光的折射和反射.透镜

第1讲 光的折射和反射 【考点】

（1）对于光现象可以进行分类（光沿直线传播；反射；折射） 【光直线传播的应用】光在同一种均匀物质中是沿直线传播的 步枪瞄准、激光准直、排队。

（1）在开凿大山隧道时, 工程师们常常用激光引导掘进机, 使掘进机沿直线前进, 保证隧道不出偏差 （2）用步枪瞄准射击时，当眼睛看到瞄准点、准星尖和缺口三者重合时，就认为三者处于同一直线上 （3）影子的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面便产生影。

光的直线传播原理的解释：小孔成像（太阳的光斑，讲解）、影子的形成、日食、月食的形成.

【结论】小孔：成像的性质：倒立的，实像，可以成放大、等大、缩小的像。像的形状与孔的形状无关，像的大小与光屏距小孔远近有关

【光的反射】光的反射：光射到物体表面上，有一部分光会被物体表面反射回来。这种现象叫做光的反射。 镜中的人像；倒映在湖中的桥；人站在河边，可以看见天空的云彩在水中飘动；潜水艇

【光的折射】光的折射：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，这种现象叫光的折射。

将一根筷子斜放入装有水的杯子里，从上面往下看，筷子向上弯 缸里盛满清水后，看上去缸底变浅了；海市蜃楼；彩虹 （2）光的反射定律（当镜面变化，角度如何变化）

反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”

（3）平面镜成像规律和画图

平面镜成像规律：物体在平面镜中成虚像，像和物体的大小相同 ，像和物体到镜面的距离相等，它们的连线与镜面垂直

（4）光的折射定律

光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。

理解：折射规律分三点：（1）三线共面 （2）两线分居（3）两角关系分三种情况： ①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°； ②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；

③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角 。

故折射角与入射角存在相等、大于或小于的关系。 在光的折射和反射中光路是可逆的。

光的折射画图要求

（1）从岸边看水中的鱼，看到的“鱼”的位置与实际位置不同。下列模型能解释此现象的是（ D ）

（2）人看到插入水中的筷子向上折（图像） （3）潜水员从河里看高楼大厦是变高还是变低

【典型例题】

1、下列现象分别属于光的哪些现象？

山倒映在湖水中，一阵风吹过_____反射______；鱼在清澈的水里游动，我们可以清楚看得清楚____折射______；我们的眼睛能从不同的方向看到周围不发光的物体_______漫反射_______

2、空杯底放一枚硬币，移动杯子，使眼睛看不见硬币，保持此位置不变，慢慢向杯中倒水，随着水的升高，你是否能看见硬币？___能___

3、在盛满水的杯子里放一枚硬币，看上去杯底的硬币比实际深度深一些，还是浅一些？__浅一些 _____ 4、下列现象中，属于光的折射现象的是 （ B ）

A 、太阳光穿过茂密的树叶间隙，在地面上形成圆形光斑 B 、缸里盛满清水后，看上去缸底变浅了 C 、人在路灯下行走，地面上会出现人的影子 D 、人站在河边，可以看见天空的云彩在水中飘动

5、光从空气斜射入玻璃中，下列说法错误的是 （ D ）

A 、光的速度减小了 B 、在空气与玻璃的分界面上，反射和折射同时发生 C 、折射角一定小于入射角 D 、光的传播方向不一定会改变

6、人在水面看到水中的一条鱼P ，如图四条光路中正确的是 （ B ）

A 、PO 1Q B 、PO 2Q C 、PO 3Q D 、PO 4Q

7、潜水员看斜插入水中的一根木桩的水上部分，其中正确的是 （ B ）

8、把一块玻璃砖放在书上，透过玻璃砖看书上的字，则 （ A ）

A 、看到的是比字的位置升高了的虚像 B 、看到的是比字的位置升高了的实像 C 、看到的是比字的位置降低了的实像 D 、看到的是比字的位置降低了的虚像 9、如图所示，一束方向不变的光线从右斜射向水面，这时的反射角是β，折射

角是γ。若把水槽的左端稍垫高一些，待水面重新恢复平静时，反射角是β1，折射角是γ1，那么 （ A ） A 、β1＝β、γ1＝γ B 、β1＜β、γ1＞γ C 、β1＜β、γ1＜γ D 、β1＞β、γ1＞γ

10、如图所示，人眼在A 处看见河里B 处有一条鱼，若有一个人从A 处

用一根鱼叉叉鱼，应对着哪一点掷出？（ C ）若从A 处射出一束激光，使激光能照射到鱼身上，则激光应对哪一点射出？（ A ） A 、B 点 B 、B 点上方 C 、B 点下方 D 、B 点左方或右方

11、一束光线斜射入到两种透明物质的界面上，光线与界面的夹角为200，

反射光线与折射光线恰好垂直，则入射角和折射角分别是 （ C ）

A 、200、200 B 、200、700 C 、700、200 D 、700、700

12、有一束光线由空气斜射入水中，入射角逐渐增大，则折射角 （ C ） A 、逐渐减小 B 、不变

C 、逐渐增大，但总小于入射角 D 、逐渐增大，可能大于入射角。

13、如下图所示，将一块厚玻璃放在一支铅笔上，看上去铅笔似乎被分成了三段，这是光的__折射____现

象。

（第13题图） （第14题图）

14、如上图所示，一束光在空气和玻璃两种介质面上发生了反射和折射，玻璃在 NN ˊ的右方 。（填上方、下方、左方、右方） 15、在折射现象中，光路是。

根据这个道理，如果光从其他介质斜射入空气中，则折射角 入射角。 16、一束光线以与玻璃块上界面成450角的方向入射，请画出光从

下界面出来时的大致出射方面。

17、某人以1 m／s 的速度垂直于镜面走向平面镜，则他在镜中的像靠近人（相对于人）的速度是____C__

，

该人在平面镜中的像的大小将 ________不变______。

A ．0．5 m／s B ．1 m／s C ．2 m／s D ．4 m／s

18、物理之美，无处不在．古诗中有“大漠孤烟直，长河落日圆”的壮美诗句，诗人观察到的落日并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀的大气时发生了 而成的像，太阳实际上是在图21中的 位置．(填“甲”或“乙) 【解析】折射；乙

19、激光是今后战争中的有效武器．有关它的使用，下列说法中正确的是 ( B )

A.空中飞机在攻击隐藏的潜艇时，激光炮应瞄准所看到的目标 B.海中的潜艇用激光炮攻击空中飞机时，应瞄准目标的下方 C.地面上的激光炮，瞄准空中的飞机就能击中目标的上方 D.在地面上用激光炮攻击飞行的飞机时，应瞄准目标的正前方

20、小明的写字台上有一盏台灯．晚上在灯前学习的时候，铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，影响阅读．在下面的解决方法中，最简单、效果最好的是( C )

A. 把台灯换为吊灯 B ．把台灯放到正前方 C ．把台灯移到左臂外侧 D ．把台灯移到右臂外侧 【解析】答案:C(如小明用左手写字，则本题答案应是D) 思路点拨:

小明晚上学习的时候，铺在写字台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，实际上这些刺眼的亮光并非玻璃本身发出的，而是玻璃表面反射台灯发出的光所致．这些光之所以刺眼，是由于人感受到的反射光太强，一般这是由于台灯可能正好在人的正前方，从而有较强的反射光朝人反射．可见如将台灯移至人的侧旁，即可避免出现这种现象．而对于通常以右手写字的人来说，则应将台灯移至其左臂外侧最好(因为如果台灯在右臂外侧时，则在写字时右手的影子会落在人正前方的台面上，影响看书和写字)

21、如图30所示，由发光点S 发出的光射到水面上，同时发生反射和折射，反射光线经过A 点，试在图中画出入射光线、反射光线和折射光线．

22 .如图32，B 为隧道中的一堵墙，墙的左边有一激光器发出一束激光经平面镜MN 反射后恰好经过Ａ点，请根据平面镜成像特点画出一条符合要求的入射光线和反射光线．

23、“井底之蛙”常用来形容“目光短浅”，如图34所示，在枯井底Q 点趴着一只青蛙，一场大雨过后，井被灌满水。用光线画出下雨前后井底之蛙的视野范围。

S'

（一）透镜 1、透镜及分类

透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。

分类：

凸透镜： 边缘薄， 中央厚

凹透镜： 边缘厚， 中央薄 2、透镜示意图：

凸透镜： 凹透镜：

3、主光轴，光心、焦点、焦距

a. 主光轴：通过两个球心（透镜由两个球面镜构成，固有两个球心）的直线 b. 光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。

c. 焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F ”表示 。虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。

d. 焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f ”表示。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。 3、透镜对光的作用

凸透镜：对光起会聚作用； 凹透镜：对光起发散作用 凸透镜成像

透镜的种类：凸透镜（中间厚边缘薄）和凹透镜（中间薄边缘厚） 透镜作用：凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用 凸透镜成像 凸透镜的成像规律

u 〉2f

：成倒立、缩小的实像，应用：照相机、眼睛

：成倒立、等大的实像 ：成倒立、放大的实像，应用：幻灯机、电影机u =2f f 〈u 〈2f u 〈f

：成正立、放大的虚像，应用：放大镜 像和物在同侧

成虚像时：物像同侧，物距变大，像距变大，像变大． 成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小． 【典型例题】

1、如图所示，是几种光学器材的示意图，其中能对光线起发散作用的是（ D ）

A B C D

【解析】A 、中间厚、边缘薄，是凸透镜，对光线有会聚作用，不合题意； B 、中间厚、边缘薄，是凸透镜，对光线有会聚作用，不合题意； C 、中间厚、边缘薄，是凸透镜，对光线有会聚作用，不合题意；

D 、中间薄、边缘厚，是凹透镜，对光线有发散作用，符合题意

2、张家界因山而著名，吸引许多中外游客来旅游，有少数游客在山上游玩时将空纯净水瓶仍在山上，这样做既污染了环境，同时还可能引起山林火灾。这是因为当下雨时纯净水瓶装入水后，就相当于一个＿凸＿＿透镜。晴天强太阳光照射它时，它对光线会产生＿＿会聚＿＿作用，可能会引起枯叶着火。因此我们在山中游玩时一定要注意保护环境。

3错误！未指定书签。．如图所示，平行于主光轴的两条光线射向凸透镜，请画出它们通过透镜后的折射光线．

4、在探究凸透镜成像的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰的缩小的像，要使烛焰在光屏上呈现一个清晰的放大的像，调节的方法是（ B ）

A 、透镜不动，蜡烛向透镜移动，光屏向透镜移动 B 、透镜不动，蜡烛向透镜移动，光屏远离透镜移动 C 、透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动 D 、透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏向透镜移动

5、如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像．若透镜位置不变，将蜡 烛移到刻度为30cm 处，则（ D ） A 、移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像 B 、移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像 C 、移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像

D 、不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像

6、在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上，在光屏上得到清晰的烛焰的像，如图所示．

（1）要使烛焰的像清晰地成在光屏的中央，可以保持光屏和凸透镜的位置不变，将蜡烛向（上）移动；或

保持光屏和蜡烛的位置不变，将凸透镜向（下）移动（每空均选填“上”或“下”）．

（2）通过观察AO 与OB 的距离关系，可以推测：此时所成的像是倒立（缩小）的实像．（选填“放大”、“缩小”或“等大”）

（3）将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在A 、O 、B 的位置并调节烛焰中心、凸透镜的光心、光屏中心在同一直线上和同一高度，保持凸透镜位置不变，将蜡烛远离凸透镜一些，则应（减小）（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）光屏与凸透镜之间的距离，才能在光屏上成清晰的像，像和原来相比（变小）．（选填“变大”、“变小”或“保持不变”）

【解析】（1）如图，蜡烛的像成在光屏的上方，说明根据光线过光心不改变方向，说明蜡烛位置太低，或凸透镜位置太高，或光屏位置太低．要使像成在光屏的中央位置，蜡烛向上移动，或凸透镜向下移动，或管

【画图练习】

（2011连云港）错误！未指定书签。．如图所示，SA 、SB 是光源S 发出的两条光线．其中SA 平行于主光轴，SB 过左焦点，请画出这两条光线通过凸透镜后出射光线（注意标出箭头方向）。

家

婆

向

上

移

动

．

（2011扬州）错误！未指定书签。．在图乙中画出通过透镜后的折射光线。

（2011锦州）错误！未指定书签。．请根据凹透镜对光线的作用完成光路。

（2011青岛）错误！未指定书签。．请在图中画出光线经过凹透镜折射后的光路。

（2011黄石）错误！未指定书签。．如图所示一束光从半球面上的A 点沿半径方向射入半球形玻璃砖，已知半球形玻璃砖的球心为O ，且光线到达半球形玻璃砖下表面处时可以发生折射和反射。请画出这束光线从射入玻璃砖到射出玻璃砖的完整光路图。

四、解答题

（2011贵阳）错误！未指定书签。．“一滴水可能引起一场火灾”，这是危言耸听还是真知灼见？请你从光学的角度谈谈你对这句话的见解。

答案：水珠相当于凸透镜，它对光线具有会聚作用，在一些特定的条件下，会因为会聚的阳光恰好使易燃物因温度升高而燃烧，发生火灾。

（2011德州）错误！未指定书签。．给你一副老花镜，在不能用手触摸镜片的前提下，你如何辨别两镜片的度数是否相同。

方法：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 答案：方法一：分别将两镜片做放大镜使用，保持物距不变，观察放大倍数是否相同。

方法二：找一较远光源（如太阳），分别将两镜片在光屏上成实像，观察像距是否相同。（合理即可）

【概念分析】 物质的变化

1、自然界中的物质的变化可以分为哪几类？

物理变化：变化中没有新物质产生，只有形态、状态的改变 化学变化：变化中会产生新的物质

2、物理变化和化学变化在本质上有什么不同？ 物理变化的实质：分子间的距离发生改变。

化学变化的实质：构成物质分子的原子重新组合成新的分子。 3、物理变化和化学变化的联系和区别？ （1）两者的区别：变化中有没有新的物质生成

（2）两者的联系：化学变化一定能伴随着物理变化；物理变化一定不伴随化学变化

4、物理性质和化学性质

（1）物理性质：不需要发生化学变化就能表现出来的性质

颜色、气味、状态、密度、硬度、溶解性、挥发性、熔点、沸点等。 （2）化学性质：只在化学变化中表现出来的性质 氧化性、还原性、可燃性、稳定性等 【即境活用】

1、判断下列变化是物理变化还化学变化 ⑴把铁块磨成铁粉 物理

⑵把铁块放在地面上，生锈了 化学 ⑶把湿衣服放在太阳下，晒干了 物理 ⑷铜锭抽成铜丝 物理 ⑸铁在高温下熔化成铁水 物理 ⑹煤的燃烧 化学

⑺碳酸氢铵受热分解为氨气、水、二氧化碳 化学 （8）植物光合作用 化学

2、判断下列变化是物理变化还化学变化 ⑴空气液化 ⑵铜器生绿锈

⑶二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊 ⑷酒精挥发 ⑸火药爆炸

⑹灯丝通电后发光放热

3、（2005年黄冈）下列成语中，一定包含有化学变化的是( ) A．木已成舟 B．花香四溢 C．烛炬成灰 D．滴水成冰 【解析】C 。

4、红磷与白磷在一定条件下可以相互转化，这一变化属于____________

5、物质发生化学变化时，下列各项在反应前后肯定不变的是____________ ①电子总数 ②原子总数 ③质子总数 ④物质的总质量 ⑤物质所含的总能量 ⑥物质的种类．

【解析】根据化学变化的实质可以得知：化学变化前后，原子的个数、种类不变，元素的种类没有增减，物质的质量总和相等．反应前后元素种类不变，原子种类和个数都不变，即电子总数不变、质子总数不变，原反

子应

一

质定

量伴

不随

能变

量

，的

故变

化①②③④

，

故正

⑤

确错

； ；

物质种类可能存在单质和化合物之间的转化，分子总数也可以发生变化，故⑥错；