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七年级下册科学竞赛辅导教学案
第5讲光现象和作图
一、知识梳理：
（一）、光的折射：当光从一种介质进入另一种介质中时，它的传播方向发生改变的现象
折射角：折射光线和法线的夹角
（二）、光的折射规律：
1、折射光线、入射光线和法线在同一平面内；
2、折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；
3、当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；
当光水斜射入空气中时，折射角大于入射角；当
光垂直入射时，折射角等于入射角；
4、折射角随着入射角的增大而增大；
（三）、透镜对光线的作用
1、凸透镜：中间比边缘厚的透镜；
凹透镜：中间比边缘薄的透镜；
光心（O）：透镜的中心；主光轴：过光心的直线；
焦点（F）：与主光轴平行的光束经过凸透镜后的会聚点F叫做凸透镜的焦点；
焦距（f）：焦点到光心的距离；
2、对光线的作用：
凸透镜对光线起会聚作用；
凹透镜对光线起发散作用；
二．典型例题：
例题1：.图6-1中，OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线，则______是法线，反射角为_____度，折射角为_____度。界面的______边是玻璃。
例题2：如图6-2所示，从位于空气中的点光源S发出的光线射到水面上，照亮的水中的P点PO1S，PO2S，PO3S的三条图线中的传播，正确的是______。
　　　　　
例题3、某实验小组在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入水和玻璃，测得数据如下表：
空气中的入射角i 0° 30° 45° 60°
水中的折射角r 0° 22° 32° 40°
玻璃中的折射角 0° 17° 24° 30°
分析表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出一条：
一、知识要点：
【凸透镜】 【凹透镜】
中间 ，边缘 的透镜是凸透镜； 中间 ，边缘 的透镜是凹透镜；
对光线具有 作用 对光线具有 作用
1.平行凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线过焦点。
1.平行于凹透镜主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线发散，折射光线的反向延长线过虚焦点。
2.焦点上的物体发出的光，经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴。
2.入射光的延长线过凹透镜虚焦点，经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴。
3.过凸透镜光心的光线，经凸透镜折射后，折射光线的传播方向不变。
3.过凹透镜光心的光线，经凹透镜折射后，折射光线的传播方向不变。
请用学过的凸透镜三条特殊光线作图的方法，画出下列图中物体AB经过凸透镜折射后所成的像AˊBˊ。画完后，观察所成的像AˊBˊ的大小、正倒以及虚实情况，同时对比分析成像的特点与物距之间的关系是怎样的。
像距v：表明像与凸透镜之间的距离；
凸透镜成像规律及其应用
物距 像的性质 像距 应用
倒、正 放、缩 虚、实

u>2f




u=2f




f



u=f




u



2、上表规律的进一步认识：
⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。
⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点
⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
⑷成像口诀：
“实像倒位异侧，虚像正位同侧，一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；；
物近实像远大，虚像近小，
”
2实验探究凸透镜成像规律
二、经典例题简析
1、16所示，太阳光与水平面的夹角为30°．现在要利用平面镜使太阳光沿图中的虚线照亮井中的Ａ处，请在图中画出平面镜放置的位置，并标出镜面与水平面的夹角．
2、图17所示，光点Ｓ发出的一条光线经平面镜反射后经过Ｐ点．请根据平面镜的成像规律，画出入射光线和反射光线的光路图，并标出这条光线在平面镜上的入射点Ｏ．
3、图18所示，点Ｓ是一个发光点，点Ｓ′是它在平面镜中成的像，ＳＡ是发光点Ｓ发出的一条光线，请在图中画出平面镜的位置和入射光线ＳＡ经平面镜反射后的反射光线．
4、课外活动期间初一的全体同学要从学校出发，先去河边取水然后提到鱼池，给鱼池补水。请利用光学的知识，画出同学们从学校出发到河边再到鱼池的最短路径。






















































5．如图是某同学制作昆虫的观察箱，请你画出她通过平面镜观察昆虫下部的光路图（可取昆虫下部的任何一点做图）
6．如图所示，暗室中A点放一只点燃的蜡烛，墙壁上有一平面镜MN。室中甲、乙、丙、丁四个同学中能通过平面镜看到烛焰的是_________,请画图说明
7．如下图所示，两平面镜垂直放置，镜前又一发光点A,根据平面镜特点画处A点的像
三、中考链接
1．如图所示，把一支点燃的蜡烛放在距离平面镜前2米处，在平面镜中可看到一个清晰的像。这个像是下图中的（ ）
A B C D
2．小科学家”比赛中，有一项目是“反弹击物”（如图），要求参赛者将皮球射到平面镜上，经平面镜反弹击中目标区内的物体．参赛者在发射区沿哪一方向射球，最有可能击中目标（　　）
A、沿OA方向
B、沿OB方向
C、沿OC方向
D、沿OD方向
3．右上图为一辆轿车的俯视示意图。O点为司机眼部所在位置，司机在右侧的后视镜AB(看作平面镜)中能看到车尾c点。根据平面镜成像规律画出司机眼睛看到C点的光路图。
1、如下图所示为小明家的鱼缸，一缕阳光透过窗帘的缝隙投射在鱼缸中的水面上，一条光线经水面折射进入鱼眼(已画出)。请画出入射光线、反射光线的大致方向，标明入射角r和折射角θ。
2．如下图，一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，OB为反射光线，请作出入射光线、法线和大致的折射光线。
3.在公园的海洋馆里，人们可以透过厚厚的玻璃看到海底景观，请作出图中AB光线透过玻璃的光路。(v空气>v水>v玻璃)
4、. 图中的光路图补画完整

五、中考真题
1．如图所示，一束光线斜射人容器中，在P处形成一光斑，在向容器里逐渐加满水的过程中，光斑将(?? )
A．向左移动后静止? B．先向左移动再向右移动??
C．向右移动后静止? D．仍在原来位置
2．下列关于凸透镜或凹透镜的几幅光路图中。错误的是
3小明用半圆形玻璃砖研究光的折射。她让一束光线从空气射到玻璃砖的圆心后，发现光线最终从玻璃砖射出，回到了空气中。下列哪幅图能正确反映实验时的光路
4．下图中，正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是??? (??? )
5．光在水中的传播速度为空气中传播速度的3/4，光在玻璃中的传播速度为空气中传播速度的2/3，当光从空气中斜射入水中时，折射光线偏向法线；当光线从空气中斜射入玻璃中时，折射光线也偏向法线。你认为，当光线从水中斜射入玻璃中时，折射光线会???????????? (选填“偏离”或“偏向”)法线。你猜想的理由是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 。
6、如下图，一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，OB为反射光线，请作出入射光线、法线和大致的折射光线。
7、如图所示，一束光射向一块玻璃砖，请在答卷图中这束光进入玻璃和离开玻璃后的大致径迹．
某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出一束光射在池壁上，在S点形成一个光斑，如图4-3-11所示，现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑在Q点。则（ ）
A.P点在S点的上方，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点的下方，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
六、自我挑战
1、完成下列透镜的光路。
2、.在下列各图中的适当位置画出一个合适的透镜。
凸透镜成像规律作图
．如图是发光物体A经凸透镜成像的几条光线A/是经透镜后所成的像。作出由A点发出的光线AC经透镜折射后的出射光线。
．下图A给出物体及像的位置，请在图中画出凸透镜及其焦点F的大致位置。
．如图CC′为凸透镜的主光轴，S′为点光源S的像，用作图法确定凸透镜的位置和凸透镜的焦
．在图中完成光路图，并标出A点的像A′。
．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，并将凸透镜画出来。
凸透镜成像规律：
1、图是凸透镜成像示意图，1'、2'、3'分别是物体1、2、3通过凸透镜所成的像．像1'所表示的是倒立、 的实像， （选填“照相机”或“投影仪”）是根据这一原理工作的．
2．如图甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个＿＿＿＿透镜，它的工作原理与＿＿＿＿（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相似。如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片，由图可以看出汽车是逐渐＿＿＿＿（选填“靠近”或“远离”）摄像头。

3．如右上图：这是一款人脸识别门禁一体机，通过摄像镜头来捕捉人脸信息。该摄像镜头相当于＿＿＿＿透镜，所成的是＿＿＿＿（填“放大”、“缩小”或“等大”）的＿＿＿＿像（填“实”或“虚”）；若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于＿＿＿＿cm。
4．点燃的蜡烛放置在离凸透镜15cm处，在凸透镜的另一侧得到一个倒立、放大的烛焰像，则该凸透镜的焦距可能为（　　）
A．5cm B．10cm C．15cm D．20cm
5．小明用若干发光二极管组成形状如“R”的发光物体，与凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好（图甲），移动光屏直到在光屏上成清晰的像为止．此时发光物体在光屏上所成的像是图乙中的（　　）
6．小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示两种情景．以下说法中正确的是（　　）
甲图中成的是实像；乙图中成的是虚像
B．甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外；乙图中书本在凸透镜l倍焦距以内
C．甲图中凸透镜靠近书本，所成的像变小；乙图中凸透镜远离书本，所成的像也变小
D．甲图中成像规律可应用于投影仪；乙图中成像规律可应用于照相机
能力拓展
1．在研究凸透镜成像实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图中的( )
2．隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼球的运动而运动，目前使用的软质隐形眼镜是由甲醛丙烯酸羟乙酯（HEMA）制成的，中心厚度只有0.05mm。近视眼患者戴的HEMA超薄镜片的边缘厚度 ( )
?? ?A. 小于0.05mm B. 等于0.05mm C. 大于0.05mm D. 任意值
3．如图所示，是在一些交通道路口、银行等公共场所安装的两种电子监控器。它们主要由两部分组成，一部分为光学系统，另一部分为光电转换系统，光学系统收集监控区域内的景物信息，光电转换系统把光信号转换成电信号，输送到监控中心，实现间接监控的目的。其光学系统的工作原理相当于( )
A．平面镜成虚像 B．凸透镜成实像 C．显微镜 D．凸透镜成虚像
4．如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A＇B＇为物体AB的像，则物体AB在 （ ）
A．图中Ⅰ区域，比A＇B＇大，箭头方向向上
B．图中Ⅱ区域，比A＇B＇大，箭头方向向下
C．图中Ⅲ区域，比A＇B＇大，箭头方向向上
D．图中Ⅳ区域，比A＇B＇小，箭头方向向下
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( )
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．光学兴趣小组的同学，在一次探究凸透镜成像规律的实验中，不断改变物距(u)，并在调节得到清晰像时记录像距(v)，结果获得了一组物距(u)和像距(v)的对应数据．然后根据数据描点画出了如图所示的图线。那么，根据你所知道的凸透镜成像规律，结合对图线的分析，可知该兴趣小组的同学做此实验时所用凸透镜的焦距是___________cm
7．有一个写着F字样的胶片放在教学用投影仪上。此时屏幕上刚好形成一个清晰的像。请在屏幕上画出F的像。如果要得到更大的清晰的像，应使投影仪_________（填“远离”或“靠近”）屏幕，并把透镜向__________（填“上”或“下”）移动。
8．如图所示，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于 透镜，而气泡与周边的水组成 透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化？ 。
9．请你解释和解答下列问题：
①小李用一只f＝5cm 的放大镜来观察地图中的a 点时，可以看到a 点清晰放大的像。
他说a 点离透镜的距离是5cm.他的说法不正确，请你将错误之处圈出来，并在其下方改正。
②黑箱内有一只焦距为3cm 的凸透镜和一只平面镜，请你画出黑箱内的光路图。
③ 日常生活中能看到的凸面镜有：金属图钉面、 。凸面镜的主要优点是：相同面积的凸面镜比平面镜观察到的范围 。

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