第4讲 光的折射 凸透镜成像及应用
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第4讲 光的折射 凸透镜成像及应用
Ⅰ考生必背：基础知识
必记1：光的折射
1．光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫做光的折射。光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折。
必记2：光的色散 看不见的光21世纪教育网
2．太阳光(白光)被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色光的过程叫光的色散。红、绿、蓝三种色光叫色光的三原色。红、黄、蓝是颜料的三原色。
3．透明物体的颜色是由它透过的色光决定的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。21世纪教育网
4．在光谱的红端以外的看不见的光叫红外线，在光谱的紫端以外的看不见的光线叫紫外线。
必记3：透镜
5．透镜分凸透镜和凹透镜两类。凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用。
6．透镜上通过两个球心的直线叫主光轴。通过透镜光心的光线传播方向不变。平行于凸透镜主光轴的光线经过透镜后会聚的点叫焦点。焦点到光心的距离叫焦距。
7．物体经照相机、投影仪所成的像为实像，物体经放大镜所成的像为虚像。
必记4：凸透镜成像规律
8．当u>2f时，成倒立、缩小的实像；当2f>u>f时，成倒立、放大的实像；当u9．凸透镜成像时，物体在焦点以外成实像，在焦点以内成虚像；物体在2倍焦距以外成缩小的实像，在2倍焦距以内、焦点以外成放大的实像。凸透镜所成的实像都是倒立的，所成的虚像都是正立的。21世纪教育网
必记5：眼睛和眼镜，显微镜和望远镜
10．眼睛相当于一个凸透镜。近视眼要用凹透镜矫正，远视眼要用凸透镜矫正。
11．显微镜和望远镜都由物镜和目镜组成，显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，有的望远镜的物镜和目镜也都是凸透镜。
Ⅱ考生必会：考点
一、基本考点
考点1：光的折射(重点、热点)
考点归纳与拔高：21世纪教育网
1．光从空气斜射到水或其他透明介质时，在界面上除了有一部分光反射回空气中外，还有一部分光进入了水或其他介质，这部分光线(折射光线)在界面处将改变原来的传播方向，即折射和反射都发生在界面处；在同一种均匀介质中，光还是沿直线传播的。
2．当光线从空气中斜射入水或其他透明介质时，折射光线向靠近法线方向偏折；当光线从空气中垂直射入水或其他透明介质时，光的传播方向不变；当光线从水或其他透明介质斜射人空气中时，折射光线向远离法线方向偏折。在光的折射现象中，光路是可逆的。
【例1】图1—4—1所示光现象中，由于光的折射而形成的是( )
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解：B 点拨：C是由光的直线传播形成的，A、D是由光的反射形成的。
三易点警示灯：折射现象中，折射光线偏折的方向(易误点)
详释：光由一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生改变，即折射光线将向远离法线方向或向靠近法线方向偏折。光由空气斜射入水(其他透明介质)或由水(其他透明介质)斜射入空气时，折射光线的偏折方向不同，有些同学易将它们混淆。希望同学们在复习中注意它们的区别。21世纪教育网
考点2：光的色散 看不见的光（重点）
考点归纳与拔高：
1．光的色散的本质是白光通过三棱镜时，玻璃对白光中各种单色光的折射程度不同造成的，即不同的单色光通过玻璃时，折射光线的偏折程度不同。
2．色光的三原色：在各种色光中，除红、绿、蓝三种色光外，其他色光都可以由红光、绿光、蓝光按一定比例混合而得到，所以红、绿、蓝叫色光的三原色。
3．物体的颜色：(1)透明体的颜色由通过它的色光决定，例如红色玻璃只能让红光通过，其他颜色的光射向它时，则被它吸收。若某透明体能让所有的色光通过，则该透明体就是无色的。
(2)不透明体的颜色是由它反射的色光决定的，例如，红色的纸就能反射红光，其他颜色的光射向它时，则被它吸收。若某不透明体能反射所有色光，则该不透明体就是白色的，若某不透明体能吸收所有色光(即不能反射任何色光)，则该透明体就是黑色的。
4．颜料的三原色：在各种颜色的颜料中，除红、黄、蓝三种颜色的颜料外，其他颜色的颜料都可以由红、黄、蓝这三种颜料按一定的比例混合而得到，所以红、黄、蓝叫颜料的三原色。21世纪教育网
5．红外线与紫外线分别是光谱红端和紫端以外的光线，它们是看不见但确实存在的光。
【例2】下列说法正确的是( )
A．光照在物体上时，物体的颜色由照射光的颜色决定
B．实验表明：色光的混合规律与颜料的混合规律相同
C．电视机的遥控器可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控
D．任何情况下，紫外线的照射对人体都是有利的
解：C 点拨：透明体的颜色是由通过它的色光决定的，不透明体的颜色是由它反射的色光决定的，故A错；色光的三原色与颜料的三原色不同，所以它们的混合规律不同，故B错；过量的紫外线照射对人体十分有害，故D错。
考点3：透镜(重点、热点)
考点归纳与拔高：21世纪教育网
1．有关透镜的特殊光线：(1)凸透镜：①通过光心的光线传播方向不变；②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点；③通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图1—4-2所示。
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(2)凹透镜：①经过光心的光线传播方向不变；②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，这些发散光线的延长线经过虚焦点；③延长线经过另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，如图l—4—3所示。
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2．凸透镜对光线的会聚作用是指从凸透镜射出的光线相对于入射光线变得更“靠拢”一些，即折射光线比相对应的入射光线更靠近主光轴。凸透镜对任何光线都有会聚作用。凹透镜对光线的发散作用是指经凹透镜折射后的光线相对于入射光线变得更“发散”一些，即折射光线比相对应的入射光线更远离主光轴。凹透镜对任何光线都有发散作用。
3．关于光线是被“会聚”还是被“发散”的判定方法：可采用延长入射光线的方法来判断。若入射光线的延长线在折射光线的外面，则光线被会聚，如图1—4—4所示；若入射光线的延长线在折射光线的里面，则光线被发散，如图l—4—5所示。
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4．物体经凸透镜能够成像，生活中常用的照相机、投影仪、放大镜就是利用凸透镜成像的装置。照相机所成的像是倒立、缩小的实像；投影仪所成的像是倒立、放大的实像；放大镜所成的像是正立、放大的虚像。21世纪教育网
5．实像与虚像的区别：实像是物体射出的光经光学元件会聚而成的，它能用光屏承接。虚像是物体射出的光经过光学元件后发散，人眼逆着光线看去感觉到的像，虚像不能用光屏
承接。
【例3】如图1—4—6所示，小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等)，他所看到的虚像可能是( )
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解：A 点拨：在此题中，玻璃杯的作用类似于放大镜，它使鹦鹉图的宽度增加而高度不变，所以A正确。21世纪教育网
三易点警示灯：对透镜改变光线作用的理解(易误点)
详释：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，有些同学对此理解不全面，误认为凡是经过凸透镜的光线必定是会聚光线，凡是经过凹透镜的光线必定是发散光线。这是混淆了“会聚作用”与“会聚光线”，“发散作用”与发散光线。实际上经凸透镜折射后的折射光线，既可能是会聚光线，也可能是平行光线，还可能是发散光线，但折射光线一定比入射光线会聚。经凹透镜折射后的折射光线，既可能是发散光线，也可能是平行光线，还可能是会聚光线，但折射光线一定比入射光线更发散。
考点4：探究凸透镜成像的规律(实验考点、重点、热点)
考点归纳与拔高：
1．实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因有：(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，光具座的光屏无法移到该位置。
2．如下表所示：
物距 像 光路图
倒正 大小 虚实 像距 同侧/异侧
u﹥2f 倒立 缩小 实像 f﹤v﹤2f 异侧 ( http: / / www.21cnjy.com )
u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 异侧 ( http: / / www.21cnjy.com )
f﹤u﹤2f 倒立 放大 实像 u﹥2f 异侧 ( http: / / www.21cnjy.com )
u=f 不成像 ( http: / / www.21cnjy.com )
u﹤f 正立 放大 虚像 同侧 ( http: / / www.21cnjy.com )
3．对规律的进一步认识：
(1)u=f是成实像和虚像，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。
(2)u=2f是像放大和缩小的分界点。
(3)当像距大于物距时成放大的实像(或虚像)，当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
(4)成实像时：物近、像远、像变大。即：物距减小、像距增大、像也变大。
(5)成虚像时：物近、像近、像变小。即：物距减小、像距减小、像也变小。
【例4】小波在做“探究凸透镜成像”的实验中21世纪教育网
(1)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在__________________________________________________。
(2)他将凸透镜正对平行光，当光屏移动到图l—4—7所示位置时，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距f= ______ cm。
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解：(1)光屏中心 (2)10 点拨：认真做好“探究凸透镜成像”的实验，注意细节、认真观察、勤于思考是解决此类问题的关键。21世纪教育网
三易点警示灯：像的大小与像变大或变小的区别(易误点)
详释：物体经凸透镜既能成放大的像也能成缩小的像，当物体距凸透镜的距离变化时，像的大小也发生变化。有些同学由于对凸透镜成像规律不理解，易将像的大小与像大小的变化相混淆。像的大小是指像与物体大小的比较，像比物体大，则该像为放大的像，像比物体小，则该像为缩小的像；像变大或变小是物体前后两次所成像的大小相比较，像的大小与像大小的变化无关，例如，物体在凸透镜二倍焦距处以外向透镜移动时，所成的像是逐渐变大的，但该像是缩小的像。
考点5：眼睛和眼镜 显微镜和望远镜
1．眼睛看物体的原理：眼睛的晶状体和角膜相当于一个凸透镜，来自物体的光通过瞳孔经晶状体折射在视网膜上成倒立、缩小的实像，再经过视神经系统传到大脑，经大脑处理，人们就看到了物体。
2．近视眼与远视眼的矫正：(1)近视眼对光的折射能力太强，将远处物体的像成在了视网膜前，所以要用对光线有发散作用的凹透镜加以矫正。(2)远视眼对光的折射能力太弱，将近处物体的像成在了视网膜后，所以要用对光线有会聚作用的凸透镜加以矫正。
3．显微镜：显微镜是用来观察微小物体的光学仪器。被观察的物体经物镜成一放大的实像，该实像再经目镜成一放大的虚像。
4．望远镜：望远镜是用来观察远处物体的光学仪器，被观察的物体经物镜成一缩小的实像，该实像再经目镜成放大的像。望远镜主要是增大了被观察物体对眼睛的视角。
【例5】如果一束来自远处某点的光，经人眼的角膜和晶状体折射后，所成的像落在视网膜前，这眼就是______眼。用凸透镜可以矫正________眼。
解：近视；远视 点拨：像落在视网膜前，说明角膜和晶状体的折光能力太强，此眼为近视眼。近视眼用凹透镜矫正，远视眼用凸透镜矫正。
二、综合运用考点21世纪教育网
考点6：应用光学知识解释有关光现象(学科内综合考点)
1．本考点涉及的知识点有：(1)光的直线传播。(2)光的反射定律。(3)平面镜成像特点。(4)光的折射。(5)光的色散。(6)凸透镜成像规律等。
2．解答的一般步骤是：认真审题，弄清题意，明确题目涉及哪些知识，运用所学知识做出解答。
【例6】下面关于一些光现象的说法中，不符合客观实际的是( )
A．小孔成像说明了光沿直线传播
B．看到物体成的虚像时，没有光射入我们的眼睛
C．湖水中形成的倒影是光的反射现象
D．斜看水中的物体，看到物体的位置比实际位置高
解：B 点拨：小孔成像利用了光的直线传播原理，A选项符合客观实际；虚像是光线的反向延长线相交得到的，看到任何物体时都会有光线进入我们的眼睛，B选项不符合客观实际；湖水相当于平面镜，物体在湖水中形成倒影这是一种平面镜成像现象，属于光的反射现象，C选项符合客观实际；水中物体发出或者反射的光线由水进入空气时发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着光线看过去，看到的物体位置比实际要高，如图1—4—8所示，故D逸项符合客观实际。本题综合考查了光的直线传播，光的反射，光的折射的有关知识。
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三、实际应用考点
考点7：凸透镜的应用
1．本考点是中考的热点之一，在中考中主要考查凸透镜的成像规律；照相机、投影仪的调节；各种光学器材成像性质的判定；各种光学器材成像原理的判定。
2．日常生活、生产中应用凸透镜的器材有：照相机、投影仪、幻灯机、摄像机、放大镜、显微镜、望远镜、远视眼镜等。
【例7】2008年北京奥运会将全面运用人脸识别系统，人们进入场馆距门口0．5～1．2 m处时，安装在门上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速核对(如图l—4—9)。由此判断，人脸识别系统的摄像机的镜头( )
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A．相当于凸透镜，焦距可能为0．5 m
B．相当于凸透镜，焦距可能为0．1 m
C．相当于凹透镜，焦距可能为0．5 m
D．相当于凹透镜，焦距可能为0．1 m
解：B 点拨：一摄像机的镜头是凸透镜，能够成缩小的实像，根据凸透镜成像规律可知，只有物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时才能成缩小的实像，因为人距门口的距离为0．5～1．2 m，故该凸透镜的焦距可能为0．1 m。
Ⅲ 考生必知：课标新题型
课标新型题一：探究题
【例1】（实验探究题）小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论，请你将空缺部分补充完整。
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(1)将一束平行光射向凸透镜，得到如图1—4—10所示的光路图，则该透镜的焦距为 _______ cm。21世纪教育网
(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在_______ 。
(3)按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中。
实验序号 物距u／cm 像距v／cm 像的性质
1 30 15 倒立、缩小的实像
2 25 16.7
3 20 20 倒立、等大的实像
4 15 倒立、放大的实像
5 5 正立、放大的虚像
①上表中实验序号2中像的性质为__________，实验序号4中像距为_______cm。
②当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向_______ (填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
解：(1)10 (2)同一高度 (3)①倒立、缩小的实像；30 ②远离
点拨：(1)题，一束平行光线垂直入射到凸透镜上，经凸透镜折射后将会聚于一点，这一点到透镜中心的距离为焦距，结合题图判断，该透镜的焦距为10 cm。(3)题，在序号2的实验中，物距u=25 cm>2f，此时所成的像为倒立、缩小的实像，因为在折射现象中，光路是可逆的，所以由序号1和序号4的两实验对比可以发现，序号4的实验中像距为30 cm。在凸透镜成像时，“物远像近像变小，物近像远像变大”，本题中烛焰靠近透镜，光屏应
远离透镜。21世纪教育网
课标新型题二：方案设计题
【例1】小明的爸爸有一副眼镜，小明观察发现：爸爸看书时常常会戴上眼镜，看电视或看远处物体时又会摘下眼镜。
(1)请你猜想小明的爸爸配戴的眼镜是什么透镜制成的 并说明你猜想的理由。
(2)请设计一个实验来验证你的猜想。
解：(1)凸透镜；理由：分析小明的爸爸的表现知他是远视眼，远视眼用凸透镜矫正。
(2)让太阳光垂直入射到镜片上，观察是否能把太阳光会聚于一点，若能会聚则是凸透镜。
点拨：明确近视眼的人能看清近处的物体，而看不清远处的物体；远视眼的人能看清远处的物体，而看不清近处的物体；近视眼与远视眼的原因及矫正方法是解该类题目的关键。
Ⅳ 考生必试：中考题 (198)
1．如图1—4—11所示，对下列光学现象的描述或解释错误的是( )
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图1—4—11
A．图(a)中漫反射的光线尽管杂乱无章，但每条光线仍然遵循光的反射定律
B．图(b)中木工师傅观察木板是否平整，是利用了光的直线传播特点
C．图(c)所示炎热的夏天公路上的海市蜃楼景象，是由光的反射现象造成的
D．图(d)所示是太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况
2．物体通过凸透镜可以在光屏上形成倒立放大的实像，下列哪个光学仪器应用了这种成像原理( )
A．照相机 B．放大镜
C．幻灯机 D．汽车后视镜
3．在探究凸透镜成像规律时，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心在同一直线上，并且大致在_______。如果凸透镜焦距为10 cm，物距为25 cm，移动光屏，可以在光屏上得到一个倒立、_______的实像。在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是_______。
4．改革开放30年来，我国人民的生活水平得到迅速提高，照相机、摄像机已经进入了普通家庭，它们的镜头相当于一个_______透镜，拍摄时所成的像是倒立的_______ (填“虚”或“实”)像。
Ⅴ 考生必闯：过关测验题 (198)
1．下列事件中属于光的折射现象的是21世纪教育网( )
A．湖岸边的树在平静的水面形成倒影
B．阳光下，茂密树林的地面有许多小圆形光斑
C．夜晚，路灯下看到自己的影子
D．斜插入水中的筷子，在水中的部分看起来向上弯折
2．在探究“凸透镜成像规律”时，提出的探究问题应该是( )
A．凸透镜对光是否有会聚作用
B．凸透镜对光是否有发散作用
C．像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系
D．凸透镜是否能成像
3．幻灯机的镜头焦距为厂，用它放映时，要在屏幕上成放大的清晰的像，幻灯片与镜头间的距离应该( )
A．大于2f
B．等于f
C．大于f，小于2f
D．小于f
4．以下物品中应用了凸透镜成像原理的有( )
A．穿衣镜
B．投影仪
C．照相机
D．老花镜
二、填空题
5．用放大镜观察彩色电视机的荧光屏或电脑显示器屏幕上艳丽的画面，你会发现彩色屏幕上的发光点只能发出_______、_______、_______ 三种色光。
6．物体在距凸透镜8 cm时，能在光屏上看到一个放大的像，现将物体向远离凸透镜的方向再移动8 cm，移动光屏后，在光屏上能看到一个_______ 、_______的_______像。
7．请你完成图l—4—12的光路图。
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8．如图1—4—13所示，OO′为凸透镜的主光轴，S′为点光源S经凸透镜成的像，SA为光源S发出的一条光线，请在图中适当的位置画出凸透镜，并完成光线SA通过凸透镜的光路图。
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四、课标新标题
9．在用焦距为l0cm的凸透镜来探究成像规律的实验中。
(1)如图l—4—14所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度，其目的是使像成在_______。
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(2)当烛焰距凸透镜15 cm时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、_______ (填“放大”或“缩小”)的实像。
(3)把图中的凸透镜看做眼睛的晶状体，光屏看做视网膜。给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下远视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏 _______ (填“远离”或“靠近”)透镜。
参考答案：
IV．1．C点拨：海市蜃楼现象是由光的折射现象造成的。
2．C点拨：照相机成倒立缩小的实像，放大镜成正立放大的虚像，而汽车后视镜应用的是凸面镜，所以只有C项正确。
3．同一高度；缩小；照相机
点拨：根据凸透镜的成像规律解题。
4．凸；实点拨：照相机、摄像机的镜头相当于一个凸透镜，拍摄时成倒立、缩小的实像。
V．一、1．D
2．C
3．C
4．B、C、D点拨；穿衣镜应用了平面镜成像的原理，投影仪、照相机、老花镜都是应用了凸透镜成像的原理。
二、5．红；绿；蓝
6．倒立；缩小；实
点拨：由凸透镜成像规律知，该凸透镜的焦距为：8 cm>f>4 cm，当物体距透镜16 cm时，物体位于2倍焦距以外，所成的像是倒立、缩小的实像。
三、7．解：如答图l—4—1所示。
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点拨：平行于凸透镜主光轴的光线，经透镜折射后经过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，根据上面两条可完成光路图。
8．解：如答图l—4—2所示。
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点拨：由凸透镜的三条特殊光线知，过光心的光线经凸透镜后传播方向不改变，因此连接S、S′与主光轴00′的交点即为该凸透镜的光心，由此可确定凸透镜的位置，从而完成光路图。
四、9．(1)光屏的中央 (2)放大 (3)远离
点拨：(2)题，透镜的焦距为l0 cm，烛焰距透镜l5 cm时，烛焰在1倍焦距和2倍焦距之间，此时所成的像为放大、倒立的实像。(3)题，远视眼成像在视网膜的后方，摘下眼镜后，若要得到清晰的像，光屏应远离透镜。
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第4讲 光的折射 凸透镜成像及应用
Ⅰ考生必背：基础知识
必记1：光的折射
1．光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫做光的折射。光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折。
必记2：光的色散 看不见的光21世纪教育网
2．太阳光(白光)被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色光的过程叫光的色散。红、绿、蓝三种色光叫色光的三原色。红、黄、蓝是颜料的三原色。
3．透明物体的颜色是由它透过的色光决定的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。21世纪教育网
4．在光谱的红端以外的看不见的光叫红外线，在光谱的紫端以外的看不见的光线叫紫外线。
必记3：透镜
5．透镜分凸透镜和凹透镜两类。凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用。
6．透镜上通过两个球心的直线叫主光轴。通过透镜光心的光线传播方向不变。平行于凸透镜主光轴的光线经过透镜后会聚的点叫焦点。焦点到光心的距离叫焦距。
7．物体经照相机、投影仪所成的像为实像，物体经放大镜所成的像为虚像。
必记4：凸透镜成像规律
8．当u>2f时，成倒立、缩小的实像；当2f>u>f时，成倒立、放大的实像；当u
必记5：眼睛和眼镜，显微镜和望远镜
10．眼睛相当于一个凸透镜。近视眼要用凹透镜矫正，远视眼要用凸透镜矫正。
11．显微镜和望远镜都由物镜和目镜组成，显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，有的望远镜的物镜和目镜也都是凸透镜。
Ⅱ考生必会：考点
一、基本考点
考点1：光的折射(重点、热点)
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1．光从空气斜射到水或其他透明介质时，在界面上除了有一部分光反射回空气中外，还有一部分光进入了水或其他介质，这部分光线(折射光线)在界面处将改变原来的传播方向，即折射和反射都发生在界面处；在同一种均匀介质中，光还是沿直线传播的。
2．当光线从空气中斜射入水或其他透明介质时，折射光线向靠近法线方向偏折；当光线从空气中垂直射入水或其他透明介质时，光的传播方向不变；当光线从水或其他透明介质斜射人空气中时，折射光线向远离法线方向偏折。在光的折射现象中，光路是可逆的。
【例1】图1—4—1所示光现象中，由于光的折射而形成的是( )
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解：B 点拨：C是由光的直线传播形成的，A、D是由光的反射形成的。
三易点警示灯：折射现象中，折射光线偏折的方向(易误点)
详释：光由一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生改变，即折射光线将向远离法线方向或向靠近法线方向偏折。光由空气斜射入水(其他透明介质)或由水(其他透明介质)斜射入空气时，折射光线的偏折方向不同，有些同学易将它们混淆。希望同学们在复习中注意它们的区别。21世纪教育网
考点2：光的色散 看不见的光（重点）
考点归纳与拔高：
1．光的色散的本质是白光通过三棱镜时，玻璃对白光中各种单色光的折射程度不同造成的，即不同的单色光通过玻璃时，折射光线的偏折程度不同。
2．色光的三原色：在各种色光中，除红、绿、蓝三种色光外，其他色光都可以由红光、绿光、蓝光按一定比例混合而得到，所以红、绿、蓝叫色光的三原色。
3．物体的颜色：(1)透明体的颜色由通过它的色光决定，例如红色玻璃只能让红光通过，其他颜色的光射向它时，则被它吸收。若某透明体能让所有的色光通过，则该透明体就是无色的。
(2)不透明体的颜色是由它反射的色光决定的，例如，红色的纸就能反射红光，其他颜色的光射向它时，则被它吸收。若某不透明体能反射所有色光，则该不透明体就是白色的，若某不透明体能吸收所有色光(即不能反射任何色光)，则该透明体就是黑色的。
4．颜料的三原色：在各种颜色的颜料中，除红、黄、蓝三种颜色的颜料外，其他颜色的颜料都可以由红、黄、蓝这三种颜料按一定的比例混合而得到，所以红、黄、蓝叫颜料的三原色。21世纪教育网
5．红外线与紫外线分别是光谱红端和紫端以外的光线，它们是看不见但确实存在的光。
【例2】下列说法正确的是( )
A．光照在物体上时，物体的颜色由照射光的颜色决定
B．实验表明：色光的混合规律与颜料的混合规律相同
C．电视机的遥控器可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控
D．任何情况下，紫外线的照射对人体都是有利的
解：C 点拨：透明体的颜色是由通过它的色光决定的，不透明体的颜色是由它反射的色光决定的，故A错；色光的三原色与颜料的三原色不同，所以它们的混合规律不同，故B错；过量的紫外线照射对人体十分有害，故D错。
考点3：透镜(重点、热点)
考点归纳与拔高：21世纪教育网
1．有关透镜的特殊光线：(1)凸透镜：①通过光心的光线传播方向不变；②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点；③通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图1—4-2所示。
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(2)凹透镜：①经过光心的光线传播方向不变；②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，这些发散光线的延长线经过虚焦点；③延长线经过另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，如图l—4—3所示。
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2．凸透镜对光线的会聚作用是指从凸透镜射出的光线相对于入射光线变得更“靠拢”一些，即折射光线比相对应的入射光线更靠近主光轴。凸透镜对任何光线都有会聚作用。凹透镜对光线的发散作用是指经凹透镜折射后的光线相对于入射光线变得更“发散”一些，即折射光线比相对应的入射光线更远离主光轴。凹透镜对任何光线都有发散作用。
3．关于光线是被“会聚”还是被“发散”的判定方法：可采用延长入射光线的方法来判断。若入射光线的延长线在折射光线的外面，则光线被会聚，如图1—4—4所示；若入射光线的延长线在折射光线的里面，则光线被发散，如图l—4—5所示。
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4．物体经凸透镜能够成像，生活中常用的照相机、投影仪、放大镜就是利用凸透镜成像的装置。照相机所成的像是倒立、缩小的实像；投影仪所成的像是倒立、放大的实像；放大镜所成的像是正立、放大的虚像。21世纪教育网
5．实像与虚像的区别：实像是物体射出的光经光学元件会聚而成的，它能用光屏承接。虚像是物体射出的光经过光学元件后发散，人眼逆着光线看去感觉到的像，虚像不能用光屏
承接。
【例3】如图1—4—6所示，小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等)，他所看到的虚像可能是( )
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解：A 点拨：在此题中，玻璃杯的作用类似于放大镜，它使鹦鹉图的宽度增加而高度不变，所以A正确。21世纪教育网
三易点警示灯：对透镜改变光线作用的理解(易误点)
详释：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，有些同学对此理解不全面，误认为凡是经过凸透镜的光线必定是会聚光线，凡是经过凹透镜的光线必定是发散光线。这是混淆了“会聚作用”与“会聚光线”，“发散作用”与发散光线。实际上经凸透镜折射后的折射光线，既可能是会聚光线，也可能是平行光线，还可能是发散光线，但折射光线一定比入射光线会聚。经凹透镜折射后的折射光线，既可能是发散光线，也可能是平行光线，还可能是会聚光线，但折射光线一定比入射光线更发散。
考点4：探究凸透镜成像的规律(实验考点、重点、热点)
考点归纳与拔高：
1．实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因有：(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，光具座的光屏无法移到该位置。
2．如下表所示：
物距 像 光路图
倒正 大小 虚实 像距 同侧/异侧
u﹥2f 倒立 缩小 实像 f﹤v﹤2f 异侧 ( http: / / www.21cnjy.com )
u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 异侧 ( http: / / www.21cnjy.com )
f﹤u﹤2f 倒立 放大 实像 u﹥2f 异侧 ( http: / / www.21cnjy.com )
u=f 不成像 ( http: / / www.21cnjy.com )
u﹤f 正立 放大 虚像 同侧 ( http: / / www.21cnjy.com )
3．对规律的进一步认识：
(1)u=f是成实像和虚像，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。
(2)u=2f是像放大和缩小的分界点。
(3)当像距大于物距时成放大的实像(或虚像)，当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
(4)成实像时：物近、像远、像变大。即：物距减小、像距增大、像也变大。
(5)成虚像时：物近、像近、像变小。即：物距减小、像距减小、像也变小。
【例4】小波在做“探究凸透镜成像”的实验中21世纪教育网
(1)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在__________________________________________________。
(2)他将凸透镜正对平行光，当光屏移动到图l—4—7所示位置时，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距f= ______ cm。
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解：(1)光屏中心 (2)10 点拨：认真做好“探究凸透镜成像”的实验，注意细节、认真观察、勤于思考是解决此类问题的关键。21世纪教育网
三易点警示灯：像的大小与像变大或变小的区别(易误点)
详释：物体经凸透镜既能成放大的像也能成缩小的像，当物体距凸透镜的距离变化时，像的大小也发生变化。有些同学由于对凸透镜成像规律不理解，易将像的大小与像大小的变化相混淆。像的大小是指像与物体大小的比较，像比物体大，则该像为放大的像，像比物体小，则该像为缩小的像；像变大或变小是物体前后两次所成像的大小相比较，像的大小与像大小的变化无关，例如，物体在凸透镜二倍焦距处以外向透镜移动时，所成的像是逐渐变大的，但该像是缩小的像。
考点5：眼睛和眼镜 显微镜和望远镜
1．眼睛看物体的原理：眼睛的晶状体和角膜相当于一个凸透镜，来自物体的光通过瞳孔经晶状体折射在视网膜上成倒立、缩小的实像，再经过视神经系统传到大脑，经大脑处理，人们就看到了物体。
2．近视眼与远视眼的矫正：(1)近视眼对光的折射能力太强，将远处物体的像成在了视网膜前，所以要用对光线有发散作用的凹透镜加以矫正。(2)远视眼对光的折射能力太弱，将近处物体的像成在了视网膜后，所以要用对光线有会聚作用的凸透镜加以矫正。
3．显微镜：显微镜是用来观察微小物体的光学仪器。被观察的物体经物镜成一放大的实像，该实像再经目镜成一放大的虚像。
4．望远镜：望远镜是用来观察远处物体的光学仪器，被观察的物体经物镜成一缩小的实像，该实像再经目镜成放大的像。望远镜主要是增大了被观察物体对眼睛的视角。
【例5】如果一束来自远处某点的光，经人眼的角膜和晶状体折射后，所成的像落在视网膜前，这眼就是______眼。用凸透镜可以矫正________眼。
解：近视；远视 点拨：像落在视网膜前，说明角膜和晶状体的折光能力太强，此眼为近视眼。近视眼用凹透镜矫正，远视眼用凸透镜矫正。
二、综合运用考点21世纪教育网
考点6：应用光学知识解释有关光现象(学科内综合考点)
1．本考点涉及的知识点有：(1)光的直线传播。(2)光的反射定律。(3)平面镜成像特点。(4)光的折射。(5)光的色散。(6)凸透镜成像规律等。
2．解答的一般步骤是：认真审题，弄清题意，明确题目涉及哪些知识，运用所学知识做出解答。
【例6】下面关于一些光现象的说法中，不符合客观实际的是( )
A．小孔成像说明了光沿直线传播
B．看到物体成的虚像时，没有光射入我们的眼睛
C．湖水中形成的倒影是光的反射现象
D．斜看水中的物体，看到物体的位置比实际位置高
解：B 点拨：小孔成像利用了光的直线传播原理，A选项符合客观实际；虚像是光线的反向延长线相交得到的，看到任何物体时都会有光线进入我们的眼睛，B选项不符合客观实际；湖水相当于平面镜，物体在湖水中形成倒影这是一种平面镜成像现象，属于光的反射现象，C选项符合客观实际；水中物体发出或者反射的光线由水进入空气时发生折射，折射光线远离法线，人眼逆着光线看过去，看到的物体位置比实际要高，如图1—4—8所示，故D逸项符合客观实际。本题综合考查了光的直线传播，光的反射，光的折射的有关知识。
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三、实际应用考点
考点7：凸透镜的应用
1．本考点是中考的热点之一，在中考中主要考查凸透镜的成像规律；照相机、投影仪的调节；各种光学器材成像性质的判定；各种光学器材成像原理的判定。
2．日常生活、生产中应用凸透镜的器材有：照相机、投影仪、幻灯机、摄像机、放大镜、显微镜、望远镜、远视眼镜等。
【例7】2008年北京奥运会将全面运用人脸识别系统，人们进入场馆距门口0．5～1．2 m处时，安装在门上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速核对(如图l—4—9)。由此判断，人脸识别系统的摄像机的镜头( )
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A．相当于凸透镜，焦距可能为0．5 m
B．相当于凸透镜，焦距可能为0．1 m
C．相当于凹透镜，焦距可能为0．5 m
D．相当于凹透镜，焦距可能为0．1 m
解：B 点拨：一摄像机的镜头是凸透镜，能够成缩小的实像，根据凸透镜成像规律可知，只有物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时才能成缩小的实像，因为人距门口的距离为0．5～1．2 m，故该凸透镜的焦距可能为0．1 m。
Ⅲ 考生必知：课标新题型
课标新型题一：探究题
【例1】（实验探究题）小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论，请你将空缺部分补充完整。
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(1)将一束平行光射向凸透镜，得到如图1—4—10所示的光路图，则该透镜的焦距为 _______ cm。21世纪教育网
(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在_______ 。
(3)按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中。
实验序号 物距u／cm 像距v／cm 像的性质
1 30 15 倒立、缩小的实像
2 25 16.7
3 20 20 倒立、等大的实像
4 15 倒立、放大的实像
5 5 正立、放大的虚像
①上表中实验序号2中像的性质为__________，实验序号4中像距为_______cm。
②当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向_______ (填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
解：(1)10 (2)同一高度 (3)①倒立、缩小的实像；30 ②远离
点拨：(1)题，一束平行光线垂直入射到凸透镜上，经凸透镜折射后将会聚于一点，这一点到透镜中心的距离为焦距，结合题图判断，该透镜的焦距为10 cm。(3)题，在序号2的实验中，物距u=25 cm>2f，此时所成的像为倒立、缩小的实像，因为在折射现象中，光路是可逆的，所以由序号1和序号4的两实验对比可以发现，序号4的实验中像距为30 cm。在凸透镜成像时，“物远像近像变小，物近像远像变大”，本题中烛焰靠近透镜，光屏应
远离透镜。21世纪教育网
课标新型题二：方案设计题
【例1】小明的爸爸有一副眼镜，小明观察发现：爸爸看书时常常会戴上眼镜，看电视或看远处物体时又会摘下眼镜。
(1)请你猜想小明的爸爸配戴的眼镜是什么透镜制成的 并说明你猜想的理由。
(2)请设计一个实验来验证你的猜想。
解：(1)凸透镜；理由：分析小明的爸爸的表现知他是远视眼，远视眼用凸透镜矫正。
(2)让太阳光垂直入射到镜片上，观察是否能把太阳光会聚于一点，若能会聚则是凸透镜。
点拨：明确近视眼的人能看清近处的物体，而看不清远处的物体；远视眼的人能看清远处的物体，而看不清近处的物体；近视眼与远视眼的原因及矫正方法是解该类题目的关键。
Ⅳ 考生必试：中考题 (198)
1．如图1—4—11所示，对下列光学现象的描述或解释错误的是( )
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图1—4—11
A．图(a)中漫反射的光线尽管杂乱无章，但每条光线仍然遵循光的反射定律
B．图(b)中木工师傅观察木板是否平整，是利用了光的直线传播特点
C．图(c)所示炎热的夏天公路上的海市蜃楼景象，是由光的反射现象造成的
D．图(d)所示是太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况
2．物体通过凸透镜可以在光屏上形成倒立放大的实像，下列哪个光学仪器应用了这种成像原理( )
A．照相机 B．放大镜
C．幻灯机 D．汽车后视镜
3．在探究凸透镜成像规律时，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心在同一直线上，并且大致在_______。如果凸透镜焦距为10 cm，物距为25 cm，移动光屏，可以在光屏上得到一个倒立、_______的实像。在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是_______。
4．改革开放30年来，我国人民的生活水平得到迅速提高，照相机、摄像机已经进入了普通家庭，它们的镜头相当于一个_______透镜，拍摄时所成的像是倒立的_______ (填“虚”或“实”)像。
Ⅴ 考生必闯：过关测验题 (198)
1．下列事件中属于光的折射现象的是21世纪教育网( )
A．湖岸边的树在平静的水面形成倒影
B．阳光下，茂密树林的地面有许多小圆形光斑
C．夜晚，路灯下看到自己的影子
D．斜插入水中的筷子，在水中的部分看起来向上弯折
2．在探究“凸透镜成像规律”时，提出的探究问题应该是( )
A．凸透镜对光是否有会聚作用
B．凸透镜对光是否有发散作用
C．像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系
D．凸透镜是否能成像
3．幻灯机的镜头焦距为厂，用它放映时，要在屏幕上成放大的清晰的像，幻灯片与镜头间的距离应该( )
A．大于2f
B．等于f
C．大于f，小于2f
D．小于f
4．以下物品中应用了凸透镜成像原理的有( )
A．穿衣镜
B．投影仪
C．照相机
D．老花镜
二、填空题
5．用放大镜观察彩色电视机的荧光屏或电脑显示器屏幕上艳丽的画面，你会发现彩色屏幕上的发光点只能发出_______、_______、_______ 三种色光。
6．物体在距凸透镜8 cm时，能在光屏上看到一个放大的像，现将物体向远离凸透镜的方向再移动8 cm，移动光屏后，在光屏上能看到一个_______ 、_______的_______像。
7．请你完成图l—4—12的光路图。
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8．如图1—4—13所示，OO′为凸透镜的主光轴，S′为点光源S经凸透镜成的像，SA为光源S发出的一条光线，请在图中适当的位置画出凸透镜，并完成光线SA通过凸透镜的光路图。
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四、课标新标题
9．在用焦距为l0cm的凸透镜来探究成像规律的实验中。
(1)如图l—4—14所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度，其目的是使像成在_______。
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(2)当烛焰距凸透镜15 cm时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、_______ (填“放大”或“缩小”)的实像。
(3)把图中的凸透镜看做眼睛的晶状体，光屏看做视网膜。给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下远视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏 _______ (填“远离”或“靠近”)透镜。
参考答案：
IV．1．C点拨：海市蜃楼现象是由光的折射现象造成的。
2．C点拨：照相机成倒立缩小的实像，放大镜成正立放大的虚像，而汽车后视镜应用的是凸面镜，所以只有C项正确。
3．同一高度；缩小；照相机
点拨：根据凸透镜的成像规律解题。
4．凸；实点拨：照相机、摄像机的镜头相当于一个凸透镜，拍摄时成倒立、缩小的实像。
V．一、1．D
2．C
3．C
4．B、C、D点拨；穿衣镜应用了平面镜成像的原理，投影仪、照相机、老花镜都是应用了凸透镜成像的原理。
二、5．红；绿；蓝
6．倒立；缩小；实
点拨：由凸透镜成像规律知，该凸透镜的焦距为：8 cm>f>4 cm，当物体距透镜16 cm时，物体位于2倍焦距以外，所成的像是倒立、缩小的实像。
三、7．解：如答图l—4—1所示。
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点拨：平行于凸透镜主光轴的光线，经透镜折射后经过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，根据上面两条可完成光路图。
8．解：如答图l—4—2所示。
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点拨：由凸透镜的三条特殊光线知，过光心的光线经凸透镜后传播方向不改变，因此连接S、S′与主光轴00′的交点即为该凸透镜的光心，由此可确定凸透镜的位置，从而完成光路图。
四、9．(1)光屏的中央 (2)放大 (3)远离
点拨：(2)题，透镜的焦距为l0 cm，烛焰距透镜l5 cm时，烛焰在1倍焦距和2倍焦距之间，此时所成的像为放大、倒立的实像。(3)题，远视眼成像在视网膜的后方，摘下眼镜后，若要得到清晰的像，光屏应远离透镜。
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