第三篇 物质科学(物理部分)
第5课时 光波
1．如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的AB范围内观察到了不同颜色的光，则下列说法错误的是
( B )
图5－1
A．A处应是红色光，B处是紫色光
B．只有AB之间有光
C．将温度计放到AB范围A的外侧温度会升高
D．将100元人民币放到AB范围B的外侧，人民币上的荧光物质会发光
【解析】
复色光经三棱镜折射色散后，光谱从A到B顺序为红橙黄绿蓝靛紫，A处以外有红外线，B处以外有紫外线。红外线有热辐射作用，紫外线能使荧光物质发光。
2．[2018·温州]如图为玩具鸟在平面镜中的成像示意图。下列能改变像位置的是
( A )
(
图5－2
)A．竖直上移玩具鸟
B．竖直下移平面镜
C．人向平面镜靠近
D．像与镜间放一木板
【解析】
平面镜成像时物体与像是关于平面镜对称的对称图像。竖直下移平面镜，对称轴未改变，像的位置不变。人移动，观察位置与物像的对称无关。平面镜成的是虚像，在镜子后面放一木板不影响其成像。
3．[2018·乌鲁木齐]夜晚，发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中，萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少，则萤火虫的像
( C )
A．远离放大镜，平均速度小于萤火虫的飞行速度
B．远离放大镜，平均速度大于萤火虫的飞行速度
C．靠近放大镜，平均速度小于萤火虫的飞行速度
D．靠近放大镜，平均速度大于萤火虫的飞行速度
【解析】
萤火虫发出的光是向四面传播的，萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少，说明萤火虫是远离放大镜的，则像靠近放大镜；发着光的萤火虫从放大镜的2倍焦距处向远处移动，则像的范围在1倍焦距到2倍焦距之间，萤火虫的移动速度大于像的移动速度。
(
图5－3
)4．[2018·株洲]如图为观察微小形变的装置。平面镜M放置在水平桌面上，光源S发出一束激光射到镜面上，经反射后在标尺上形成光斑P。若在图示位置用力F向下挤压桌面，则
( C )
A．激光束的入射角增大反射角减小
B．激光束的入射角减小反射角增大
C．标尺上的光斑右移
D．标尺上的光斑左移
【解析】
若在图示位置用力F向下挤压桌面，将发生桌面向下凹曲的形变，则M镜面右侧向下偏转，使得法线向右偏转，入射角增大，反射角也增大，标尺上的光斑P向右移动。
(
图5－4
)5．某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上，当池内无水时，站在池旁左边的人看到在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内灌水，水面升至a位置时，人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则
( A )
A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方
B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方
C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方
D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
【解析】
往池内灌水，水面升至a位置时，由于光的折射，空气那侧折射角大于入射角，所以人看到亮斑的位置P点在S点的下方；如果水面升至b位置时，射灯发出的光线在水中是直线传播的，亮斑的实际位置在S点，由于人从水面上看时，池底会变“浅”，人看到亮斑的位置Q点在S点的上方。
6．[2018·广州]将物体分别放在甲、乙凸透镜前，物距相同，通过甲凸透镜成正立、放大的像，通过乙凸透镜成倒立、缩小的像。如图所示是平行于主光轴的光线通过甲凸透镜的光路图，下列可能是平行于主光轴的光线通过乙凸透镜的光路图的是
( A )
图5－5
【解析】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，由图可知，f甲＝20。设物体到甲和乙凸透镜的物距都为u，物体通过甲凸透镜成正立放大的像，由凸透镜成像规律知，u＜f甲；物体通过乙凸透镜成倒立缩小的像，则u＞2f乙，所以f甲＞2f乙，即20＞2f乙，所以f乙＜10。A中凸透镜焦距为5，BCD中凸透镜焦距都大于10。
7．按要求作图：
(1)[2018·攀枝花]如图所示，在图中根据平面镜成像特点作出三角形ABC在平面镜中的像。
图5－6
(2)[2018·西宁]将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射入水中，如图所示，请画出这束光线经平面镜反射后再由水中射入空气中的光路图。
图5－7
(3)[2018·青岛]如图，F1、F2分别为凹透镜和凸透镜的焦点，且两透镜的左焦点重合，请画出图中光线经透镜折射后的完整光路。
图5－8
【答案】
(1)如答图所示。
第7(1)题答图
(2)如答图所示。
第7(2)题答图
(3)如答图所示。
第7(3)题答图
【解析】
(1)①作A点关于镜面的对称点A′(作对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号)；②作B点关于镜面的对称点B′；③作C点关于镜面的对称点C′；④用虚线连接A′B′、B′C′、A′C′，△A′B′C′就是△ABC在平面镜中的像。(3)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线反向延长线通过焦点，该光线正好通过凸透镜的焦点，经凸透镜后平行于主光轴射出，如图所示。
(
图5－9
)8．[嘉兴舟山中考]如图所示为某款数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能得到清晰的像。下列说法正确的是
( D )
A．为拍摄到更大的像应将镜头远离景物
B．为扩大拍摄范围应将镜头靠近景物
C．影像传感器上成的是正立的实像
D．景物在二倍焦距以外才能成缩小的像
【解析】
物体到镜头的距离为物距u，镜头到影像传感器的距离为像距v。照相机成倒立、缩小的实像，u>2f，物距越远像越小，拍摄范围越大。
9．[2018·绍兴义乌]通过玻璃门(如图甲)可简单地验证平面镜成像的某些规律。
甲 乙
图5－10
(1)先在房间A的地砖拼接处放一标记物，然后到房间B，若实验者及标记物的位置如图乙所示。为了让实验者所成的像落在标记物上，他应向__③__(填序号)方向移动。
(2)为了让成像更清晰，房间B的亮度要比房间A__亮(或大)__。
(3)对本实验的相关评价，合理的有__BC__。
A．证明了平面镜所成的像是等大的虚像
B．利用地砖方便地确定像和物体的位置关系
C．巧妙利用生活中的物体进行实验，感受到科学就在我们身边
【解析】
(1)平面镜成像时，物体与像是以平面镜为对称轴的对称图形，物像连线与镜面垂直，物距与像距相等，像与物体大小相等。(2)标记物在房间A，要求实验者所成的像落在标记物上，故为了使像更加清晰，房间B的亮度要比房间A亮一些。(3)本实验没有验证像与物体是否等大，也没有验证像的虚实。
10.[2018·玉林]如图甲所示，玉林园博园的彩虹桥桥面距湖面3m，它的“倒影”距桥面__6__m。如图乙所示，是从平面镜中看到的挂钟，挂钟显示的实际时间是__7：25__。
图5－11
【解析】
(1)物、像到平面镜的距离相等，平静的水面相当于平面镜，彩虹桥的像和彩虹桥到水面的距离相等，都是3m，所以它的“倒影”距桥面6m。(2)根据挂钟在平面镜中成像判断实际时间的方法：方法一：根据平面镜成像特点，即物、像关于平面镜对称，作出平面镜中挂钟指针的实际情况。方法二：把试卷翻过来，注意上下不要颠倒，直接从试卷的反面看挂钟的实际时间是7：25。
11.[2018·衢州改编]小柯分别探究了光从空气射入水中和从水射入空气中的折射规律，并记录了表一、表二两组数据。
表一
序号
1
2
3
4
入射角(°)
60
40
20
0
折射角(°)
40
29
15
？
表二
序号
1
2
3
入射角(°)
15
29
40
折射角(°)
20
？
60
(1)表一中“？”处的数据是__0__。根据表一所给的数据分析可知，实验时光线的方向是__从空气射入水中__(选填“从空气射入水中”或“从水中射入空气中”)。
(2)表二中“？”处的数据模糊不清，请综合分析两个表格中的数据，判断出这个数据应该是__40__，依据是__光路具有可逆性__。
【解析】
(1)表一中，无论光从空气射入水中还是从水射入空气中，入射角为0，折射角也为0，即垂直入射时不发生折射。从表一中前三组数据可知，入射角大于折射角，则光线是从空气射入水中。(2)光路是可逆的，分析表一、表二可得“？”为40。
12．[2018·宁波]为了研究眼的成像原理，小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后，调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰倒立、__缩小__(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像，应对水透镜__抽水__(选填“注水”或“抽水”)。
图5－12
【解析】
物距大于像距，会成倒立、缩小的实像。向左移动蜡烛，即此时的物距变大，像距变小，即光屏应该向左移动，才能使得像清晰，但若保持光屏和透镜不变，仍使得像成在光屏上，即需要让凸透镜的会聚能力减弱，即需要让凸透镜变薄，故应该向外抽水。
(
图5－13
)13．[宁波中考]把两块厚度不计且足够大的平面镜OM、ON垂直粘合在一起，并竖立在地面上，俯视图如图。当小科站立在某个位置时，他通过平面镜所成像的
个数为m，看到自己完整像的个数为n。下列对小科在不同位置时，m、n值的分析，不符合实际的是
( C )
A．在a点或e点时，m＝1，n＝0
B．在b点或d点时，m＝1，n＝1
C．在c点时，m＝2，n＝2
D．在f点时，m＝0，n＝0
【解析】
由图可知，人在a点或e点时，各会成一个像，由于像和物体的连线经过镜面的延长线，故不能看到自己的像，即m＝1，n＝0；人在b点或
d点时，各会成一个像，由于像和物体的连线经过镜面，故能看到自己的像，即m＝1，n＝1；人在c点时，会通过两个镜面分别成两个虚像，由于像和物体的连线经过镜面的延长线，故不能看到自己的像，即m＝2，n＝0；人在
f点时，在平面镜的背面，不会成像，即m＝0，n＝0。
14．[泰州中考]据天文观测，室女座一类星体向外喷射出超光速喷流，震惊科学界。近期谜底揭开，“超光速”只是一种观测假象。如图所示，喷流用6年时间从A点喷射到5光年远处的B点，其喷射的实际速度为____c；
(
图5－14
)当喷流到达B点时，喷流在A点发出的光已经到达C点位置，此时喷流在B点发出的光开始传向地球。因观测距离遥远，地球观测者接收到喷流的光时误以为喷流只是在水平方向喷射了3光年，所以观测者测得喷流的速度达到了____c(c为光在真空中传播的速度)。
【解析】
由题意可知，sAB＝5光年，时间t＝6年，则喷流喷射的实际速度：v＝＝c。由勾股定理可知，喷流竖直的距离：sBD＝＝光年＝4光年，
由图可知，sDE＝sAC＝6光年，
则sBE＝sDE－sBD＝6光年－4光年＝2光年，
由此可知，喷流在B点发出的光传到地球被观测者接收到所用的时间t′＝2年，则观测者测得喷流的速度：v′＝＝c。(共36张PPT)
第5课时
光波
一、光的直线传播(a)
二、光的反射(b)
1．可见光可以反射，不可见光同样可以反射。
2．成虚像的判断依据：平面镜里所成的像不能呈现在光屏上，所以是虚像。
3．平面镜所成像的大小与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
【知识拓展】
三、光的折射(b)
四、透镜(b)
1．凹透镜：对光有________作用。
2．凸透镜：对光有________作用。
图
5－1 图
5－2
发散
会聚
3．凸透镜成像规律
物距(u)
像的性质
像距(v)
应用
正倒
大小
虚实
u＞2f
________
________
________
____________
__________
u＝2f
________
________
________
_________
算焦距
f＜u＜2f
________
________
________
________
__________
u＝f
不成任何像
/
测焦距
u＜f
________
________
________
/
__________
倒立
缩小
实像
f＜v＜2f
照相机
倒立
等大
实像
v＝2f
倒立
放大
实像
v>2f
投影仪
正立
放大
虚像
放大镜
透镜成像的两个“一定”：
①实像一定都是倒立的，像和物体处在透镜异侧，是由实际光线会聚而成的，可用光屏承接。
②虚像一定都是正立的，像与物体处在透镜同侧，是由折射光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接，只能用眼睛直接观看。
记忆口诀：
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；实像倒来虚像正。
【知识拓展】
五、人的眼球(c)
1．折光系统：眼球中的晶状体和角膜的共同作用相当于一个__________，能在视网膜上成____________________(填像的性质)。
成像时，物距大于两倍焦距，即u＞2f，__________相当于光屏。
凸透镜
倒立、缩小的实像
视网膜
2．近视与远视成因及矫正方法如图所示。
图
5－3
3．不管是近视、远视还是正常的眼，视觉的形成部位不是眼睛，而是在大脑皮层的视觉中枢。
类型一 光的传播
典例
下列关于光现象的说法正确的是
(
)
A．白天的太阳、晚上的月亮、烛焰、萤火虫都可以作为
光源
B．光是一种电磁波，只能在真空或空气中传播，不能在
液体或固体中传播
C．光在真空中传播速度最快，其速度为3.0×105m/s
D．为了描述光的传播，常用中间带箭头的实线这种科学
模型来表示光线
D
【解析】
月亮反射太阳的光，自身不发光，所以月亮不是光源。光是一种电磁波，在真空、空气以及透明的液体或固体中都能传播。光在真空中的传播速度为3.0×105km/s或3.0×108m/s。光线常用中间带箭头的实线来描述，这与磁感线一样是一种科学模型。
跟踪训练
如图所示，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，他应将烛焰、两个小孔和人眼调到____________上，这样操作的依据是______________________
__________，操作过程中他还在B纸片上
看到了一个烛焰的像，这个像是________的(选填“正立”或“倒立”)。
图
5－4
【解析】
光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，应将烛焰、两个小孔和人眼调到同一直线上；蜡烛发出的光线通过A纸片上的小孔在B纸片上形成像，是光的直线传播形成的倒立的实像。
同一直线
光在同种均匀介质中沿
直线传播
倒立
类型二 光的反射
典例
[2018·杭州拱墅区二模]清明节，
平静的西湖水面上有数只鸟俯冲嬉戏。
下列关于鸟在水中倒影的说法正确的
是
(
)
A．与鸟是等大的实像
B．是由于光的反射形成的
C．鸟从空中俯冲向水面，水中倒影变大
D．若湖水深3m，鸟与水中倒影距离为6m
图
5－5
B
【解析】
平面镜成像是因为光的反射形成的，成像的特点是成等大、正立的虚像，且像距与物距相等。所以鸟在水中的
倒影是与鸟成等大的虚像，俯冲向水面时，水中的倒影一直
与鸟等大。鸟与水中倒影距离等于鸟到水面距离的2倍，与水深无关。
跟踪训练
1．[2018·嘉兴舟山]下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图，正确的是
(
)
A
B
C D
【解析】
来自对岸树木的光线斜射到水面上发生反射，
反射光线进入眼睛，所以人才能观察到对岸树木在水中
的倒影。
B
2．[2018·乌鲁木齐]在探究光的反射规律的实验中，小明设计了如图所示的实验：将平面镜放在水平桌面，硬纸板竖直地立在平面镜上，硬纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板可绕ON转动。
图
5－6
(1)如图甲，当硬纸板在同一平面上，使一束光贴着纸板沿某一方向射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。当入射光EO向ON靠近的过程中，发现反射光OF________(选填“靠近”或“远离”)ON。为了精确探究反射规律，除了图中的器材，还需要刻度尺、______和__________。
(2)如图乙，保持左侧纸板和入射光的位置不变，右侧纸板绕ON转动，此时在右侧纸板上不能看到反射光，由此可以得出反射光线、入射光线和法线________________的结论。
靠近
笔
量角器
在同一平面内
类型三 光的折射
典例
[2018·盐城]有一圆柱形敞口容器，
从其左侧某一高度斜射一束激光，在
容器底部产生一个光斑O，如图所示，
下列操作使光斑向左移动的是(
)
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移
B．保持激光射入角度不变使水面上升
C．保持激光射入角度不变使水面下降
D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
B
图
5－7
【解析】
要实现光斑O左移的方法有：一、保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小；二、保持水面高度和入射角不变，使水面的入射点左移；三、保持入射点和入射角不变，使水面上升。
跟踪训练
1．[2018·枣庄]诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示)，而是太阳光经过不均匀的大气层发生了________所成的像，太阳实际在图中______(选填“甲”或“乙”)的位置。
图
5－8
折射
乙
2．按要求作图。
(1)[2018·德州]如图所示，光源S发出的一束光经墙上的平面镜反射后，射入游泳池中。请画出它经平面镜发生反射及进入水中发生折射的光路图。
【答案】
(1)如答图所示。
跟踪训练2(1)答图
图
5－9
(2)[2018·成都A卷]如图所示，一束激光从空气中射到半圆形玻璃砖上(O为圆心)，发生了反射和折射，请在图中画出：①反射光线；②折射光线的大致方向。
【答案】
(2)如答图所示。
跟踪训练2(2)答图
图
5－10
类型四 凸透镜成像
典例
[2018·湖州]小华在研究凸透镜成像规律时，将平行光正对凸透镜照射，另一侧的光屏移动到距凸透镜10cm处时，得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛，调整好相关器材的高度，将凸透镜固定在光具座中央50cm刻度线处，移动蜡烛到光具座的左端并点燃，再移动光屏至如图所示位置时，在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变，通过移动蜡烛及光屏的位置，下列成像情况符合实际的是
(
)
C
图
5－11
A．若蜡烛放置在10cm刻度线处，移动光屏，在光屏上都不能呈清晰的像
B．若蜡烛放置在30cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰缩小的像
C．若蜡烛放置在35cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清
晰放大的像
D．若蜡烛放置在45cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清
晰放大的像
【解析】
从题意中可知该凸透镜的焦距为10cm。将凸透镜固定在光具座中央50cm刻度线处，蜡烛放置在10cm刻度线处，此时物距u>2f，光屏可在60～70cm范围内(即像距在f～2f之间)承接到倒立、缩小的实像。若蜡烛放置在30cm刻度线处，正好u＝2f，光屏放在70cm(即2f处)承接到倒立、等大的实像。若蜡烛放置在35cm刻度线处，则f跟踪训练
[2018·赤峰]小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，先用焦距20cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到了清晰、缩小的实像，如图所示。
图
5－12
(1)他改用10cm的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应向______移动(选填“左”或“右”)。
左
(2)改用10cm的凸透镜乙继续进行实验时，光屏所成清晰的像偏下，要使光屏所成的像移动到光屏中央位置，应使凸透镜向______移动(选填“上”或“下”)。
(3)光屏上得到发光体清晰的像时，小明不小心用手指尖触摸到凸透镜，此时光屏上______________________
(选填“会有指尖的像”“会出现指尖的影子”或“发光体的像暗了一些”)。
上
发光体的像暗了一些
【解析】
(1)由“先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到清晰缩小的实像”可知，此时u＞2f；当改用焦距为10cm的凸透镜乙继续实验，不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据“凸透镜成实像时，物远像近像变小”可知，要在光屏上成清晰的像，光屏应靠近凸透镜移动，即向左。(2)根据光线过光心不改变方向，要使像成在光屏的中央位置，可以让蜡烛向下移动，或凸透镜向上移动，或光屏向下移动。(3)不小心用手指指尖触摸到凸透镜，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，但透过的光线减少，所以此时的像比手指指尖触摸凸透镜前的像要暗一些。
类型五 人的眼球
典例
近日，陈老师发现自己的眼睛“看
远处能看得清，正常看书有叠影”，并
对自己的眼睛所产生的现象画出如图
所示的折光系统。则陈老师已经患上
__________(选填“远视眼”或“近视眼”)。
若要使陈老师能在正常情况下看书写字，你认为应购买由__________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)做成的眼镜，此眼镜对光线具有________作用。
图
5－13
远视眼
凸透镜
会聚
跟踪训练
如图为眼球结构示意图，
请据图分析回答。
(1)当小红从影院走出到较强阳光下，
[3]的大小变化是________(选填“变大”
“变小”或“不变”)。
(2)小红走在回家的路上，看到小明
同学迎面朝她走来。请完成以下流程图：小明影像投射到[_____]__________(填编号及名称)→视神经→大脑皮层视觉中枢，形成视觉。
(3)视网膜连接图中[6]的地方没有任何感光细胞，这个地方
叫做________。
图
5－14
变小
5
视网膜
盲点
【解析】
眼球结构示意图中的结构[3]是瞳孔，作用是调节进入眼睛的光线强弱，强光下瞳孔缩小减少进入眼睛的光线。结构[5]为视网膜，其作用是将光的强度与颜色转变成神经冲动经视神经传入大脑。视网膜连接图中[6]的地方没有任何感光细胞，这个地方叫做盲点。
当堂测评
高分作业第5课时 光波 [学生用书P99]
一、光的直线传播(a)
二、光的反射(b)
【知识拓展】
1．可见光可以反射，不可见光同样可以反射。
2．成虚像的判断依据：平面镜里所成的像不能呈现在光屏上，所以是虚像。
3．平面镜所成像的大小与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
三、光的折射(b)
四、透镜(b)
1．凹透镜：对光有__发散__作用。
2．凸透镜：对光有__会聚__作用。
图5－1
图5－2
3．凸透镜成像规律
物距(u)
像的性质
像距(v)
应用
正倒
大小
虚实
u＞2f
__倒立__
__缩小__
__实像__
__f＜v＜2f__
_照相机__
u＝2f
__倒立__
__等大__
__实像__
__v＝2f__
算焦距
f＜u＜2f
__倒立__
__放大__
__实像__
__v>2f__
_投影仪__
u＝f
不成任何像
/
测焦距
u＜f
_正立__
__放大__
__虚像__
/
_放大镜__
【知识拓展】
透镜成像的两个“一定”：
①实像一定都是倒立的，像和物体处在透镜异侧，是由实际光线会聚而成的，可用光屏承接。
②虚像一定都是正立的，像与物体处在透镜同侧，是由折射光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接，只能用眼睛直接观看。
记忆口诀：
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；实像倒来虚像正。
五、人的眼球(c)
1．折光系统：眼球中的晶状体和角膜的共同作用相当于一个__凸透镜__，能在视网膜上成__倒立、缩小的实像__(填像的性质)。
成像时，物距大于两倍焦距，即u＞2f，__视网膜__相当于光屏。
2．近视与远视成因及矫正方法如图所示。
图5－3
3．不管是近视、远视还是正常的眼，视觉的形成部位不是眼睛，而是在大脑皮层的视觉中枢。
类型一 光的传播
典例
下列关于光现象的说法正确的是( D )
A．白天的太阳、晚上的月亮、烛焰、萤火虫都可以作为光源
B．光是一种电磁波，只能在真空或空气中传播，不能在液体或固体中传播
C．光在真空中传播速度最快，其速度为3.0×105m/s
D．为了描述光的传播，常用中间带箭头的实线这种科学模型来表示光线
【解析】
月亮反射太阳的光，自身不发光，所以月亮不是光源。光是一种电磁波，在真空、空气以及透明的液体或固体中都能传播。光在真空中的传播速度为3.0×105km/s或3.0×108m/s。光线常用中间带箭头的实线来描述，这与磁感线一样是一种科学模型。
跟踪训练
如图所示，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，他应将烛焰、两个小孔和人眼调到__同一直线__上，这样操作的依据是__光在同种均匀介质中沿直线传播__，操作过程中他还在B纸片上看到了一个烛焰的像，这个像是__倒立__的(选填“正立”或“倒立”)。
图5－4
【解析】
光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰，应将烛焰、两个小孔和人眼调到同一直线上；蜡烛发出的光线通过A纸片上的小孔在B纸片上形成像，是光的直线传播形成的倒立的实像。
类型二 光的反射
典例
[2018·杭州拱墅区二模]清明节，平静的西湖水面上有数只鸟俯冲嬉戏。下列关于鸟在水中倒影的说法正确的是( B )
图5－5
A．与鸟是等大的实像
B．是由于光的反射形成的
C．鸟从空中俯冲向水面，水中倒影变大
D．若湖水深3m，鸟与水中倒影距离为6m
【解析】
平面镜成像是因为光的反射形成的，成像的特点是成等大、正立的虚像，且像距与物距相等。所以鸟在水中的倒影是与鸟成等大的虚像，俯冲向水面时，水中的倒影一直与鸟等大。鸟与水中倒影距离等于鸟到水面距离的
2倍，与水深无关。
跟踪训练
1．[2018·嘉兴舟山]下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图，正确的是( B )
A B
C
D
【解析】
来自对岸树木的光线斜射到水面上发生反射，反射光线进入眼睛，所以人才能观察到对岸树木在水中的倒影。
2．[2018·乌鲁木齐]在探究光的反射规律的实验中，小明设计了如图所示的实验：将平面镜放在水平桌面，硬纸板竖直地立在平面镜上，硬纸板上的直线ON垂直于镜面，右侧纸板可绕ON转动。
图5－6
(1)如图甲，当硬纸板在同一平面上，使一束光贴着纸板沿某一方向射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。当入射光EO向ON靠近的过程中，发现反射光OF__靠近__(选填“靠近”或“远离”)ON。为了精确探究反射规律，除了图中的器材，还需要刻度尺、__笔__和__量角器__。
(2)如图乙，保持左侧纸板和入射光的位置不变，右侧纸板绕ON转动，此时在右侧纸板上不能看到反射光，由此可以得出反射光线、入射光线和法线__在同一平面内__的结论。
类型三 光的折射
典例
[2018·盐城]有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是( B )
图5－7
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移
B．保持激光射入角度不变使水面上升
C．保持激光射入角度不变使水面下降
D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【解析】
要实现光斑O左移的方法有：一、保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小；二、保持水面高度和入射角不变，使水面的入射点左移；三、保持入射点和入射角不变，使水面上升。
跟踪训练
1．[2018·枣庄]诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示)，而是太阳光经过不均匀的大气层发生了__折射__所成的像，太阳实际在图中__乙__(选填“甲”或“乙”)的位置。
图5－8
2．按要求作图。
(1)[2018·德州]如图所示，光源S发出的一束光经墙上的平面镜反射后，射入游泳池中。请画出它经平面镜发生反射及进入水中发生折射的光路图。
【答案】
(1)如答图所示。
图5－9
跟踪训练2(1)答图
(2)[2018·成都A卷]如图所示，一束激光从空气中射到半圆形玻璃砖上(O为圆心)，发生了反射和折射，请在图中画出：①反射光线；②折射光线的大致
方向。
【答案】
(2)如答图所示。
图5－10
跟踪训练2(2)答图
类型四 凸透镜成像
典例
[2018·湖州]小华在研究凸透镜成像规律时，将平行光正对凸透镜照射，另一侧的光屏移动到距凸透镜10cm处时，得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛，调整好相关器材的高度，将凸透镜固定在光具座中央50cm刻度线处，移动蜡烛到光具座的左端并点燃，再移动光屏至如图所示位置时，在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变，通过移动蜡烛及光屏的位置，下列成像情况符合实际的是( C )
图5－11
A．若蜡烛放置在10cm刻度线处，移动光屏，在光屏上都不能呈清晰的像
B．若蜡烛放置在30cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰缩小的像
C．若蜡烛放置在35cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
D．若蜡烛放置在45cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
【解析】
从题意中可知该凸透镜的焦距为10cm。将凸透镜固定在光具座中央50cm刻度线处，蜡烛放置在10cm刻度线处，此时物距u>2f，光屏可在60～70cm范围内(即像距在f～2f之间)承接到倒立、缩小的实像。若蜡烛放置在30cm刻度线处，正好u＝2f，光屏放在70cm(即2f处)承接到倒立、等大的实像。若蜡烛放置在35cm刻度线处，则f跟踪训练
[2018·赤峰]小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，先用焦距20cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到了清晰、缩小的实像，如图
所示。
图5－12
(1)他改用10cm的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应向__左__移动(选填“左”或“右”)。
(2)改用10cm的凸透镜乙继续进行实验时，光屏所成清晰的像偏下，要使光屏所成的像移动到光屏中央位置，应使凸透镜向__上__移动(选填“上”或“下”)。
(3)光屏上得到发光体清晰的像时，小明不小心用手指尖触摸到凸透镜，此时光屏上__发光体的像暗了一些__(选填“会有指尖的像”“会出现指尖的影子”或“发光体的像暗了一些”)。
【解析】
(1)由“先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到清晰缩小的实像”可知，此时u＞2f；当改用焦距为10cm的凸透镜乙继续实验，不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据“凸透镜成实像时，物远像近像变小”可知，要在光屏上成清晰的像，光屏应靠近凸透镜移动，即向左。(2)根据光线过光心不改变方向，要使像成在光屏的中央位置，可以让蜡烛向下移动，或凸透镜向上移动，或光屏向下移动。(3)不小心用手指指尖触摸到凸透镜，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，但透过的光线减少，所以此时的像比手指指尖触摸凸透镜前的像要暗一些。
类型五 人的眼球
典例
近日，陈老师发现自己的眼睛“看远处能看得清，正常看书有叠影”，并对自己的眼睛所产生的现象画出如图所示的折光系统。则陈老师已经患上
__远视眼__(选填“远视眼”或“近视眼”)。若要使陈老师能在正常情况下看书写字，你认为应购买由__凸透镜__(选填“凸透镜”或“凹透镜”)做成的眼镜，此眼镜对光线具有__会聚__作用。
图5－13
跟踪训练
如图为眼球结构示意图，请据图分析回答。
图5－14
(1)当小红从影院走出到较强阳光下，[3]的大小变化是__变小__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)小红走在回家的路上，看到小明同学迎面朝她走来。请完成以下流程图：小明影像投射到[__5__]__视网膜__(填编号及名称)→视神经→大脑皮层视觉中枢，形成视觉。
(3)视网膜连接图中[6]的地方没有任何感光细胞，这个地方叫做__盲点__。
【解析】
眼球结构示意图中的结构[3]是瞳孔，作用是调节进入眼睛的光线强弱，强光下瞳孔缩小减少进入眼睛的光线。结构[5]为视网膜，其作用是将光的强度与颜色转变成神经冲动经视神经传入大脑。视网膜连接图中[6]的地方没有任何感光细胞，这个地方叫做盲点。
1．如图所示，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成的像在距小孔b处的半透明纸上，且a大于b。则半透明纸上的像是
( C )
图5－15
A．倒立、放大的虚像
B．正立、缩小的虚像
C．倒立、缩小的实像
D．正立、放大的实像
【解析】
小孔成像是由于光的直线传播形成的，成倒立的实像，像的大小主要取决于物与小孔的距离及光屏与小孔的距离。
2．[2018·台州]如图是验证“平面镜成像特点”的实验装置，其中A为玻璃板前点燃的蜡烛，B为玻璃板后未点燃的蜡烛。有关本实验的说法错误的是
( C )
(
图5－16
)A．玻璃板应该与桌面垂直
B．实验宜在较暗的环境中进行
C．眼睛应从B一侧观察成像情况
D．蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合
【解析】
B处是成像的位置，观察平面镜成像应在A侧。蜡烛A燃烧较长时间后变短了，但未点燃的B蜡烛高度不变，所以较长时间后像与B蜡烛不
重合。
3．[湖州中考]如图是晚上汽车在干燥的沥青路面和潮湿的沥青路面上行驶时大灯部分光路简图，在晚上开车时
( C )
图5－17
A．潮湿的路面更容易发生光的漫反射
B．干燥的路面发生光的折射
C．对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗
D．照射到干燥路面上的光不遵循光的反射定律
【解析】
由图可知，光射到潮湿的沥青路面上容易发生镜面反射；光射到干燥的沥青路面上容易发生漫反射，反射光线射向四面八方，不是折射；由于光射到潮湿的沥青路面上容易发生镜面反射，反射光线平行射出，很少的反射光线能进入驾驶员眼睛，所以对面无车时，驾驶员看潮湿的路面更暗；照射到干燥路面上的光发生漫反射，漫反射也遵循光的反射定律。
(
图5－18
)4．[绵阳中考]如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的
( B )
A．光线a
B．光线b
C．光线c
D．光线d
【解析】
光垂直于玻璃砖A的直角边入射时，传播方向不变；光从玻璃砖A斜射入空气中时，折射角大于入射角，故从A出来的折射光线会向上偏转；光从空气中斜射入B中时，折射角小于入射角(此时的折射角等于A中的入射角)，故折射光线与入射光线平行射出B，如图所示。
5．[2018·齐齐哈尔]关于生活中的透镜，下列描述合理的是
( C )
A．放映幻灯片时，在屏幕上得到的是幻灯片上景物的正立、放大的实像
B．看电影时，屏幕上的像相对于胶片成的是倒立、缩小的实像
C．用放大镜观察物体时，物体与放大镜的距离必须小于一倍焦距
D．生活中用凸透镜矫正近视眼
【解析】
放映幻灯片时，根据凸透镜成像规律，在屏幕上得到的是幻灯片上景物的倒立、放大的实像；看电影时，电影中凸透镜的作用相当于投影仪，成的是倒立、放大的实像；用放大镜观察物体时，物体必须放在一倍焦距之内；生活中用凹透镜矫正近视眼。
6．[2018·长沙]现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降，下列关于近视眼及其矫正原理图正确的是( A )
图5－19
A．甲、乙
B．甲、丙
C．乙、丙
D．丙、丁
【解析】
甲是近视眼成因原理图；乙是近视眼的矫正原理图；丙是远视眼成因原理图；丁是远视眼矫正原理图。
7．按要求作图(请保留作图痕迹)。
(1)[2018·南京]如图所示，画出入射光经互相垂直的两个平面镜反射的光路。
【答案】
(1)如答图所示。
图5－20
第7(1)题答图
(2)[2018·十堰]如图所示，AB、CD是平面镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线，请在图中标出光源S和S′像点的位置，并完成光
路图。
【答案】
(2)如答图所示。
图5－21
第7(2)题答图
(3)[2018·玉林]在图中画出与入射光线对应的折射光线。
【答案】
(3)如答图所示。
图5－22
第7(3)题答图
【解析】
(1)过入射点垂直于反射面作出法线，再根据反射角等于入射角作出反射光线，注意反射光线到达下面的反射面再次进行反射，而且最后的反射光线与原入射光线平行，法线要用虚线。(2)根据反射光线反向延长线过像点，作出像点S′，再根据平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称作出光源S的位置，补出入射光线。反射现象中的作图，用好反射光线反向延长线过像点、像与物关于平面镜对称是关键。本题还可以根据光的反射定律先画出两反射光线的入射光线，其交点就是光源，再画出像点。(3)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
8．[2018·杭州]为探究光的反射规律，小金进行如图所示的
实验。
(1)当入射角为40°时，反射角为__40°__。
(
图5－23
)(2)小金将纸板F绕垂直于镜面的ON向后转动，在纸板F上还能看到反射光吗？__不能__。请分析原因：__入射光线、反射光线、法线在同一平面内，纸板F向后转动后与纸板E不在同一个平面__。
(3)若使入射光线与平面镜的夹角为30°，那么反射光线与入射光线的夹角为__120°__。
【解析】
(3)入射光线与平面镜的夹角为30°，则入射角为60°。反射光线与入射光线的夹角是入射角的两倍。
9．[2018·滨州]小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
图5－24
(1)前面学过，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像，物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像，物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像。据此小明据出的问题是，像的虚实、大小、正倒跟__物距__有什么关系？
(2)如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝__10.0__cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度10cm处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是__照相机__(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)。
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图像，由图像可知，成实像时物距逐渐减小，像距逐渐__增大__。当u＞2f时，物体移动速度__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)像移动的速度；当f＜u＜2f时，物体移动速度__小于__(选填“大于”“小于”或“等于”)像移动的速度。
【解析】
(2)图甲中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用，光屏上得到的最小最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为20.0cm－10.0cm＝10.0cm。(3)凸透镜的焦距是10cm，当物体在10cm处时，物距为50cm－10cm＝40cm，物距大于两倍焦距，成倒立、缩小的实像，这是照相机的原理。
