第4讲 光的折射 人的眼睛
课标要求
考试细则
【课程内容】1.通过实验了解光折射现象及其特点。2.通过实验了解凸透镜成像特点，能解释相关问题，如近视眼、远视眼的成因，树立保护视力和用眼卫生的意识。【活动建议】1.探究凸透镜成像的特点。2.对学生视力、配戴眼镜、用眼保健与卫生等情况进行调查。
1.理解光的折射现象，并能概述光的折射规律。知道光的反射、折射规律中的可逆性原理。2.能区分凸透镜和凹透镜，了解它们在日常生活和生产中的应用，如照相机、幻灯机、放大镜等。知道照相机以及幻灯机的成像原理。3.认识凸透镜成像规律。4.知道眼睛的折光系统。知道近视的成因和矫正。知道远视的成因和矫正。
1．光的折射：光从一种透明介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
2．光的折射规律
(1)折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居法线两侧。
(2)光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角；光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；光垂直于界面入射时，传播方向不改变。
(3)在光的折射现象中，光路也是可逆的。
3．凸透镜和凹透镜
透镜
凸透镜
凹透镜
结构
中间厚、边缘薄
中间薄、边缘厚
对光的作用
会聚
发散
举例
远视眼镜片
近视眼镜片
4.凸透镜成像规律
物距u
像的特点
像距v
应用
u>2f
倒立
缩小
实像
f照相机
u＝2f
倒立
等大
实像
v＝2f
/
f倒立
放大
实像
v>2f
幻灯机
u＝f
不成像
探明灯
u正立
放大
虚像
不能确定
放大镜
5.凸透镜成像的理解方法、规律
(1)静态规律
①
一倍焦距分虚实，内虚外实，实倒虚正；
②
两倍焦距分大小，远小近大。
(2)动态规律：
①
成实像时：物距减小(增大)→像距增大(减小)→像变大(变小)。
②
成虚像时：物近像近像变小。
6．近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，像成在视网膜前方。近视眼要用凹透镜矫正。
7．远视眼的成因是晶状体太薄，折光能力太差，或者眼球在前后方向上太短，像成在视网膜后方。远视眼要用凸透镜矫正。
8．易错分析：如何测量凸透镜焦距，这里涉及多种方法。
(1)平行光会聚法：将凸透镜放在太阳光下，找到最亮的点，即焦点，测出焦点到光心的距离为焦距。
(2)物、像等大法：使物体通过透镜成清晰等大的像，物距的一半为焦距。
(3)成像法：使很远的物体通过透镜成清晰的像，像距就是焦距。(无穷远处的物体成像基本在焦点上)
1.
对下列几种常见生活现象的解释正确的是( C )
雨后天晴形成“彩虹”
山在水中形成“倒影”
手在墙上形成“手影”
筷子在水面处被“折弯”
A．“彩虹”的形成，是因为光的反射
B．“倒影”的形成，是因为光的折射
C．“手影”的形成，是因为光的直线传播
D．筷子在水面处被“折弯”，是因为光的反射
【试题解析】
光在同种均匀物质中沿直线传播；在传播过程中遇到不透明的物体，在表面发生反射，反射回原先的物质中，传播方向发生改变；如果遇到透明物体，则会进入透明物体，传播方向和速度通常会改变。彩虹是光的反射、折射的综合结果，白光中七种单色光的折射能力不同，白光分解成七色光，形成美丽的彩虹。“倒影”是来自物体的光从空气射到水面，发生反射，回到空气中，再进入眼睛。“手影”是光在传播过程中遇到不透明的手，在后面形成的黑色区域，而手四周的光没有被挡住，照亮了手影周围的屏幕，从而凸显了“手影”。筷子在水面“弯折”，是来自水下筷子的光从水中传播到水面，发生折射进入空气，再进入眼睛。
【命题意图】
本题考查学生对于生活中光学现象形成原理的理解。学生需要掌握最基本的几种光学原理：光的直线传播、光的反射、光的折射。
2.
从岸边看水中的鱼，看到“鱼”的位置与实际位置不同。下列能解释此现象的光路图是( D )
A.
B.
C.
D.
【试题解析】
人在岸边看见水中的鱼，不是眼睛发出光照到鱼身上，而是来自鱼的光从水中射到空气中再进入人的眼睛。光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，眼睛顺着折射光线的反向延长线看到的“鱼”是鱼的虚像，虚像的位置在鱼的上方偏向观察者一侧。如果用光去照射鱼，则应对着鱼的虚像位置照射，这是利用了折射现象中光路的可逆性。
【命题意图】
本题考查学生对成像原理的理解。不管是实像还是虚像，共同点都是有光线进入眼睛。另外，对于光的折射现象，还需要学生学会判断入射角与折射角是两条光线与法线之间的夹角，并知道入射角和折射角的大小关系。
3.
小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，他感到很惊奇：玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是他的探究过程：
根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关。为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测。如图1，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，会不会……
图1
图2
(1)小明的推测是__折射光线消失__。
(2)小明为了验证自己的推测，进行了如图2所示的实验。实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角，当增大到某一角度时，小明观察到__光斑消失__，证实了自己的推测。
(3)当光从空气射向水中时，也会出现“看不见”的现象吗？说出你的观点并解释：__不会；光从空气射向水中时，折射角始终小于入射角__。
【试题解析】
推测就是沿着一定的逻辑思路进行推理，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一值时，折射角达到90°，此时空气中没有折射光线；验证实验中折射光线的显示方法是：在光屏上看到光斑，则光斑与入射点的连线为折射光线位置，如果看不见光斑，则没有折射光线；当光从空气射向水中时，折射角小于入射角，不可能出现折射角为90°的现象。
【命题意图】
本题要求学生能回忆起光的折射现象，知道当光从水中射入空气时，折射角大于入射角；并且根据光路可逆，当光从空气射入水中时，折射角小于入射角。重在考查学生对光的折射相关知识的应用能力。
4.
小晨进行探究凸透镜成像规律实验，当蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示位置时，光屏上恰好能成清晰的像。
(1)此时，烛焰在光屏上所成像的性质是__倒立缩小的实像__。
(2)将蜡烛向左移动，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向__左__移动。
【试题解析】(1)判断像性质的方法有：①根据物距与焦距的关系判断。u＞2f时，成倒立缩小的实像；2f＞u＞f时，成倒立放大的实像；u【命题意图】
本题较为基础，考查学生是否做过凸透镜成像实验，是否掌握凸透镜成像规律。
5.
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．景物在两倍焦距以外才能成缩小的像
【试题解析】
照相机、摄像机、投影机、放大镜的镜头都是凸透镜，成像时遵循凸透镜成像规律。根据生活经验或凸透镜成像规律可以判断：为拍摄到更大的像应将镜头靠近景物，即物距减小时，像距变大，像变大；为扩大拍摄范围应将镜头远离景物，即物距变大时，像距变小，像变小，影像传感器上能呈现出更大范围的像；影像传感器上呈现的都是倒立缩小的实像。由于倒立的像不便于取景构图拍摄，所以，照相机上添加镜片折射(如三棱镜)或芯片处理，使呈现在取景窗上的像是“正像”。
【命题意图】
本题考查凸透镜成像规律的应用，要求学生掌握最基础的凸透镜成像规律，并能将凸透镜成像规律与生活实际应用相结合。
6.
小敏对眼球成像原理进行模拟实验。如图，将蜡烛放在A处时，光屏上成一个清晰的像。把此时的凸透镜和光屏模拟成正常人眼球模型，光屏相当于眼球的__视网膜__。在原位置上，换一个凸透镜后，发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像，此时凸透镜和光屏相当于模拟__远__(填“近”或“远”)视眼眼球。
【试题解析】换一个凸透镜后，发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像。说明近处物体的像不能成在视网膜上，而远处物体的像能成在视网膜上，即不能看清近处物体而能看清远处的物体，所以模拟的是远视眼眼球。根据“物距改变时，像随着物体同步同向移动”分析，物体在B位置时，像刚好成在光屏上，则物体在A位置时，像应该在光屏后面，即近处物体的像成在视网膜后面，属于远视眼患者。
【命题意图】
本题考查学生的建模能力，能否将复杂的光学问题转化为凸透镜成像规律模型。第
4讲 光的折射 人的眼睛
1．太阳光穿过地球大气层时会发生折射。如果没有这层大气，会出现( C )
A．日出会提前，日落会延迟
B．日出和日落都会提前
C．日出会延迟，日落会提前
D．日出和日落都会延迟
2．如图为某同学游酒埠江时拍下的一张照片。根据这张照片可推断( B )
A．山峰有多高，湖水有多深
B．照片中实景在上，倒影在下
C．群山通过照相机镜头成正立、缩小的实像
D．倒影通过照相机镜头成倒立、缩小的虚像
3．将一蜡烛放在装有水的烧瓶前，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是( D )
A．缩小的虚像
B．放大的虚像
C．缩小的实像
D．放大的实像
4．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为
10
cm，下列说法正确的是( C )
A．烛焰在如图所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同
B．若将蜡烛移到光具座
42
cm刻度处时，烛焰所成的像是倒立、放大的
C．若将蜡烛移到光具座
30
cm刻度处时，烛焰所成的像是等大的
D．若将蜡烛从光具座
30
cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，烛焰所成的像将逐渐变大
5．如图所示，将焦距为10
cm的凸透镜固定在光具座50
cm刻度线处，此时在光屏中心已成烛焰清晰的像，下列说法正确的是( B )
A．此时烛焰在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同
B．若蜡烛移至20
cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C．若蜡烛移至45
cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D．在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜，将光屏左移可再次成清晰的像
6．近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便，如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用“自拍神器”可以( D )
A．增大像距
B．增大像的大小
C．缩短景物到镜头距离
D．增大取景范围
7．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，下列操作能使光斑向左移动的是( B )
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
8．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
9．如图为眼球结构模型，下列说法不正确的是( C )
A．①为睫状肌，可调节晶状体的形状
B．②为角膜，无色透明，可让光透过
C．③为晶状体，②③的共同作用相当于一个凹透镜
D．若成像在④视网膜后面，可配戴相应的凸透镜矫正
10．若来自近处物体的光线，经某人眼球内的晶状体等折射后成像情况如图所示，则下列说法正确的是( B )
A．该人是远视眼，应配戴凹透镜矫正
B．该人是远视眼，应配戴凸透镜矫正
C．该人是近视眼，应配戴凹透镜矫正
D．该人是近视眼，应配戴凸透镜矫正
11．请在下面空格中填写光学元件名称：
(1)医生检查耳道的额镜__凹面镜__。
(2)公路拐弯处的大圆镜__凸面镜__。
(3)照相机镜头__凸透镜__；汽车后视镜__凸面镜__。
(4)太阳灶__凹面镜__；潜望镜__平面镜__。
12．如图所示，在“观看水中的硬币”活动中，把一枚硬币固定在空杯的底部，找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点。保持眼睛和杯子的位置不变，在同学逐渐把水加入到杯中的过程中，硬币上的B点和C点能先后被你看到。
(1)你所看到的水中硬币是一个变__浅__(填“深”或“浅”)的虚像。
(2)图中画出了刚看到C点时光的传播示意图，入射角是αC；如果刚看到B点时的入射角是αB，则αB__等于__αC。
13．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)，则该像是倒立、__放大__的实像。
(2)若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到__75__cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向__右__(填“左”或“右”，下同)移动才能再次看到清晰的像。
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向__左__移动，“烛焰尖部”又会变清晰。
14．小明在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。
(1)当小明在选择器材时，应选择图乙中所示的__A__(填“A”或“B”)透镜。
(2)保持蜡烛和光屏位置不变，小明在操作透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同这个步骤中，将透镜向下移动，光屏上的像如何移动？__下移__(假设这个过程中像能成在光屏上)。
(3)当移动光屏至图甲所示位置时，恰好能得到一个清晰的像，此时像的性质是__缩小、倒立、实像__。
15．我国6～18岁学生的近视率已超过80%，引起了全社会的高度关注。小明设计了模拟实验研究“近视眼的矫正”，实验中用凸透镜模拟眼睛的晶状体，光屏模拟眼睛的视网膜。如图所示，小明拿一个近视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。
(1)为模拟人眼，蜡烛到透镜的物距u和凸透镜焦距f之间关系为__u>2f__。
(2)要再次在屏上呈清晰的像，光屏应__靠近透镜__(填“靠近透镜”“远离透镜”“竖直上升”或“竖直下降”)。
(3)不改变蜡烛、透镜、光屏的位置，请设计另一种使像变清晰的办法：__更换焦距更大的凸透镜__。
1．为了研究光的传播规律，小明在水槽底部安装了一微型光源S，S发出一束光照在右侧壁上形成一光斑，小明在光斑处固定了一小块橡皮泥P(如图所示)。
现往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置，期间小红在左上方观察，看到右壁上一直有光斑。在加水过程中，小红观察到光斑的移动情况正确的是( D )
A．从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
B．从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
C．从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
D．从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
【解析】
往池内注水，水面升至P点以下的b位置时，发生折射，根据折射定律，光斑位置在S′，如下图所示：
水面上升至P点以上的a位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，光斑位置在S″，如下图所示：
通过画图可知：在加水过程中，由于开始的水很少，光斑会迅速下移到P点以下的某一位置，然后随着水的增多光斑再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置，故D符合题意。
2．一个圆柱形的烧杯内装水，将一根木棍竖直插入其中，位置比圆心偏左些(俯视图如图)，现从侧面观察，则哪幅图能正确反映所看到的情景( B )
A.
B.
C.
D.
【解析】
图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图，A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线；ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线；
上述光线则相当于在B处由水中射入空气中，图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有r＞i；所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是A的实际位置，即像A′的位置偏左；据此可知，筷子竖直插入玻璃杯中时，其侧视图应该是B图才与实际情况相符。同时，玻璃杯此时相当于一个凸透镜，对筷子起到了放大的作用，因此，观察到的筷子比实际粗些。
3．关于光的折射现象，下列说法错误的是( C )
A．当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射光线偏向法线方向
B．当光从玻璃(或水)斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向
C．当光从空气垂直射入玻璃(或水)中时，传播方向改变90°
D．当光从空气斜射入玻璃或水中时，在界面处同时发生反射和折射
【解析】
A．光从空气斜射入玻璃或水中时，折射角小于入射角，折射光线偏向法线，A正确，不符合题意；
B．光从玻璃(或水)斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，B正确，不符合题意；
C．当光从空气垂直射入玻璃(或水)中时，传播方向不变，C错误，符合题意；
D．当光从空气斜射入玻璃或水中等透明介质时，在界面处同时发生反射和折射现象，D正确，不符合题意。
4．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分别距光屏6cm和34cm均可在光屏上得到清晰像。下列判断正确的是
( B )
A．透镜距光屏34cm时成缩小的实像
B．蜡烛和光屏的距离为40cm
C．透镜的焦距范围为3cm≤f≤6cm
D．如将蜡烛和光屏的位置互换，透镜仍可在上述两位置成像，且像的性质不变
【解析】
题干中说到当移动透镜分别距光屏6cm和
34cm均可在光屏上得到清晰像，根据凸透镜成实像的特点可以得到：距光屏6cm时，物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，即f＜6cm＜2f……①，
距光屏34cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距，即34cm＞2f……②，故A错误；
根据①②可得3cm＜f＜6cm，故C错误；
根据成像分析，距光屏6cm和34cm成实像是两个互逆的光路，所以u1＝v2，v1＝u2，蜡烛和光屏的距离为6cm＋34cm＝40cm，故B正确；如将蜡烛和光屏的位置互换，透镜仍可在上述两位置成像，但是成像的性质正好与原先相反，故D错误。
5．如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO＜OB。已知AO＝10cm，该凸透镜的焦距可能是( C )
A．f＝10cm
B．f＝5cm
C．f＝8cm
D．f＝12cm
【解析】
根据题意AO＜OB可知，A点成像在B点，像距大于物距，满足f＜u＜2f，成倒立、放大的实像。因为AO＝10cm，选项A、B、D不能满足f＜10cm＜2f，选项C能满足f＜10cm＜2f，故A、B、D不符合题意，C符合题意。
6．小丽在做凸透镜成像实验时，不慎将凸透镜上部碰掉一块，则在荧光屏上
( D )
A．得不到像
B．得不到完整的像
C．成像效果不受影响
D．像是完整的，亮度变暗
【解析】
物体的每一点发出无数光线，这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上，也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上，所以将凸透镜上部碰掉一块时，只是去掉了该点发出的成像光线的一部分，通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上，所以成像的性质不变，由于通过的光在减少，所以像的亮度变暗。
7．如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O
的位置不变，欲使A
点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O
沿__顺时针__(填“顺时针”或“逆时针”)方向转动；同时观察到另一亮点B
点会移动到点__B1__(填“B1”或“B2”)。
(2)若保持入射光线不变，欲使B点下移至
B2，应使水面__上升__(填“上升”“下降”或“不变”)，在水面变化过程中，折射角__不变__(填“增大”“不变”或“减小”)。
【解析】(1)当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角；如图所示：现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A1处，则反射光线偏离法线，反射角增大，根据反射角等于入射角，则入射角也需增大，故使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。同时，入射角增大，折射角也会相应增大，因此，会观察到另一亮点B
点会移动到点B1，如图所示。
(2)在水面变化过程中，由于入射光线不变，即入射角不变，则折射角也不发生改变，因此过B2点作OB的平行线即为光点下移的折射光线，如图所示。显然入射光线不变，欲使B点下移至B2，水面需上升。
8．早晨漫步江畔，江水清澈透明，水面下的石块，看起来比实际位置要浅一些，这是由于光从水到空气时，发生了__折射__。中午在公园大树下休息，看到地面上有许多圆形的光斑，它们都是太阳的__实像__(填“实像”“虚像”或“影子”)。傍晚，难得一见的彩虹出现在天边，这是光的__色散__现象。
【解析】
水面下的石块，看起来比实际位置要浅一些，这是由于水中的石块反射的光由水中斜射入空气中时发生折射，折射光线远离法线，人逆着光线看去，石块就会“变浅了”；
大树上树叶与树叶之间会形成很多小的缝隙，太阳光从这些小缝隙中照射下来，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，所以在地面上会形成太阳的实像，该现象为小孔成像；
雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种色光，这种现象叫做光的色散。
9．小杰同学探究光从空气射入不同介质发生折射时的一些规律，他将一束光从空气射入水中发生折射的实验数据记录于下表：
实验序号
1
2
3
4
5
入射角i
10°
20°
30°
40°
50°
折射角r
7.9°
15.4°
21.5°
26.3°
33.5°
(1)分析实验序号1(或2或3或4或5)中折射角与入射角的大小关系，得出初步结论是：
__光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角__；
(2)分析实验序号1、2、3、4、5中折射角与入射角的变化关系，得出初步结论是：
__光从空气斜射入水中时，当入射角变大时，折射角也随之变大__；
(3)该同学在得出以上结论后想要继续研究光在其他透明介质的分界面折射时有什么规律。表中是光在几种不同介质中的传播速度，如图1是光在这几种介质中发生折射的光路：
介质
水
玻璃
冰
空气
酒精
光速(m/s)
2.25×108
2.0×108
2.30×108
3.0×108
2.2×108
图1
图2
①
综合分析表中的数据和图1中的光路图可以得出的结论是：当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角__小于__(填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
②
如图2所示，根据上述结论，光从玻璃斜射向酒精后经过了点A，那么激光光源的入射点应在__O点左侧__(填“O点左侧”“O点处”或“O点右侧”)。
【解析】(1)分析实验序号1(或2或3或4或5)中折射角与入射角的大小关系可知，折射角小于入射角，可以得出初步结论是：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；
(2)分析实验序号1、2、3、4、5实验数据可得：光从空气斜射入水中时，当入射角变大时，折射角也随之变大；
(3)①v真空＞v空气、v空气＞v水、v空气＞v玻璃，由图得出，折射角小于入射角，由此可得：光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角小于入射角；
②光从玻璃斜射向酒精中，光的传播速度变大，折射角大于入射角，入射点应该在O点左侧。
10．小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
(1)实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上，比较规范的操作是__B__(填选项前的字母)。
A．将三者分散排列，然后用目测的方法调节
B．将三者靠拢，然后用目测的方法调节
C．将三者分散排列，用刻度尺分别测量高度进行调节
(2)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、__缩小__的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是__照相机__。
(3)实验过程中，小丽发现当蜡烛成实像时，物距减小，像距与像都__变大__(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向__上__(填“上”或“下”)移动。
(5)通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是__B__(填符号)。
(6)当固定透镜位置如图甲，蜡烛由图示位置逐渐向右移动到标尺“25cm”处，通过移动光屏，光屏上始终出现清晰的像，在此次移动过程中，蜡烛和光屏之间的距离变化是__C__。
A．始终增大
B．始终变小
C．先变小后变大
D．先变大后变小
E.
保持不变
【解析】(1)“调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上”的操作，比较规范的是将三者靠拢，然后用目测的方法调节，这样误差较小，故B正确。
(2)图中把烛焰放在距凸透镜50cm处时，即u＞2f时，由凸透镜成像规律可知，光屏上可得到一个倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
(3)实验过程中，当蜡烛成实像时，物距减小，根据凸透镜成像规律可知，像距与像都变大。
(4)实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。
(5)根据凸透镜成像规律可知，凸透镜能成倒立、缩小的实像，能成倒立、放大的实像，能成正立、放大的虚像；不能成正立、缩小的实像，故B符合题意。
(6)凸透镜成实像时，物、像之间的距离在u＝v＝2f时最小，距离是4f；因为凸透镜的焦距为15cm，2f＝30cm，故当蜡烛在20cm处时，u＝2f，此时蜡烛和光屏的距离最小，故由图示位置向25cm移动时，蜡烛和光屏之间的距离先变小再变大。故C正确。
11．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
(1)如图甲，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。
(2)如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立__放大__(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(3)如图乙，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至__40__cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像，此时的成像特点跟__照相机__(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)很相似。
(4)如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中__B__处能观察到烛焰的像。
(5)如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是__近视__(填“近视”或“远视”)眼镜。
【解析】(1)由图甲知，焦点到凸透镜的距离为20.0cm－10.0cm＝10.0cm，所以凸透镜的焦距为f＝10.0cm；
(2)由图可知，此时物距u＝15cm，f＜u＜2f，此时成的是倒立、放大的实像；
(3)光的折射中光路是可逆的，若保持蜡烛和光屏位置不变，是物距变为原来的像距，即把凸透镜移至40cm
刻度处，像距变为15cm，成倒立、缩小的实像，是照相机的原理；
(4)保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，此时u＝16cm－10cm＝6cm，u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察；
(5)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明像距变大了，故放置的是使光线发散的凹透镜，这种眼镜是用来矫正近视眼的。第
4讲 光的折射 人的眼睛
1．太阳光穿过地球大气层时会发生折射。如果没有这层大气，会出现( )
A．日出会提前，日落会延迟
B．日出和日落都会提前
C．日出会延迟，日落会提前
D．日出和日落都会延迟
2．如图为某同学游酒埠江时拍下的一张照片。根据这张照片可推断( )
A．山峰有多高，湖水有多深
B．照片中实景在上，倒影在下
C．群山通过照相机镜头成正立、缩小的实像
D．倒影通过照相机镜头成倒立、缩小的虚像
3．将一蜡烛放在装有水的烧瓶前，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是( )
A．缩小的虚像
B．放大的虚像
C．缩小的实像
D．放大的实像
4．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为
10
cm，下列说法正确的是( )
A．烛焰在如图所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同
B．若将蜡烛移到光具座
42
cm刻度处时，烛焰所成的像是倒立、放大的
C．若将蜡烛移到光具座
30
cm刻度处时，烛焰所成的像是等大的
D．若将蜡烛从光具座
30
cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，烛焰所成的像将逐渐变大
5．如图所示，将焦距为10
cm的凸透镜固定在光具座50
cm刻度线处，此时在光屏中心已成烛焰清晰的像，下列说法正确的是( )
A．此时烛焰在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同
B．若蜡烛移至20
cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C．若蜡烛移至45
cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D．在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜，将光屏左移可再次成清晰的像
6．近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便，如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用“自拍神器”可以( )
A．增大像距
B．增大像的大小
C．缩短景物到镜头距离
D．增大取景范围
7．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，下列操作能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
8．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( )
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
9．如图为眼球结构模型，下列说法不正确的是( )
A．①为睫状肌，可调节晶状体的形状
B．②为角膜，无色透明，可让光透过
C．③为晶状体，②③的共同作用相当于一个凹透镜
D．若成像在④视网膜后面，可配戴相应的凸透镜矫正
10．若来自近处物体的光线，经某人眼球内的晶状体等折射后成像情况如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该人是远视眼，应配戴凹透镜矫正
B．该人是远视眼，应配戴凸透镜矫正
C．该人是近视眼，应配戴凹透镜矫正
D．该人是近视眼，应配戴凸透镜矫正
11．请在下面空格中填写光学元件名称：
(1)医生检查耳道的额镜____。
(2)公路拐弯处的大圆镜____。
(3)照相机镜头____；汽车后视镜____。
(4)太阳灶____；潜望镜____。
12．如图所示，在“观看水中的硬币”活动中，把一枚硬币固定在空杯的底部，找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点。保持眼睛和杯子的位置不变，在同学逐渐把水加入到杯中的过程中，硬币上的B点和C点能先后被你看到。
(1)你所看到的水中硬币是一个变____(填“深”或“浅”)的虚像。
(2)图中画出了刚看到C点时光的传播示意图，入射角是αC；如果刚看到B点时的入射角是αB，则αB____αC。
13．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)，则该像是倒立、____的实像。
(2)若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到____cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向____(填“左”或“右”，下同)移动才能再次看到清晰的像。
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向____移动，“烛焰尖部”又会变清晰。
14．小明在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。
(1)当小明在选择器材时，应选择图乙中所示的____(填“A”或“B”)透镜。
(2)保持蜡烛和光屏位置不变，小明在操作透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同这个步骤中，将透镜向下移动，光屏上的像如何移动？____(假设这个过程中像能成在光屏上)。
(3)当移动光屏至图甲所示位置时，恰好能得到一个清晰的像，此时像的性质是____。
15．我国6～18岁学生的近视率已超过80%，引起了全社会的高度关注。小明设计了模拟实验研究“近视眼的矫正”，实验中用凸透镜模拟眼睛的晶状体，光屏模拟眼睛的视网膜。如图所示，小明拿一个近视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。
(1)为模拟人眼，蜡烛到透镜的物距u和凸透镜焦距f之间关系为____。
(2)要再次在屏上呈清晰的像，光屏应____(填“靠近透镜”“远离透镜”“竖直上升”或“竖直下降”)。
(3)不改变蜡烛、透镜、光屏的位置，请设计另一种使像变清晰的办法：____。
1．为了研究光的传播规律，小明在水槽底部安装了一微型光源S，S发出一束光照在右侧壁上形成一光斑，小明在光斑处固定了一小块橡皮泥P(如图所示)。
现往水槽内缓慢加水至水面上升到a位置，期间小红在左上方观察，看到右壁上一直有光斑。在加水过程中，小红观察到光斑的移动情况正确的是( )
A．从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
B．从P处缓慢下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
C．从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到与橡皮泥P重合
D．从P处迅速下移到某一位置后再缓慢上移到橡皮泥P上方某一位置
2．一个圆柱形的烧杯内装水，将一根木棍竖直插入其中，位置比圆心偏左些(俯视图如图)，现从侧面观察，则哪幅图能正确反映所看到的情景( )
A.
B.
C.
D.
3．关于光的折射现象，下列说法错误的是( )
A．当光从空气斜射入玻璃或水中时，折射光线偏向法线方向
B．当光从玻璃(或水)斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向
C．当光从空气垂直射入玻璃(或水)中时，传播方向改变90°
D．当光从空气斜射入玻璃或水中时，在界面处同时发生反射和折射
4．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分别距光屏6cm和34cm均可在光屏上得到清晰像。下列判断正确的是
( )
A．透镜距光屏34cm时成缩小的实像
B．蜡烛和光屏的距离为40cm
C．透镜的焦距范围为3cm≤f≤6cm
D．如将蜡烛和光屏的位置互换，透镜仍可在上述两位置成像，且像的性质不变
5．如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO＜OB。已知AO＝10cm，该凸透镜的焦距可能是( )
A．f＝10cm
B．f＝5cm
C．f＝8cm
D．f＝12cm
6．小丽在做凸透镜成像实验时，不慎将凸透镜上部碰掉一块，则在荧光屏上
( )
A．得不到像
B．得不到完整的像
C．成像效果不受影响
D．像是完整的，亮度变暗
7．如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。
(1)若保持入射点O
的位置不变，欲使A
点下移至A1，应使入射光线MO绕着点O
沿____(填“顺时针”或“逆时针”)方向转动；同时观察到另一亮点B
点会移动到点____(填“B1”或“B2”)。
(2)若保持入射光线不变，欲使B点下移至
B2，应使水面____(填“上升”“下降”或“不变”)，在水面变化过程中，折射角____(填“增大”“不变”或“减小”)。
8．早晨漫步江畔，江水清澈透明，水面下的石块，看起来比实际位置要浅一些，这是由于光从水到空气时，发生了____。中午在公园大树下休息，看到地面上有许多圆形的光斑，它们都是太阳的____(填“实像”“虚像”或“影子”)。傍晚，难得一见的彩虹出现在天边，这是光的____现象。
9．小杰同学探究光从空气射入不同介质发生折射时的一些规律，他将一束光从空气射入水中发生折射的实验数据记录于下表：
实验序号
1
2
3
4
5
入射角i
10°
20°
30°
40°
50°
折射角r
7.9°
15.4°
21.5°
26.3°
33.5°
(1)分析实验序号1(或2或3或4或5)中折射角与入射角的大小关系，得出初步结论是：
____；
(2)分析实验序号1、2、3、4、5中折射角与入射角的变化关系，得出初步结论是：
____；
(3)该同学在得出以上结论后想要继续研究光在其他透明介质的分界面折射时有什么规律。表中是光在几种不同介质中的传播速度，如图1是光在这几种介质中发生折射的光路：
介质
水
玻璃
冰
空气
酒精
光速(m/s)
2.25×108
2.0×108
2.30×108
3.0×108
2.2×108
图1
图2
①
综合分析表中的数据和图1中的光路图可以得出的结论是：当光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中时，折射角____(填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
②
如图2所示，根据上述结论，光从玻璃斜射向酒精后经过了点A，那么激光光源的入射点应在____(填“O点左侧”“O点处”或“O点右侧”)。
10．小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
(1)实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上，比较规范的操作是____(填选项前的字母)。
A．将三者分散排列，然后用目测的方法调节
B．将三者靠拢，然后用目测的方法调节
C．将三者分散排列，用刻度尺分别测量高度进行调节
(2)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、____的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是____。
(3)实验过程中，小丽发现当蜡烛成实像时，物距减小，像距与像都____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向____(填“上”或“下”)移动。
(5)通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是____(填符号)。
(6)当固定透镜位置如图甲，蜡烛由图示位置逐渐向右移动到标尺“25cm”处，通过移动光屏，光屏上始终出现清晰的像，在此次移动过程中，蜡烛和光屏之间的距离变化是____。
A．始终增大
B．始终变小
C．先变小后变大
D．先变大后变小
E.
保持不变
11．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
(1)如图甲，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＝____cm。
(2)如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立____(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(3)如图乙，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至____cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像，此时的成像特点跟____(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)很相似。
(4)如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中____处能观察到烛焰的像。
(5)如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是____(填“近视”或“远视”)眼镜。
