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第三章 光 和 眼 睛
第三课时 光的折射和透镜
1. 通过实验，了解光的折射现象及其特点。
2. 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
课程标准
考点梳理
1. 定义：光由一种介质进入另一种介质时传播__________发生改变的现象，叫做光的折射。
2. 条件：光从一种介质__________入另一种介质时，才会发生折射。
3. 光的折射现象：水中的物体位置变“浅”了、水中的筷子变“弯”了、海市蜃楼等。
方向
光的折射现象
斜射
1. 光的折射规律：光发生折射时(如图1－3－33)，折射光线、入射光线、法线三者在_________________内；折射光线和入射光线分别位于__________的两侧。
2. 当光从空气斜射到水或玻璃表面时，折射光线向__________偏折，折射角r__________入射角i。
入射角增大时，折射角也__________。
同一平面
光的折射规律
法线
法线
小于
增大
3. 当光__________射到水或玻璃的表面时，在水或玻璃中的传播方向不改变。
4. 在折射现象中，光路是__________的。
注意：在光的折射现象中，无论是光从空气中斜射入其他介质中，还是光从其他介质中斜射入空气中，都是空气中的夹角更大（可简记为“空气角大”）。
垂直
可逆
1. 透镜的种类：中间比边缘厚的透镜叫做__________镜，它对光有__________作用；中间比边缘薄的透镜叫做__________镜，它对光有__________作用。
凸透
透镜
会聚
凹透
发散
2. 焦点和焦距：
（1）跟主光轴_______的光，通过凸透镜折射后__________于主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点(如图1－3－34甲)，用字母“F”表示。
（2）跟主光轴__________的光，通过凹透镜折射后会发散，发散光线的______________________会相交于主光轴上的一点，这个点叫做凹透镜的虚焦点(如图1－3－34乙)。
平行
会聚
平行
反向延长线
（3）从焦点到__________的距离叫做焦距，用f表示。
3. 凸透镜的三条特殊光线：
（1）平行入、过焦点出：跟主光轴__________的光，通过凸透镜折射后会聚于焦点。
（2）过焦点入、平行出：过焦点的光，通过凸透镜折射后跟主光轴__________。
（3）过光心、不变向：过光心的光，传播方向__________。
光心
平行
平行
不变
课本简练
1.（八上P61活动1改编）下列观察到的各种现象中，与光的折射有关的是（ ）
A．小孔成像 B.日食
C．水中筷子变弯了 D．水中树的倒影
C
2. （八上P64自我评价与作业5改编）图1-3-35为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图，由图可知，入射光线是__________，折射光线是__________，入射角的度数是__________。 界面的__________（填“上”“下”“左”或“右”）侧是空气。
CO
OB
60°
左
3. （八上P68自我评价与作业1改编）在图1-3-36的透镜中，属于凸透镜的是______________，属于凹透镜的是____________。（均填字母）
A、E、F
B、C、D
4.（八上P68信息浏览改编）早在我国晋代张华的《博物志》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”下图中关于该记载的解释正确的是（ ）
A
易错精讲
【例1】（2020广东)岸上的人看到水中小鱼的光路图是（ ）
易错点1
光的折射现象原理图
B
思路点拨：不管是从岸上向水中看，还是从水中向岸上看，人逆着折射光看，看到的都是位置变高的虚像。比如插入水中的筷子向上弯折、水中的潜水员看见岸上树梢的位置变高了等。
【变式1】如图1-3-37所示，海洋公园内，北极熊站立在方形透明水族箱内，头在水面上、身体在水面下，水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景。游客看到北极熊身体的光路图是（ ）
A
【例2】如图1-3-38所示，根据入射光线和折射光线，请在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
易错点2
凸透镜的会聚作用、凹透镜的发散作用
如答图1-3-6所示。
思路点拨：凸透镜对光的会聚作用：相对于入射光线，折射光线的传播范围变窄了(折射光线与原来入射光线相比，靠近了主光轴)；凹透镜对光的发散作用：相对于入射光线，折射光线的传播范围变宽了(折射光线与原来入射光线相比，远离了主光轴)。
【变式2】请在图1-3-39的光路图中，分别画出合适的透镜。其中对光有会聚作用的是图__________。
丙、丁
如答图1-3-7所示。
【例3】如图1-3-40所示，请将下列光路图补充完整。
易错点3
透镜的三条特殊光线
如答图1-3-8所示。
思路点拨：光线用实线表示，一定要标出箭头，表示光的传播方向；光线的反向延长线用虚线表示，不标箭头。
【变式3】如图1-3-41所示，把小灯泡放在凸透镜的焦点上，请画出从小灯泡发出的两条光线经凸透镜折射后的光线。
如答图1-3-9所示。
实验 探究光的折射规律(10年0考)
重点实验
实验名称 探究光的折射规律
实验器材 水槽、激光笔、玻璃板、量角器、硬纸板
考点归纳 （1）实验操作细节：
①多次改变入射光线与法线的夹角，探究折射角与入射角的大小关系
②在空气与水或空气与玻璃的分界面上，反射光线和折射光线同时存在
③让另一束激光沿CO方向射向O点，验证光路可逆
考点归纳 ④入射光线垂直于水面或玻璃表面入射，折射光线与入射光线方向相同，即“三线合一”，折射角为0°
（2）多次测量的目的：使实验结论具有普遍性
（3）实验数据收集、记录和表格的设计
实验结论 （1）光发生折射时，折射光线、入射光线、法线三者在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧
实验结论 （2）光从空气斜射到水或玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也增大
（3）当光垂直射到水或玻璃的表面时，在水或玻璃中的传播方向不改变
（4）在折射现象中，光路是可逆的
【例】【科学探究】某实验小组在探究光的折射规律时,让光从空气斜射入水中，得到的实验现象如图1-3-42所示。
【基本概念】
（1）界面是__________，入射点是__________，入射光线是__________，法线是__________，入射角是__________，折射光线是__________，折射角是__________。
【实验现象】
（2）认真观察实验光线的亮度，会发现光
线AO的亮度较光线OB的更__________
（填“亮”或“暗”）。
PQ
O
AO
NN′
∠AON
OB
∠BON′
亮
【实验结论】
（3）测得数据如下表所示,分析表格中的数据。
同一平面内
空气中的入射角 0° 30° 45° 60°
水中的折射角 0° 22° 32° 40°
①折射光线、入射光线、法线三者在______________;
②折射光线与入射光线分别位于__________的两侧;
③光从空气斜射向水中时,折射光线向法线__________,折射角__________入射角。入射角增大时,折射角__________。光垂直射到水中时,在水中的传播方向__________。
法线
偏折
小于
增大
不变
【实验反思】
（4）如果让一束光线沿着BO方向射入空气中，则折射光线会沿着______方向射出，这说明在折射现象中,光路是__________。
（5）根据光路可逆和上面得到的实验数据可知，当光从水中斜射入空气中时，折射角__________（填“大于”“小于”或“等于”）入射角。
(6)图中还有一条光线没有标出，这条光线是__________光线，实验说明，在分界面上，光不但发生折射，同时还会__________反射。
OA
可逆的
大于
反射
发生
考点1 光的折射现象［10年4考：2016年(选择)、2018年(选择)、2020年(选择)、2021年(填空)考查］
1. （2018 广东）下列描述中与光的折射现象有关的是（ ）
A． 形影相随，亲密无间 B． 海市蜃楼，虚无缥缈
C． 镜中生花，脱离实际 D． 水中捞月，一无所得
考点精练
B
2. 在陶瓷杯底放一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币了，如图1-3-43所示。为了能再次看到杯底的硬币，下列做法不能实现的是（ ）
B
3. 阳光照射下，嘉陵江畔树影婆娑、游鱼戏水。其中地面上树影间的光斑是由光的____________________形成的，游人看到的水中的鱼是光的折射形成的__________（填“虚”或“实”）像。
直线传播
虚
考点2 光的折射规律［10年3考：2019年(作图)、2022年(作图)、2024年(作图)考查］
4. 【科学思维】图1-3-44为一束光从空气射入水中时，发生的反射和折射现象，下列关系正确的是（ ）
A. ∠①为入射角，且∠①=∠④
B. ∠②为入射角，且∠②=∠③
C. ∠⑤为折射角，且∠⑤=∠①
D. ∠⑥为折射角，且∠⑥=∠②
B
5. （2024 广东）如图1-3-45所示，一束光经O点从空气斜射入水中，请画出法线及大致的折射光线。
如图1-3-10所示。
6. 【科学思维】如图1-3-46所示，光从水中沿AO方向斜射入空气，请画出空气中折射光线的大致方向。
如答图1-3-11所示。
7. 一束光从水中斜射向水面，图1-3-47中已画出空气中的折射光线，请画出大致的入射光线和反射光线。
如答图1－3－12所示。
考点3 透镜［10年5考：2015年(作图)、2016年(作图)、2018年(作图)、2020年(作图)、2021年(作图)考查］
8. 【物理观念】现有一个玻璃球，分成了A、B、C、D、E五块，其截面如图1-3-48所示，其中属于凸透镜的是__________，属于凹透镜的是__________。
ACDE
B
9. 【科学思维】如图1-3-49所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取下透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到__________（填“会聚”或“发散”）作用，由此说明，能将光会聚于主光轴上一点的透镜__________（填“一定”或“不一定”）是凸透镜。
发散
不一定
10. （2024咸丰县模拟）图1-3-50中的天文望远镜是由两个透镜组成的，请完成这条入射光线经过两个透镜的光路（其中F1是透镜L1的焦点，F2是透镜L2的焦点）。
如答图1-3-13所示。
11. (2024达州模拟)如图1-3-51所示，S′是点光源S在平面镜中所成的像, S发出的一条光线经平面镜反射后恰好射向凹透镜右侧虚焦点F。要求：(1)画出点光源S。(2)补充入射光线。(3)画出反射光线经过凹透镜的折射光线。
如答图1-3-14所示。
考点4 综合真题
12. （2018广东）如图1-3-52所示，一束光经过平面镜反射后射向凹透镜，请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线，并在图中标出入射角的度数。
如答图1-3-15所示。
13. (2018广东)利用太阳光测量甲、乙两块凸透镜的焦距，请在下面的虚线框内设计测量其焦距的实验记录表格。（物理量和单位均可采用文字或符号说明）
凸透镜 实验序号 f/cm f的平均值/cm
甲 1
2
3
乙 1
2
3

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