位置进行多次实验（选填“同一”或“不同”），其目的是______。经过实验，小华在白纸上留下了两组实验记录，小李分析了小华的测量数据后，认为小华的测量数据有问题，便直接修改了数据，如图乙所示。你认为小李修改数据的做法______的（选填“正确”或“错误”），理由：______。
【答案】玻璃板 便于确定像的位置 A 蜡烛2 B 玻璃板太厚 不同 使实验结论具有普遍性 错误 尊重实验事实，不能随便修改实验测量数据
【详解】
[1][2]用玻璃板代替平面镜，是因为玻璃板具有透光性，便于确定像的位置，才能测量物像到平面镜的距离关系，物像连线与镜面的关系。
[3]一边移动蜡烛2，眼睛一边在蜡烛1（A处）一侧透过玻璃板观察，当蜡烛2与蜡烛1的像完全重合时便停止移动蜡烛2，蜡烛2的位置即为蜡烛1像的位置。
[4][5]为了确定像的虚实，要将光屏放在像的一侧，光屏上有像则说明平面镜成的是实像，在图中的B位置观察光屏上是否有像若光屏上没有像则说明像是虚像。
[6]由于像是由光的反射形成的，而厚玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像。
[7][8]一次实验不具备代表性，应采取同样的实验方案多做几次，避免实验现象的偶然性，才能保证结论的正确，所以应将物体放在不同位置进行实验。
[9][10]实验要尊重客观事实，不能改变实验数据，因此小李的做法是错误的。
9．某同学用硬纸板制作了一个光具盘，用来“研究光的反射定律”，如图（a）所示，将平面镜放在纸制的光具盘中央，打开激光源，让入射光线从左侧斜射到平面镜上，观察入射光线、反射光线与 ___________的位置关系，并且观察和记下 ___________和 ___________的数值。实验中将右侧纸板沿直线ON向后转动一个角度后，在右侧纸板光具盘上 ___________（选填“能”或“不能”）看见反射光线，这一现象说明：光发生反射时，___________。如图（b）所示，若入射光线沿AO方向入射，那么反射光线将沿 ___________（选填“OB”、“OC”或“OD”）方向射出。
【答案】法线 入射角 反射角 不能 反射光线、入射光线与法线在同一平面内 OC
【详解】
[1][2][3]研究光的反射定律时，如图（a）所示，此装置可以观察入射光线与反射光线，并确定入射角与反射角的大小。将平面镜放在纸制的光具盘中央，打开激光源，让入射光线从左侧斜射到平面镜上，观察入射光线、反射光线与法线的位置，并且观察和记下入射角和反射角的数值。
[4][5]实验中将右侧纸板沿直线ON向后转动一个角度后，此时右侧纸板与左侧纸板不在同一个平面内，在右侧纸板光具盘上不能看见反射光线，这一现象说明：光发生反射时，反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
[6]如图（b）所示，若入射光线沿AO方向入射，此时入射角等于50°，因反射角等于入射角，故此时反射角也等于50°，那么反射光线将沿OC方向射出。
10．学习凸透镜成像时，老师用光具座等器材进行演示实验，光屏上有时可以找到缩小的烛焰像，有时可以找到放大的烛焰像。
（1）基于以上事实，同学们推测光屏上应该还能找到______的烛焰像。
（2）为了探究物体通过凸透镜在光屏上成像的规律，全班同学进行分组实验。甲小组从不同凸透镜中选用了焦距为10厘米的透镜进行实验。下表是他们记录的部分实验数据。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物距（厘米） 60.0 40.0 30.0 20.0 18.0 16.0 14.0 8.0 6.0
像距（厘米） 11.8 13.4 15.2 20.0 23.0 26.5 35.0 /
光屏上成像情况 缩小 缩小 缩小 等大 放大 放大 放大 光屏上不成像
①分析实验序号1-7中像距随物距的变化关系可初步得出：物体通过同一凸透镜在光屏上成像时，_______。
②甲小组同学将表中物距的数据，分别与凸透镜1倍焦距及2倍焦距值进行比较后，可初步归纳得出：当物距满足_______时，物体通过凸透镜能在光屏上成像；当物距满足______时，物体通过凸透镜在光屏上成的像是放大的。
③实验序号______中的数据支持同学们的推测，但要验证其是否具有普遍性，下列拟进一步探究的方案中，合理的是______。
A．改变物距的大小再进行多次实验。B．换用不同焦距的凸透镜进行实验。C．与其他小组的实验数据进行交流。
④乙小组同学使用相同的实验器材探究，但是与甲组同学的数据对比发现：当物距为40厘米时，他们所测像距为14厘米；当物距为16厘米时，所测像距为27厘米。若乙组同学测量读数正确，你认为出现这种情况的原因是______。
【答案】等大 物距越大，像距越小 大于一倍焦距 在一倍焦距与二倍焦距之间 4 BC 光屏没有移到成像最清晰的位置便读取记录了数据
【详解】
（1）[1]根据凸透镜成像规律知：倒立的实像可以是放大的、缩小的也可以是等大的。
（2）①[2]比较1-7中像距随物距的变化关系，可以得到同一凸透镜成实像时，物距变大，像距变小；或物距变小，像距变大。
②[3]将表中物距的数据，分别与凸透镜1倍焦距及2倍焦距值进行比较好后得：焦点是实像与虚像的分界点，焦点以外是实像，以内是虚像，所以当物距大于一倍焦距是成倒立的实像。
[4]二倍焦距是放大与缩小像的分界点，二倍焦距以外是缩小的像，以内是放大的像，所以当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立放大的实像.
③[5][6]由表中的实验4知当
u=v=20cm
时，成倒立等大的实像；为了找普遍规律应选用焦距不同的透镜多次实验或与其他小组的实验数据交流，故选BC。
④[7]若乙组同学测量读数正确，他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，是因为实验中光屏没有移到成像最清晰的位置便读取记录了数据，导致出现不同的像距。第02讲 光学复习
【学习目标】
1.知道光的直线传播以及相关实例
2.掌握光的反射与折射定律，了解光的反射实验中光具盘的作用；
3.掌握平面镜成像特点，注意实验器材的选择及实验现象的判断；
4.掌握凸透镜成像特点，知道凸透镜的特殊光线画法，掌握光具座器材的摆放次序及调整要求。
【基础知识】
一、光的直线传播
【知识梳理】
1.含义：光在同一均匀介质中沿直线传播
2.注意：
①光在同种介质中并不一定沿直线传播，如傍晚日落之后仍看到太阳的轮廓，是由于大气密度不均匀导致，光线偏折。这里必须要注意不仅要“同种介质”还需“均匀”。
②光在不同介质中传播的速度不同，一般光在固体中的速度最慢，液体中其次，气体中更快；光在真空中的速度最快为。
3.光的直线传播生活实例：小孔成像，影子的形成，日食月食，射击三点一线等
光的反射
【知识梳理】
1. 定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。
2.光的反射定律：
①反射光线与入射光线、法线在同一平面上
②反射光线和入射光线分居于法线的两侧
③反射角等于入射角
④光的反射过程中光路是可逆的
记忆关键词：三线同面，法线居中，两角相等，光路可逆。
3.光的反射分类
（1） 镜面反射
定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行
条件：反射面平滑
应用：迎着太阳看平静的水面特别亮，黑板“反光”等都是因为发生了镜面反射
（2）漫反射
定义：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向，每条光线遵守光的反射定律
条件：反射面凹凸不平
应用：能从各个方向看到本身不发光的物体是由于光射到物体上发生漫反射的缘故
练习：请各举一例说明光的反射作用对人们生活、生产的利与弊。
有利：生活中用平面镜观察面容；我们能看到的大多数物体是由于物体反射光进入我们眼睛。
②有弊：黑板反光；城市高大的楼房的玻璃幕墙、釉面砖墙反光造成光污染。
4.生活实例
水中倒影，镜中像，潜望镜等
5.光具盘的作用
可以直接看出入射光线与反射光线分居发现两侧。
有角度，可以直接读取反射角与入射角的大小，便于比较两角大小关系及变化关系。
自带平面镜在光具盘底部。
小门设计，帮助理解三线共面，将小门向后推开，光线位置不变，说明入射光线、反射光线和法线在同一平面。
三、探究平面镜成像的实验
【知识梳理】
【实验】探究平面镜成像实验
①像下图那样，将一张白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上，用两个夹子夹住一薄玻璃板，竖立在白纸上。
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像。
③另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动，使它与前面蜡烛的像重合（左右移动，直到从不同位置看上去它们都重合在一起），这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置.改变玻璃前蜡烛的位置，把实验再做两次，每次都记下两支蜡烛的位置。
④在白纸上画出玻璃板的位置，移开玻璃板，用刻度尺画实直线把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来，量出两支蜡烛到玻璃板的距离，记录下来并比较它们的大小，再用量角器测量看它们是否与镜面垂直.
⑤把测量结果填写下表中。
探究平面镜成像的装置
(
蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离
第一次
第二次
第三次
)
试验中注意事项：
1.实验中利用玻璃板代替平面镜是为了确定像的位置；
2.试验中平面镜要和桌面垂直，否则怎么移动B都不能和A的像完全重合；
3.试验中如果用的玻璃板太厚就会看到两个像，这是由于玻璃板的两个面上都发生反射形成的；
4.实验用两个完全相同的蜡烛，是为了比较像的大小和物体的大小关系。
5.用一张白纸（光屏）放到玻璃板后面，白纸（光屏）上看不到蜡烛的像，证明成的像是虚像。
四、平面镜成像特点
【知识梳理】
什么是平面镜？
答：反射面为平面的面镜。
1.平面镜成像的原理:
物体的光经过平面镜反射，进入眼睛，人就在平面镜里面看到了 “物体”，这个“物体”就是平面镜所成的像.
（2）平面镜成像有哪些特点？
等大：像与物大小相等，与镜面的大小或物体离镜面的距离无关。
等距：像与物到镜面的距离相等。
垂直：像与物的连线与镜面垂直。
虚像：物体通过平面镜所成的像是虚像。
记忆关键词：正立、左右颠倒、等大、等距、垂直、虚像。
（3）平面镜成像原理：光的反射定律。
（4）平面镜所起的作用作用：a.成像、b.改变光的传播路径。
实像
(1)实像:由真实光线会聚形成的像。
例如小孔成像,光屏上的像是由实际光线通过小孔会聚在光屏上形成的,所以是实像.
(2)实像的特点:光屏能接到的像都是实像,实像一般都是真实存在的(水中倒影是平面镜成像,为虚像)
实像指从物体发出的或反射的光线经过光具后，实际的光线在空间相交所成的像，是真实存在的，既可以用眼睛观察到，又可以显示在光屏上。
虚像
(1)虚像:由反射光线的反向延长线会聚形成的像,并不是由实际光线形成的.
例如平面镜成像,平面镜后并没有实际光线,所以平面镜成的像是虚像.
(2)虚像的特点:在虚像的位置放上光屏,光屏接收不到像,虚像一般都是不存在的.
虚像是从物体发出光线经过光具后，实际光线没有会聚，而变的发散，这些发散光线的反向延长线相交而形成的像。虚像不是实际光线会聚而成，所以只能用眼睛看到，不能在屏幕上显示。
例如平面镜成像就是物体发出的光入射到平面镜上发生反射，反射光线的反向延长线在镜后相交形成的像。
五、光的折射
【知识梳理】
定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化， 这种现象叫做光的折射．
光的折射规律
1、光从空气斜射入水中或其他介质中时：
(1)折射光线与入射光线、法线在同一平面内；
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧；
(3)折射光线偏向法线方向。
折射角小于入射角
2、光从水或其他介质斜射入空气中时:
(1)折射光线与入射光线、法线在同一平面内；
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧；
(3)折射光线偏离法线方向。
折射角大于入射角
记忆关键词：共面 两侧 角度不同
注意：
（1）入射角增大时，折射角也随着增大；
（2）在光的折射中，光路是可逆的
（3）当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变．此时不发生折射。
现实生活中的一些折射现象
1、水中的筷子变 “弯”了
原理光路图：
2、渔民叉鱼
渔民在叉鱼的时候实际上并不是叉他看到的鱼，而是会往看到的鱼的下方去叉，这是为什么呢？
原理光路图：
3、池底看起来很 “浅”
去泳池游泳的时候，站在池水边看池底时候感觉池水很浅，但是下水之后发现池水明显比看起来的要深，这是为什么呢？
原理光路图：
因为从池底的一点A射向空气的光线，在水面发生折射，眼睛逆着折射光线看去，觉得好像是从水中的像点A 射来，眼睛看到的的是A的虚像A ， A 在A上方，所以看起来池底升高，池水变浅了。
六、凸透镜和凹透镜
【知识梳理】
透镜的分类 透镜有两类，中间厚边缘薄的叫镜凸透镜，中间薄边缘厚的叫凹透镜。 通常，透镜的两个表面都是球面，有时候一面是球面，另一面是平面。
2.主光轴：通过两个球面球心C1、C2的直线。 光心（O）：即薄透镜的中心。 焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点（或通过透镜后发散光线的反向延长线的会聚点），这个点叫焦点。（焦点一般有两个，并且一般关于透镜对称） 焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。
七、透镜对光线的作用
【知识梳理】
1、凸透镜对光线的作用
凸透镜对光线有会聚作用
会聚：就是向主光轴靠拢。若没有放透镜，虚线就是它光的传播路径，但放入凸透镜后，穿过凸透镜后的光线比原来的虚线更靠近主光轴了。
凸透镜的三条特殊光线：
（1）通过光心的光线方向不变；
（2）平行主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点；
（3）通过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴。
思考：第2条和第3条光线可以用我们学过的哪个知识来理解？（光路可逆）
2、凹透镜对光线的作用
凹透镜对光线有发散作用
发散：就是远离主光轴。若没有放透镜，虚线就是它光的传播路径，但放入凹透镜后，穿过凹透镜后的光线比原来的虚线更远离主光轴了。
（1）通过光心的光线方向不变；
（2）平行主光轴的光线经凹透镜折射后，其反向延长线通过焦点；
（3）指向另一侧焦点的光线经凹透镜后平行于主轴。
思考：第2条和第3条光线可以用我们学过的哪个知识来理解？（光路可逆）
八、凸透镜成像的规律
【知识梳理】
1、物距和像距
物距：物体到凸透镜的距离叫物距，用u表示
像距：像到凸透镜的距离叫像距，用v表示
2倍焦距：到凸透镜的距离是凸透镜焦距的2倍
凸透镜成像及应用表
物距（） 像距（） 像的性质 应用
大小 倒正 虚实
无限远 极小 光斑 测
缩小 倒立 实像 照相机
等大 倒立 实像 1. （测） 2. 最小
放大 倒立 实像 幻灯机
无限远 1. 平行光源 2. 测
同侧 放大 正立 虚像 放大镜
说明：
① 当物距u减小时，像变大，像距变大。
像与物变化关系：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；像和物同方向移动。
② 1倍焦距分虚实：焦点是成实像与虚像的分界点。
③ 2倍焦距分大小：2倍焦距是成放大像与缩小像的分界点。
九、探究凸透镜成像的规律
【知识梳理】
提出问题
为什么同一凸透镜可以成不同的像，凸透镜成像与什么因素有关
猜想与假设
凸透镜成像可能与物体到凸透镜的距离有关
设计实验
实验原理：光的折射
实验器材：光具座、凸透镜、光屏、蜡烛
实验步骤：
1、在光具座上依次放好蜡烛、凸透镜、光屏，调节它们在同一直线上，并且使它们的中心在同一高度。
2、把蜡烛放在较远处，使物距分别为U＞2f；u=2f，f＜U＜2f；u=f ，U＜f时，移动光屏找像，使烛焰在光屏上成最清晰的实像，观察像的大小、正倒和虚实。
如何测定凸透镜焦距
根据凸透镜特性，让平行光（如太阳光）沿主轴方向入射到凸透镜上，在另一侧与透镜平行放置一光屏，调节光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此时透镜与光屏的间距为凸透镜焦距。这是一种简便的粗测凸透镜焦距的方法。
利用实验探究凸透镜成像规律时，应注意以下几点：
（1）在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，并且使它们在同一直线上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，这样做的目的是使烛焰通过凸透镜折射后所成的像完整地呈现在光屏的中央位置。
（2）当烛焰与凸透镜的距离确定后，应移动光屏，直到在光屏上呈现最清晰明亮的像。
（3）观察虚像时，眼睛和物体位于凸透镜的两侧，像与物体位于凸透镜的同侧。
在光屏上找不到像的原因有哪些？
实验过程中移动光屏找不到像的可能原因：①蜡烛在焦点以内；②蜡烛在焦点上；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光屏无法移到该位置。
十、光的色散
【知识梳理】
牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱)。
1、白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。
复色光：由几种单色光合成的光。白光就是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的一种复色光。
光的色散：复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。
白光色散的原因：棱镜对各种单色光的折射程度不同。
2、光的三原色：
红、绿、蓝叫做三原色光
记忆口诀：蓝天的下红绿灯
3、彩虹的形成
彩虹形成的光学原理彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴，造成太阳光发生色散而形成的，所以彩虹较多出现在雨后或者空气中水珠丰富的瀑布旁边。
【考点剖析】
例1.光在 均匀物质中沿 传播，如果遇到不透明的物体，在物体后面 的区域便产生了影子。
例2.光在真空中的传播速度是 km／s，太阳距地球1.5×1011m，太阳发出的光要经过 s才能到达地球。
例3.利用平面镜可以改变光线的方向，当光线与平面镜成90 角入射时，入射角是 ，反射角是 。
例4.如图所示：李明做“研究平面镜成像特点”的实验，所用的实验器材有：刻度尺、玻璃板、两只相同的蜡烛、白纸、火柴、夹子等。实验过程中他的眼睛始终在蜡烛A的一侧进行观察。
（1）该实验中刻度尺的作用是为了测量物与像到玻璃板距离的关系；
（2）相同的蜡烛是为了比较物与像 的关系。
（3）若用平面镜代替玻璃板，上述实验 进行（选填“能”或“不能”），理由是 。
例5.同学在做平面镜成像特点实验时，将一块玻璃板竖直架在一直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A和B，一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察，如图所示。在此实验中：
（1）直尺的作用是便于比较物与像 关系；
（2）两段蜡烛A、B大小应该 （相同、不相同）；
（3）用玻璃板而不是平面镜，因为玻璃板即可以看到烛焰的像，又可以看到 。
（4）点燃蜡烛A，移动 的蜡烛B，直到从镜前不同位置上看去，镜后的蜡烛B好像 ，则蜡烛B所在的位置就是 位置。
例6.视力检查时要求被测人与视力表间隔5m.小明准备借助一块平面镜检查视力（如图所示），则他应坐在镜前 m 处．图中小明正在用手示意他所看到的“E”字朝向，其示意方向应与视力表中“E”字的实际朝向 （选填“相同”或“相反”）。
例8.画出物体AB在平面镜MN中所成的像A’B’。
例9.水面也能发生反射，我们从水中看到空中的飞机是 像。（填“虚”“实”）
例10.在下列现象中，属于光的折射现象的是（ ）
A．在水中出现的岸边树木的倒影 B．潜水艇中的潜望镜
C．汽车司机所用的观后镜 D．从岸上看到池中水的深度比实际的浅一些
例11.如图所示，是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，其中_是入射光线， 是反射光线，
是折射光线，反射角为 ，折射角为 ，光进入玻璃后偏折角度的大小是 。
例12.透镜分为两种：一种为中间厚，边缘薄的，叫做 ，它能使光线 ；另一种为中间薄，缘厚的，叫做 ，它能使光线 。
例13．某同学在做研究凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置，实验后，他归纳出下列说法，其中错误的是（ ）
A．使烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小
B．使烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大
C．使烛焰位于a点时，成缩小的实像
D．使烛焰位于d点时，成放大的实像
例14.在“验证凸透镜成像规律”实验中（如图15所示），先要将蜡烛、凸透镜（焦距为10厘米）和光屏依次放置在光具座上，要调整 和 的高度，使它们三者的中心位置调节到等高；再将蜡烛、凸透镜分别固定在A、B位置处后，在 （选填“C、D”或“D、E”）范围内移动光屏，同时眼睛要注意观察 上的像，直到出现最清晰的像为止。
例15.下列哪种颜色不属于三原色光（ ）
A．红 B.黄 C.绿 D.蓝
【真题演练】
1.生活在信息时代，而信息是以真空中的光速传播的，其速度为 m／s；若北京到南通市的 传输距离约为1.5×106m，通过“信息高速公路”，南通市接收到从北京发出的信息需 s．
2.纵队时看到自己前面的一个人挡住了所有的人，队就排直了，这因为光 。阳光经过茂密树叶的缝隙，在路面上形成了许多 形光斑，这是太阳的 ，是由于 而形成的．
3.线与平面镜成90 角入射，若入射光线不变，镜面旋转20°，那么，此时的入射角是 ，反射角是 ，反射光线和入射光线间的夹角是 ，光线改变 。
4.探究平面镜成像的实验中，下列说法错误的是( )
A．用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体，便于确定像的位置
B．选择与物等大的另一物体的目的是为了比较像和物的大小
C．将白纸放在像的位置，透过玻璃看到白纸上有像，由此得出白纸能接收平面镜所成的像
D．平板玻璃放置时应与桌面垂直
5．璐璐在家中照镜子时，发现镜中的她“远小近大”。于是，她猜想：物体在平面镜中所成像的大小是否与物体到平面镜的距离有关？
（1）为了验证猜想，她选用 （填“平面镜”或“薄玻璃板”）、两只形状和大小 （填“相同”或“不相同”）的蜡烛以及刻度尺来做实验。
（2）她把蜡烛分别放在镜前不同位置处，发现成的像与镜后的蜡烛总是 的（填“重合”或“不重合”）。
（3）她将蜡烛向靠近镜面的方向移动，发现像的大小 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）她得出结论：物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离 （填“有关”或“无关”），像始终与物体大小 （填“相等”或“不相等”）。
（5）璐璐做完上面实验，接着想探究成的像是实像还是虚像？她移去后面的蜡烛，在像的位置放一个光屏，在光屏上 承接到像(填“能"或“不能”)，她于是又明白了：平面镜成的像是 像。
6．变式练习：在竖直的墙壁上挂一平面镜，一个人站在平面镜前刚好能在平面镜中看到自己的全身像.当他向后退的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．像变小，他仍能刚好看到自己的全身像
B．像变大，头顶和脚的像看不到了
C．像的大小不变，他仍能刚好看到自己的全身像
D．像的大小不变，他仍能看到自己的全身像，但像未占满全幅镜面
7.请作出三角形的像
8.在图中，根据平面镜的成像特点，画出物体AB在平面镜MM’中的像A’B’
9.下列观察到的像属于实像的是（ ）
A．平静水面映出岸边景物的倒影
B．站在岸边看到水中游动的鱼
C．通过放大镜看到正立放大的蚂蚁
D．放映电影时看到银幕上的画面
10.用气枪射击池水中的鱼，为提高命中率，在射击时应瞄准（ ）
A．看到的鱼 B．看到的鱼的上部
C．看到的鱼的下部 D．看到的鱼的右边
11．一束光从空气中射向某一透明介质时发生反射和折射现象，入射光与分界面的夹角为30°，若折射光线和反射光线垂直，则反射光线与入射光线的夹角为 ，折射角为 。
12．根椐图中给出的平行于主光轴的入射光线，画出它们通过凸透镜后的出射光线。
13.在研究凸透镜成像的实验中，当蜡烛位于凸透镜某位置时，在透镜的另一侧呈现一个倒立、放大的实像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛与光屏的位置相互交换，则在光屏上将出现一个 （ ）
A. 倒立、放大的实像 B. 倒立、缩小的实像
C. 倒立、等大的实像 D. 得不到实像
14．在探究凸透镜成像规律的实验中，将焦距为10 cm的凸透镜A固定在光具座上50 cm刻度处，光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧，如图14所示。
① 为使像成在光屏中央，应该进行的实验操作是；调节凸透镜和光屏的中心，使之与 ；② 保持蜡烛与凸透镜在图14所示的位置不变，为了找到烛焰清晰的像，光屏应在光具座的 移厘米（选填“50～60”、“60～70”或“大于70”）刻度范围内移动；③ 保持蜡烛与凸透镜在图14所示的位置不变，用焦距为15厘米的凸透镜B替换凸透镜A，应将光屏向 移动（选填“左”或“右”）才能在屏上得到 的像（选填“放大”或“缩小”）。
图14
【过关检测】
一、单选题
1．如图所示，一束光在平面镜上发生反射，反射光恰好照在光屏的A处。若保持入射光线位置不变，要让反射光照在光屏的B处，下列方法中可行的是（ ）
A．只将平面镜向上移动一段距离
B．只将光屏向下移动一段距离
C．只将平面镜绕O点顺时针转过一定角度（小于90°）
D．只将平面镜绕O点逆时针转过一定角度（小于90°）
2．光从空气斜射到水面发生光的反射和折射时，已知入射光线与水面的夹角为30°，则下列说法正确的是（ ）
A．入射角等于30° B．反射角等于60°
C．折射角大于60° D．折射角等于30°
3．天气晴好时，大厦的玻璃幕墙看上去会很“耀眼”，这属于光的（ ）
A．直线传播现象 B．反射现象 C．折射现象 D．小孔成像现象
4．在物理学习的过程中，经常会用到一些科学研究方法。如：（1）探究摆的周期与哪些因素有关；（2）将敲击后的音叉插入水中，水波的振动反映音叉的振动；（3）用带箭头的直线表示光线；（4）探究发声体振动快慢与哪些因素有关。上述事例中运用相同科学研究方法的是（ ）
A．（1）与（2） B．（3）与（4）
C．（1）与（4） D．（2）与（3）
5．如图所示，1为入射光线，2为出射光线，在图中添加一个合理的光学器件可为（ ）
A．平面镜 B．凸透镜
C．凹透镜 D．前三者均可
二、实验题
6．在探究凸透镜成像规律的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度处，光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧，如图所示。
① 为使像成在光屏中央，应该进行的实验操作是：调节凸透镜和光屏的中心，使之与_______；
② 调节好之后，恰能在光屏上成清晰的像，则像的性质是_______像，该透镜的焦距范围是_______。
7．在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）实验器材有：______、光屏、凸透镜、蜡烛和火柴等；
（2）首先记下凸透镜的______；
（3）安装实验装置时，应使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在______，这样做的目的是______；
（3）实验中，小明将蜡烛、凸透镜和光屏放在如图所示位置。在找像的过程中，小明将光屏一直向右移动，当出现了清晰的像，便开始记录数据，同组的小华认为小明的找像过程不妥，两人商量后进行了必要的操作并找到了像的位置，请写出他们的必要操作过程______。在归纳实验结论时，要将从光具座上读出的______的值分别跟凸透镜的______相比较，并记录相应的成像情况。
8．在“探究平面镜成像的特点”实验中：实验时用______替代平面镜，是为了______；实验时如图甲，将点燃的蜡烛1放在玻璃板前，把另一支相同的蜡烛2放到玻璃板另一侧，边移动边观察。观察时，眼睛应该在图中______处观察（选填“A”、“B”、“C”或“D”），使它与蜡烛1的像重合：为确定像的虚实，需在______位置放一个光屏（选填“蜡烛1”或“蜡烛2”），并在图中的______处观察光屏上是否有像（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。实验过程中若在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃板看到了同一个蜡烛的两个像，则产生这种现象的原因可能是______。
为得到像与物到镜面的距离关系，需将镜前物体放在______位置进行多次实验（选填“同一”或“不同”），其目的是______。经过实验，小华在白纸上留下了两组实验记录，小李分析了小华的测量数据后，认为小华的测量数据有问题，便直接修改了数据，如图乙所示。你认为小李修改数据的做法______的（选填“正确”或“错误”），理由：______。
9．某同学用硬纸板制作了一个光具盘，用来“研究光的反射定律”，如图（a）所示，将平面镜放在纸制的光具盘中央，打开激光源，让入射光线从左侧斜射到平面镜上，观察入射光线、反射光线与 ___________的位置关系，并且观察和记下 ___________和 ___________的数值。实验中将右侧纸板沿直线ON向后转动一个角度后，在右侧纸板光具盘上 ___________（选填“能”或“不能”）看见反射光线，这一现象说明：光发生反射时，___________。如图（b）所示，若入射光线沿AO方向入射，那么反射光线将沿 ___________（选填“OB”、“OC”或“OD”）方向射出。
10．学习凸透镜成像时，老师用光具座等器材进行演示实验，光屏上有时可以找到缩小的烛焰像，有时可以找到放大的烛焰像。
（1）基于以上事实，同学们推测光屏上应该还能找到______的烛焰像。
（2）为了探究物体通过凸透镜在光屏上成像的规律，全班同学进行分组实验。甲小组从不同凸透镜中选用了焦距为10厘米的透镜进行实验。下表是他们记录的部分实验数据。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物距（厘米） 60.0 40.0 30.0 20.0 18.0 16.0 14.0 8.0 6.0
像距（厘米） 11.8 13.4 15.2 20.0 23.0 26.5 35.0 /
光屏上成像情况 缩小 缩小 缩小 等大 放大 放大 放大 光屏上不成像
①分析实验序号1-7中像距随物距的变化关系可初步得出：物体通过同一凸透镜在光屏上成像时，_______。
②甲小组同学将表中物距的数据，分别与凸透镜1倍焦距及2倍焦距值进行比较后，可初步归纳得出：当物距满足_______时，物体通过凸透镜能在光屏上成像；当物距满足______时，物体通过凸透镜在光屏上成的像是放大的。
③实验序号______中的数据支持同学们的推测，但要验证其是否具有普遍性，下列拟进一步探究的方案中，合理的是______。
A．改变物距的大小再进行多次实验。B．换用不同焦距的凸透镜进行实验。C．与其他小组的实验数据进行交流。
④乙小组同学使用相同的实验器材探究，但是与甲组同学的数据对比发现：当物距为40厘米时，他们所测像距为14厘米；当物距为16厘米时，所测像距为27厘米。若乙组同学测量读数正确，你认为出现这种情况的原因是______。
