第四章 光的折射 透鏡 本章知識解讀方案,本章知識梳理,重難專題探究,專題一 有關(guān)透鏡的光學(xué)作圖 專題解讀 本章光學(xué)作圖主要包括四大類：第一類是凸透鏡光路圖；第二類是凹透鏡光路圖；第三類是透鏡和平面鏡等光學(xué)元件的綜合作圖；第四類是黑盒子問題，選填透鏡類型. (1)凸透鏡光路圖有三條特殊光線：平行于主光軸的光線，經(jīng)過凸透鏡折射后過異側(cè)焦點；過光心的光線，傳播方向不改變；過焦點的光線，經(jīng)過凸透鏡折射后與主光軸平行.,(2)凹透鏡光路圖有三條特殊光線：平行于主光軸的光線，經(jīng)過凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線過同側(cè)焦點；過光心的光線，傳播方向不改變；延長后過異側(cè)焦點的光線，經(jīng)過凹透鏡折射后與主光軸平行. (3)解決黑盒子問題時，通過比較經(jīng)過透鏡后的折射光線和入射光線，看折射光線相對于入射光線是會聚了還是發(fā)散了確定透鏡的種類.,例1 （遼寧葫蘆島中考）如圖4-1所示，ab是光源S射向平面鏡后的一條反射光線，并射向凹透鏡的焦點F.S是光源S在平面鏡中的像. 請畫出：（1）光源S的位置；（2）ab的入射光線；（3）ab經(jīng)凹透鏡的折射光線.,圖4-1,解析：畫出像S關(guān)于平面鏡的對稱點S，可得光源S的位置.連接Sa，可得ab的入射光線.ab的延長線過凹透鏡的焦點，則其折射光線平行于凹透鏡的主光軸射出，如圖4-2所示. 答案：如圖4-2所示,圖4-2,專題二 探究凸透鏡成像規(guī)律實驗中的問題 專題解讀 在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，由于器材選擇、組裝、實驗方法等原因，導(dǎo)致實驗過程中出現(xiàn)一些問題，具體有：換用不同焦距的凸透鏡，如何調(diào)整蠟燭和光屏的位置；在透鏡前或后加入近視眼鏡或遠(yuǎn)視眼鏡，如何調(diào)整蠟燭和光屏的位置；實驗過程中，像不在光屏的中央，如何調(diào)整儀器；無論如何調(diào)整儀器，光屏上始終不出現(xiàn)像，該如何解決；蠟燭和光屏的位置互換，如何移動蠟燭和光屏才能成清晰的像等.,例2 （遼寧營口中考）在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗”中：,甲,乙,圖4-3,（1）如圖4-3甲所示是小明確定凸透鏡焦距時所做的實驗，則該凸透鏡的焦距為 _cm.當(dāng)燭焰距凸透鏡15 cm時，能成倒立、_的實像，生活中_的就是利用這個原理制成的.當(dāng)燭焰向左（遠(yuǎn)離透鏡）移動后，要在光屏上再次成清晰的像，需將光屏向_（填“左”或“右”）移，此時所成像將_（填“變大”“變小”或“不變”）. （2）實驗一段時間后，蠟燭因燃燒變短，所成像如圖4-3乙所示，要使像能夠在光屏的中央，應(yīng)將凸透鏡向_（填“上”或“下”）調(diào)整.,11.0,放大,投影儀,左,變小,下,（3）在上一步實驗調(diào)整好像的位置后，小明取了一副近視鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，要使光屏上還能呈清晰的像，可將蠟燭適當(dāng)_（填“左”或“右”）移. 解析：（1）將凸透鏡正對太陽光，并移動光屏，直到白紙上的光斑最小、最亮，這個光斑所在的位置是凸透鏡的焦點所在的位置，題圖甲中凸透鏡的光心到焦點的距離為11.0 cm，則凸透鏡的焦距為11.0 cm.把蠟燭放在距凸透鏡15 cm處，2fuf，成倒立、放大的實像，幻燈機和投影儀就是根據(jù)這個原理制成的.,左,當(dāng)把蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動時，物距在不斷增大，由凸透鏡成像規(guī)律可知,物距增大，像距減小，像變小，所以當(dāng)蠟燭逐漸遠(yuǎn)離凸透鏡時，要想在光屏上再次得到清晰的像，需將光屏向左移動，此時燭焰所成的實像變小.（2）蠟燭在燃燒過程中不斷縮短，燭焰向下移動，光屏上的像向上移動，要使像能成在光屏中央，可向上移動光屏或向上移動蠟燭或向下移動凸透鏡.（3）近視眼鏡的鏡片是凹透鏡，凹透鏡對光有發(fā)散作用，使原來會聚的光推遲會聚，所以將蠟燭向左遠(yuǎn)離凸透鏡，才能在光屏上得到清晰的像. 答案：（1）11.0 放大 投影儀 左 變小（2）下 （3）左,專題三 有關(guān)凸透鏡成像性質(zhì)的問題 1.根據(jù)物距與焦距的關(guān)系，利用凸透鏡成像規(guī)律進行判斷. （1）u2f時，成倒立、縮小的實像. （2）fu2f時，成倒立、放大的實像. （3）實像一定是倒立的；虛像一定是正立的，且uf. （4）成實像時，物距減小，像距增大，像變大. 2.根據(jù)物距與像距的關(guān)系，也能判斷凸透鏡成像的性質(zhì). （1）物距大于像距時，成倒立、縮小的實像. （2）物距等于像距時，成倒立、等大的實像. （3）物距小于像距時，成倒立、放大的實像.,例3 （湖北武漢模擬）如圖4-4所示，燭焰在光屏上成清晰的像.下列哪一項操作不可能使?fàn)T焰在光屏上成清晰放大的像（ ） A.透鏡、光屏不動，蠟燭靠近透鏡 B.蠟燭、光屏不動，透鏡靠近蠟燭 C.透鏡不動，蠟燭、光屏交換位置 D.透鏡不動，在透鏡前放置一個近 視眼鏡，光屏適當(dāng)遠(yuǎn)離透鏡,圖4-4,A,解析：光屏上能再次出現(xiàn)清晰的像，此時像是實像，要使所成像是放大的，就要減小物距，增大像距.若透鏡、光屏不動，蠟燭靠近透鏡，即物距減小，像距不變，則光屏上無法得到清晰的像，A符合題意；若蠟燭、光屏不動，透鏡靠近蠟燭，即物距減小，像距增大，則光屏上能得到清晰放大的像，B不符合題意；因為光路可逆，圖中位置凸透鏡成倒立、縮小的實像，所以當(dāng)蠟燭和光屏位置不變，凸透鏡向左遠(yuǎn)離光屏，使現(xiàn)在的物距等于原來的像距時，凸透鏡成倒立、放大的實像，C不符合題意；近視鏡的鏡片為凹透鏡，對光起發(fā)散作用，當(dāng)透鏡不動，在透鏡前放置一個近視眼鏡，光屏適當(dāng)遠(yuǎn)離透鏡時，光屏上能得到清晰放大的像，D不符合題意. 答案：A,方法技巧盤點,方法一 實驗法 方法解讀 在探究凸透鏡成像規(guī)律時，通過實驗學(xué)習(xí)制訂實驗計劃、選擇合適的實驗器材、設(shè)計合理的實驗步驟、觀察記錄實驗現(xiàn)象、排除實驗過程中的故障、總結(jié)實驗結(jié)論來體會實驗法的作用.利用實驗法研究物理問題，注重知識的形成過程，有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向，有助于培養(yǎng)同學(xué)們的科學(xué)素養(yǎng)，使同學(xué)們學(xué)會學(xué)習(xí).,例4 （北京中考）實驗桌上有高度不同的發(fā)光物體A和B，焦距分別為5 cm、10 cm的凸透鏡兩個，刻度尺、光具座和光屏各一個.小華選用這些器材，探究“凸透鏡成實像時，像的高度與物體的高度是否有關(guān)”.小華的主要實驗步驟如下： 將焦距為10 cm的凸透鏡固定在光具座中央，將發(fā)光物體A、光屏分別放在凸透鏡兩側(cè)，調(diào)節(jié)發(fā)光物體A、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心在同一高度. 用刻度尺測出發(fā)光物體A的高度，并記錄在表格中.,將發(fā)光物體A放在光具座上距凸透鏡30 cm處，移動光屏，在光屏上得到發(fā)光物體A清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中. 將發(fā)光物體A放在光具座上距凸透鏡20 cm處，移動光屏，在光屏上得到發(fā)光物體A清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中. 根據(jù)以上敘述，回答下列問題. （1）小華的探究過程中存在的問題：_.,沒有控制物距不變，并且沒有改變物體的高度,（2）請你針對小華探究過程中存在的問題，寫出改正措施：_.,在第步中，應(yīng)當(dāng)將發(fā)光物體B放在光具座上距凸透鏡30 cm處，移動光屏，在光屏上得到發(fā)光物體B清晰的像，用刻度尺分別測量發(fā)光物體B及其像的高度，并記錄在表格中,解析：（1）探究“凸透鏡成實像時，像的高度與物體的高度是否有關(guān)”時，應(yīng)控制物距不變，且要改變物體的高度，多次實驗后分析像的高度與物體的高度是否有關(guān)，而小華的探究過程中卻沒有改變自變量“物體的高度”，反而改變了應(yīng)控制的變量“物距”，故不能達到探究目的.,（2）根據(jù)控制變量的思想，應(yīng)保持物距不變，改變發(fā)光物體的高度，具體的改正措施：在第步中，應(yīng)當(dāng)將發(fā)光物體B放在光具座上距凸透鏡30 cm處，移動光屏，在光屏上得到發(fā)光物體B清晰的像，用刻度尺分別測量發(fā)光物體B及其像的高度，并記錄在表格中. 答案：（1）沒有控制物距不變，并且沒有改變物體的高度（2）在第步中，應(yīng)當(dāng)將發(fā)光物體B放在光具座上距凸透鏡30 cm處，移動光屏，在光屏上得到發(fā)光物體B清晰的像，用刻度尺分別測量發(fā)光物體B及其像的高度，并記錄在表格中,方法二比較法 方法解讀 各種物理現(xiàn)象和過程都可以通過比較確定差異點和共同點來獲取規(guī)律.比較是抽象與概括的前提，通過比較可以建立物理概念、總結(jié)物理規(guī)律.比較法有三種類型： （1）異中求同的比較，即比較兩個或兩個以上的對象找出其相同點. （2）同中求異的比較，即比較兩個或兩個以上的對象找出其不同點. （3）異同綜合比較，即比較兩個或兩個以上的對象的相同點和不同點. 本章應(yīng)用比較法的是：凸透鏡和凹透鏡特點的比較、光學(xué)作圖的比較、凸透鏡成像規(guī)律和應(yīng)用的比較、近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正的比較等，通過比較能加深對知識間聯(lián)系的認(rèn)識，使知識條理化.,例5 （安徽蚌埠期末）有一次，小明上學(xué)前取自己的眼鏡時，發(fā)現(xiàn)自己的近視鏡和爺爺?shù)睦匣ㄧR混在一起，外形完全一樣，如圖4-5所示.小明要想找出自己的眼鏡，下列做法正確的是（ ） A.用手摸鏡時，中間厚邊緣薄的是近視鏡 B.讓鏡片正對太陽光，太陽光通 過鏡片后能會聚的是近視鏡 C.讓鏡片正對太陽光，太陽光通 過鏡片后能發(fā)散的是近視鏡 D.拿著鏡片看字，能把字放大的是近視鏡,圖4-5,C,解析：用手摸鏡時，中間厚邊緣薄的是凸透鏡，用于矯正遠(yuǎn)視眼，A錯誤；讓鏡片正對太陽光，太陽光通過鏡片能呈現(xiàn)一個明亮小光斑的是凸透鏡，即老花鏡，B錯誤；讓鏡片正對太陽光，太陽光通過鏡片后能呈現(xiàn)一個大光斑，即能使光發(fā)散的是凹透鏡，即是近視鏡，C正確；拿著鏡片看字，能把字放大的是放大鏡，即是凸透鏡，是遠(yuǎn)視鏡，D錯誤. 答案：C,