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七年级下册科学基础预习及复习巩固
第六讲 光的反射和折射、透镜和视觉
2-5光的反射和折射
1、光的反射：光从一种均匀的物质射到另一种物质的表面上时，光会改变传播方向，又返回到原先的物质中。
2、光的反射定律
（1）光反射时，入射光线、反射光线、法线在同一平面内。
（2）反射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
（3）反射角等于入射角。
●注意：①入射角是指入射光线与法线的夹角；反射角是指反射光线与法线的夹角。
②垂直射入时，入射光线、反射光线、法线三线重合，反射角和入射角都为0°。
③反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角。
④光路具有可逆性。
3、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
3821430254000697230254000镜面反射 漫反射
4、平面镜成像原理
平面镜所成的像是物体发出（或反射）的光线射到镜面上发生反射，由反射光线的反向延长线在镜后相交而形成的。
如图所示，点光源S在镜S后的像S'并不是由实际光线会聚而成的，而是由反射光线的反向延长线相交而成的，所以S'叫S的虚像。如果把光屏放在S'处，是接收不到这个像的，虚像不能呈现在光屏上。
54559205333365005、平面镜成像的特点
（1）大小相等：像与物体的大小相等。
（2）线面垂直：像与物的连线和镜面垂直。
（3）距离相等：像和物离镜面的距离相等。
（4）左右相反：像和物体以镜面对称。
（5）像为虚像：所成的像是虚像（光的反射现象），不能用光屏承接。
●注意：平面镜中所成像的大小只和物体本身大小有关，和距离没有关系。
6、凸面镜：对光线有发散作用（如：汽车观后镜）。凹面镜：对光线有会聚作用（如：太阳灶）。
3258820762000061150585725007、光的折射
4202430874204500（1）光从一种透明物质斜射入另一种透明物质时，光的传播方向会发生改变。（注意：当光垂直入射到界面时，传播方向不变）
（2）光的折射定律
①光折射时，入射光线、折射光线、法线在同一平面内。
②折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
③光从空气斜射入水或其他透明物质时，折射角小于入射角。
463105516700500④当光从其他透明物质斜射入空气时，折射角大于入射角。
●注意：①折射角是指折射光线与法线的夹角。
②垂直射入界面时，入射光线、折射光线、法线三线重合，
折射角和入射角都为0°。
③光发生折射时，光路也具有可逆性。
④在界面上发生折射的同时也发生了反射。
8、从河岸上看水中的物体觉得浅，从水中看河岸上的树觉的高。
2-6透镜和视觉
1、透镜的类型
种类
定义
图示
应用
凸透镜
中间厚，边缘薄，有会聚光线的作用。
（凹面镜也有会聚光线的作用）
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放大镜、老花镜、照相机、投影仪、显微镜。
凹透镜
中间薄，边缘厚，有发散光线的作用。
（凸面镜也有发散光线的作用）
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近视眼镜
2、凸透镜光路特点
（1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这一点叫凸透镜的焦点（F）。
（2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫焦距（?）。（凸透镜有一对实焦点，而凹透镜有一对虚焦点）
平行过焦点
过焦反平行
经心直传去
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2730522542500
1587522542500
3、有关凸透镜成像的几个概念
（1）物距u：透镜到物体的距离。
（2）像距v：透镜到像的距离。
（3）正立或倒立：像和物体上下左右均致是正立的像；像和物体上下颠倒、左右互换为倒立的像。
（4）实像与虚像
项目
实像
虚像
成因
实际光线会聚而成。
实际光线的反向延长线相交而成。
表现
能被光屏承接。
不能被光屏承接。
实例
照相机成像、投影仪成像、小孔成像等。
平面镜成像、放大镜成像等。
4、凸透镜的成像规律
物的位置
像的位置
像的性质
图例
无限远
像物异侧，v=f
成一点
——
u>2f
像物异侧，2f>v>f
倒立、缩小、实像
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u=2f
像物异侧，v=2f
倒立等大、实像
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2f>u>f
像物异侧，v>2f
倒立放大、实像
-65405000
u=f
不成像
-65405000
u像物同侧，v>u
正立、放大、虚像
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3221355150495005102860132080005、眼球与折光系统：
（1）眼睛
人的眼睛由晶状体、睫状肌、角膜、玻璃体、视网膜等结构组成。眼睛相当于一架照相机，其中晶状体和角膜相当于一个凸透镜；视网膜相当于照相机的胶片。
（2）工作原理
眼睛的睫状肌的作用是调节晶状体的形状。当睫状肌放松时，晶状体变薄，对光的折射能力变小，远处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体；当睫状肌收缩时，晶状体变厚，对光的折射能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。
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（3）眼的折光系统由角膜、房水、晶状体、玻璃体组成。物体射出的光线经折光系统的折射，在视网膜上形成物像（倒立缩小的实像），经视神经传入大脑，形成视觉。
6、虹膜的作用：调节瞳孔的大小，可以控制进入眼球内的光线的强弱。
43541958676640007、近视和远视的原因及矫正
原因
矫正
近视
成像在视网膜前
佩戴凹透镜
远视
成像在视网膜后
佩戴凸透镜
巩固提升
1、有一光电控制液面高度的仪器，它是通过光束在液面上的反射光线反射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的．如图所示光路中，一光束与液面的夹角为40°，则当光电屏上的光斑由S1移到S2时，液面________?（选填“上升”或“下降”）．
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2、如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。
914400596900
3、如图所示，一束光线垂直入射到1/4圆形玻璃砖的平面上，请画出光线通过玻璃出射到空气中的光路图。
4、如图所示，小阳在公园水面上玩水上滚球的游戏，人处于充足空气的薄壁透明塑料圆球里，他发现水下A处有一条金鱼，设小阳的眼睛在B处，圆球的球心在O点．请你作出小阳观察到金鱼的光路图及确定金鱼实际的大致位置。
0495300
5、如图所示，新坝中学初三(2)班STS课外兴趣小组，在探究折射角与入射角关系时，将一束光从玻璃射向空气，发现光在玻璃和空气的分界面处同时发 生折射和反射现象，且折射角大于入射角；当入射角不断增大时，折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线却越来越强，当入射角增大到某一角度α时，折 射角达到90°，折射光线就完全消失，只剩下反射回玻璃中的光线；再减少入射角，当入射角小于α时，折射光线和反射光线又同时存在；而让光线从空气射向玻 璃时，无论怎样改变入射角，折射光线和反射光线都同时存在．他们感到非常惊奇，大家又做了一遍，发现还是如此，这究竟是什么现象呢？
查阅资料得知，这种折射光线完全消失的现象叫全反射现象，而且此现象在医学和通信等方面都有广泛的应用。
阅读上面内容，请回答下面问题：
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（1）用符号γ将上图中折射角标出；
（2）如果将一束光从空气射向玻璃，________?(选填：能、不能或可能)发生全反射现象；

（3）发生全反射现象的条件是：????
①________?；
②________?。
6、科学兴趣小组想知道某凸透镜的焦距f的大小，及其成像规律，做了以下实验：
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（1）他们将镜面垂直于阳光，在凸透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜中心与白纸的间距s与对应的白纸被引燃的时间t，绘制了图线甲。由图甲可判断该凸透镜的焦距f为________厘米。
（2）接着将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图乙），做成像实验，记录每次成实像时的物距u，像距v，物体与光屏之间的距离L，绘出图线丙（以f为长度单位）。由图可知，要想成实像，物体与光屏间的距离L应满足的条件是________。
（3）兴趣小组经“百度”发现，科学中有一个凸透镜成像的新概念：放大率（用字母n表示），放大率等于像的大小与物的大小的比值，也等于像距与物距的比值。结合乙、丙两图，当物距u=1.5f时，n=________。
7、在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）实验用光具座的长度为1m，如果有焦距为10cm、25cm的两块凸透镜，应该选择焦距为________cm的凸透镜完成实验。
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（2）实验前应点燃蜡烛，观察烛焰、凸透镜和光屏的中心是否在同一高度上，这样做的目的是________。
（3）如图乙，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，将光屏向远离透镜方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是眼镜________（选填“近视”或“远视”）。
（4）在实际操作过程中，由于主观因素会造成实验数据误差，在物距和像距两个数据中，________更易产生误差。
8、为研究凸透镜成像规律，某同学自制了一个水透镜（用透明胶膜盛水制成的一个水球），水透镜通过注水或抽水可改变水透镜厚度大小，实验装置如图所示。
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（1）当蜡烛、水透镜和光屏在如图所示的位置时，光屏上恰好能够得到一个清晰的像，这个像的特征是倒立、________（填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，同时可推断出此时水透镜的焦距可能是________（选填“8cm”、“18cm”或“28 cm”）。
（2）若要模拟近视眼看东西模糊的情形，应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜________（选填“注水”或“抽水”）。
9、??????（1）如图一束光线以与水面成30°角斜射到水面上，试在图中画出光线AO经过水面后的光路图。
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（2）F为凸透镜的焦点，请完成图所示的光路图。
10、如图所示，夏天的一个傍晚，有一个小孩站在池塘边看到了水中有一轮弯弯的月亮，请你运用光学知识作图说明这个小孩为什么能看到水中的明月。（保留作图的痕迹）
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11、在如图中，画出光线射出水面的折射光线以及经过透镜的折射光线。
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答案解析：
1、【解答】（1）因为入射光线与界面夹角为40°，所以入射角等于90°-40°=50°；又因为光反射时，入射角等于反射角，故反射角等于50°；
（2）光电屏上的光斑S向左移动时，由于入射角不变，所以反射光线与原来的反射光线平行，所以液面上升，如图所示，此时反射角还是50°．
故答案为：上升。
161925157226002、【解答】（1）在烛焰上取一点S，在其成的像上找出其对应的像点S′，连接SS′，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置。
（2）过S点做平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S′，折射光线与凸透镜右侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置，因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点。
同理可以做出凸透镜左侧的焦点F。
答案如下图所示：
-190508521703、【解答】光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变，当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线．在作图时，注意先做出法线。
故答案为：
4、【解答】连接眼睛和A，与分界面有一个交点，即为折射点，过折射点做法线，法线是垂直于界面的，即垂直于此处的切线，根据切线的性质，切线垂直于过切点的半径，故法线过圆心，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角画出折射光线的位置，再根据金鱼实际的大致位置在A的下方，确定金鱼实际位置在S处．如图所示：
【分析】先根据眼睛与A点确定入射光线的方向，然后根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，可确定金鱼实际的大致位置在A的下方。
5、【答案】（1）如图：
（2）不能
（3）光从玻璃斜射入空气中；当入射角≥α时
【解答】（1）折射光线与法线的夹角为折射角γ；如图所示：
（2）因为光从空气斜射入玻璃中时，折射角永远小于入射角，因此折射光线不能消失；（3）只有当折射角大于入射角时，才会发生全反射现象，因此发生全反射的条件之一为折射角大于入射角，即光从玻璃斜射入空气中；当折射光线刚好消失时，对应的入射角为临界角α，根据折射角大于入射角的原则，因此发生全反射的条件之二为入射角大于等于临界角。
6、【解答】（1）当凸透镜的焦点正好在白纸上时，温度最高，引燃时间最短；据甲图可知，当透镜中心与白纸的间距s为8cm时，引入时间最短，说明凸透镜的焦距四8cm；
（2）分析丙图可知，当凸透镜成实像时，物体与光屏间的距离L的最小值是4f，那么成实像的条件为：L≥4f；
（3）据丙图可知，当u=1.5f时，L=4.5f，那么像距v=L-u=4.5f-1.5f=3f，那么放大率为：n=vu=3f1.5f=2。
7、【答案】 （1）10
（2）使像成在光屏上
（3）近视
（4）像距
【解答】（1）当凸透镜成实像时，物距和像距的最小距离是4f；如果凸透镜的焦距是25cm，那么4f=100cm=1m，当成放大或缩小的实像时，物距和像距的和都会大于1m，这时将找不到像的位置，应该选择焦距为10cm的凸透镜进行实验；
（2）实验前应点燃蜡烛，观察烛焰、凸透镜和光屏的中心是否在同一高度上，这样做的目的是使像成在光屏上；
（3）将光屏向远离透镜方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，说明放入透镜后光线比原来发散了，因此应该放入的是凹透镜，则该眼镜是近视镜；
（4）因为像的位置是靠眼睛的感觉确定的，所以在实际操作过程中，由于主观因素会造成实验数据误差，在物距和像距两个数据中，像距更易产生误差。
8、【答案】 （1）缩小；18cm
（2）注水
【解答】（1）据图可知，物距=70cm-20c=50cm，像距=90cm-70cm=20cm，那么物距>像距，成倒立、缩小的实像；此时，50cm>2f，f<20cm<2f，解得：10cm （2）近视眼的晶状体太厚，因此要模拟近视眼应该注水；因为成像在视网膜前，所以近视眼的视网膜到晶状体的距离比现在距离大，那么光屏应该远离水透镜。
5715031369009、 【解答】（1）①在空气里面法线右侧，根据反射角等于入射角画出反射光线；
②在水里面法线右侧，根据折射角小于入射角画出折射光线，如下图：

（2）①与主轴平行的光线，经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点；
②经过焦点的光线，通过凸透镜后，折射光线与主轴平行，如下图：

10、【解答】首先通过月亮做水面的垂线，然后根据“物像等距”在水面的下方找到月亮的像的位置；将眼镜与像用直线连接，与水面的交点就是待求光路的入射点；最后将月亮与入射点连接就是入射光线，眼镜与入射点连接就是反射光线，如下图：

11、【解答】光从水中斜射入空气中时，会发生折射现象，且折射角大于入射角；过凸透镜焦点的经凸透镜后变为平行于主光轴的光线，作图如下：
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