專題08光的折射和透鏡一、光的折射現象和折射規律1.光的折射現象：光從一種介質斜射到另一種介質時，傳播方向會發生偏折，這種現象稱為光的折射。2.光的折射現象中的概念：在光的折射現象中，要掌握“一點”(入射點)、“兩角”(入射角、折射角)和“三線”(入射光線、法線、折射光線)分別代表的含義。如圖所示，O叫作入射點，AO叫作入射光線，OC叫作折射光線，過入射點O的垂直于界面的直線NN'叫作法線，入射光線AO跟法線的夾角α叫作入射角，折射光線OC跟法線NN'的夾角r叫作折射角。實驗結果：a.把水換成玻璃磚后，光在玻璃磚兩個表面處發生兩次折射(光從空氣射向玻璃磚，發生第1次折射，折射角小于入射角；光從玻璃磚射出時，發生第2次折射，折射角大于入射角)。b.改變入射角的大小，折射角大小也隨之改變，折射角隨入射角的增大而增大，隨入射角的減小而減小。c.光經過兩次折射后與原入射光平行射出玻璃磚。d.當光垂直射向玻璃磚時，折射光線與入射光線在同一條直線上。3.光的折射規律：光發生折射時，入射光線、折射光線、法線在同一平面內；折射光線和入射光線分別位于法線的兩側，光從空氣斜射入水或玻璃中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角，入射角增大時，折射角增大，光垂直射到水或玻璃中時，折射光線和入射光線在同一條直線上。4.光路的可逆性：在折射現象中，光路是可逆的。5.當光從真空或空氣中斜射人水、玻璃等其他透明物質中時，折射角(折射光線與法線的夾角)小于入射角；當光從水、玻璃等其他透明物質中斜射人真空或空氣中時，折射角大于入射角。6.常見的光的折射現象：人在水面上看物體會感覺到物體的位置比實際高一些、海市蜃樓等現象都與光的折射有關。二、透鏡、凸透鏡成像規律1.透鏡的類型：(1)凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡。(2)凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡。2.透鏡的作用：(1)凸透鏡對光具有會聚作用。(2)凹透鏡對光具有發散作用。3.凸透鏡的焦點和焦距：(1)焦點和焦距：平行于凸透鏡主光軸的光線通過凸透鏡后，會聚成一點，這個點叫作凸透鏡的焦點，焦點到凸透鏡中心的距離叫作焦距，用f表示。(2)測量凸透鏡焦距的方法：一束平行于凸透鏡主光軸的光線通過凸透鏡后，在光屏上形成一個最小、最亮的光斑，測量出光斑到的凸透鏡光心距離即為焦距。◆教材<思考與討論>：你能用冰和陽光來取火嗎?能。可將冰制成凸透鏡，利用凸透鏡對光的會聚作用來取火。4.物距和像距：(1)物距：透鏡到物體的距離，用u表示。(2)像距：透鏡到像的距離，用v表示。一、光的折射現象1．從岸邊看水中的魚，看到的“魚”的位置與魚的實際位置不同。圖所示的光路圖中能解釋此現象的是()A．B．C．D．2．如圖所示，玫瑰花好像在水面處“折斷”了，這種現象形成的原因是()A．光路的可逆性 B．光的折射C．光的反射 D．光的直線傳播3．（2021七下·越城期中）我們經常提提到的像有：①小孔成像②平面鏡成像③放大鏡成像④電影銀幕上的像⑤汽車觀后鏡中的像，其中（）A．由于反射而成的像是②⑤ B．由于折射而形成的像是①③C．屬于實像的是①②③ D．屬于虛像的是②③④4．（2022七下·定海期末）如圖所示，男孩做出了錯誤的判斷。以下四幅光路圖中，能正確說明產生這一錯覺的原因是（）A．B．C．D．5．（2022七下·甌海期中）陶瓷茶杯底部放有一枚硬幣，人移動到某一位置時看不見硬幣(如圖甲)，往茶杯中倒入一些水后，又能夠看見硬幣了(如圖乙)。下列理解正確的是()A．加水前看不見硬幣，是因為光在杯口全部折射了B．加水前看不見硬幣，是因為眼睛發射出的光線沒有照射到杯底C．加水后看得見硬幣，是因為光在兩種介質表面發生了反射D．加水后看得見硬幣，是因為硬幣表面反射的光經過折射進入了人眼6．（2022七下·上城期中）如圖所示的是一個杯子放在玻璃板上的照片，照片展示了奇妙的光學現象，下列對這些現象解釋，正確的是()A．杯子的倒影比杯子顯得略暗，是由于光在玻璃板上發生了反射B．杯子的虛像是倒著的，說明平面鏡成的像都是倒立的C．勺子看起來折斷了，是由于光從空氣斜射入水中時發生了折射D．勺子在杯子里水面下的部分看起來放大了，是杯子與水起到了放大鏡的作用故選D。7．圖中關于光現象的描述，其原理與其他三個不同的是（）A．圖甲中叉魚時向更深處投擲魚叉B．圖乙中商場內監控探頭的應用C．圖丙中缸中金魚“變大”D．圖丁中日食現象8．（2022七下·嘉興期末）如圖甲是研究太陽光的色散實驗，在盛有水的臉盆里斜著放一面鏡子，當將鏡子調整到一定角度時，就可以在紙板上觀察到七色的光，產生該現象的光路圖如圖乙所示。下列有關分析錯誤的是（）A．①水面處發生了光的折射B．②鏡子處發生了光的反射C．紙板上能看到七色光是由于鏡面反射D．通過該實驗說明太陽光是一種復色光9．（2021七下·衢州期中）“夾菜用公筷”，做“公筷公勺，用餐有禮”的引領者。使用公筷公勺，是對自己的健康負責，也是對他人的尊重和關愛。從我做起，從現在做起，養成使用公筷公勺的健康習慣，做用餐有禮的文明市民。以下選項中不合理的是（）A．我們看見黃色的公筷是因為筷子反射了黃光進入我們的眼睛所致B．把筷子插入水中，我們會看見筷子像斷了一樣，其實是因為光發生了折射所致C．用筷子敲擊勺子發出“鐺鐺”聲時，筷子屬于光源D．用手拿起公筷時，施力物體是手，而受力物體是筷子10．（2022七下·樂清期中）小明給弟弟變了個魔術，他將裝有一枚硬幣的杯子放在弟弟面前，如圖所示，弟弟在A處看不到硬幣，這是因為光沿傳播。小明向杯中緩緩注水后，弟弟能看到了硬幣所成的像。這是由光的產生的現象，11．（2022七下·諸暨期中）日出江花紅勝火，春來江水綠如藍”描寫了美麗的江南風光，詩人看到的日出并非太陽的實際位置，而是光線經過不均勻大氣時發生了而形成的像，太陽實際在地平線(選填“以下”或“以上”)。二、光的折射定律及驗證12．如圖所示，有一注水的圓柱形敞口容器，用激光筆從其左側某一高度斜射一束激光，在容器底部產生一個光斑O，下列操作能使光斑向左移動的是()A．保持水面高度不變，使激光筆向右平移B．保持激光入射角度不變，使水面上升C．保持激光入射角度不變，使水面下降D．保持水面高度和入射點不變，使激光入射角增大13．（2022七下·杭州期末）如圖所示，一只燒杯中裝有半杯水，放在水平木板AB上，一束光線豎直向下照在水面上。現在B端下方墊一個小木塊C，使木板傾斜一個小的角度，則此時（）A．折射光線的方向不變 B．折射光線逆時針方向旋轉C．反射光線順時針方向旋轉 D．反射光線逆時針方向旋轉14．如圖所示，當玻璃杯中沒有水時，在A處發出一束光，在杯壁上的B處形成一個光斑。在不考慮杯壁對光的反射的條件下，當往杯中加水時，下列說法正確的是()A．當水面至CD時，光斑仍在B處B．當水面至EF時，光斑仍在B處C．當水面至CD時，光斑移至B的上方D．當水面至EF時，光斑移至B的上方15．（2021七下·溫州期末）一束光由空氣斜射入玻璃，發生反射和折射現象，如圖所示。以下對各光線判斷正確的是（）A．b是入射光線，a是反射光線 B．a是入射光線，b是反射光線C．c是入射光線，b是折射光線 D．b是入射光線，c是折射光線16．（2021七下·浦江期中）下表是光在幾種介質中傳播時的速度，圖（a）是光在幾種介質中發生折射時的光路圖，下列說法錯誤的是（）介質真空空氣水玻璃光速/m?S13×1082.99×1082.25×1082×108A．分析表中的數據可以得出結論：光在不同介質中的傳播速度一般不同B．分析表中的數據和光路圖，可以得出結論：光從傳播速度大的介質斜射入傳播速度小的介質中時，折射角小于入射角C．由分析的結論可知，光從水中斜射入玻璃中，折射角小于入射角D．現代醫學中常用超聲波來擊碎人體內的結石，超聲波從空氣中斜射入人體后也發生類似光一樣的折射現象．如圖（b）所示，則超聲波進入人體擊碎結石時，入射點在O點的右側17．（2021七下·杭州期中）如圖所示，水槽的右壁豎直放著一面平面鏡。無水時，射燈從S點發出的光經平面鏡反射后，左壁上會出現一個光點p。往水槽內加水，當水面處于a、b、c、d四個位置時，左壁上分別出現Pa、Pb、Pc、Pd四個光點（不考慮水面對光的反射）。則四個光點在左壁上的排列從下往上依次為（）A．Pa、Pb、Pc、Pd B．Pd、Pc、Pb、PaC．Pc、Pd、Pa、Pb D．Pb、Pa、Pd、Pc18．小蕓同學用一支新買的激光筆照射水平的水面，在豎直白墻上出現了兩個紅色光點A和B，如圖所示。現保持入射點O的位置不變，欲使光點A下移至A'處，應使入射光線MO繞著O點沿(填“順時針”或“逆時針”)方向轉動；現保持入射點O的位置不變，欲使光點B下移至B'處，應使入射光線MO繞著O點沿(填“順時針”或“逆時針”)方向轉動。19．下表是在15℃時光在幾種介質中傳播的速度，如圖甲是光在幾種介質中發生折射時的光路圖。介質光速(m/s)真空3×108空氣2.99×108水2.25×108玻璃2×108（1）分析表中的數據可以得出的結論是。（2）分析表中的數據和光路圖可以得出的結論是。（3）根據結論可知，光從水中斜射入玻璃中，折射角(填“大于”或“小于”)入射角。（4）現代醫學中常用超聲波擊碎人體內的結石，超聲波從空氣中斜射入人體后也類似光一樣要發生折射，如圖乙所示，超聲波進人人體擊碎結石時，入射點應在O點的(填“左側”或“右側”)。20．（2021七下·拱墅期中）（1）一些大廈的外部安裝了平板玻璃，人們可以通過它看到自己的（選填“虛”“實”）像，人靠近幕墻，像的大小（選填“變大”、“變小”或“不變”）。我國已經對玻璃幕墻的安裝制定了限制性法規，因為玻璃幕墻會發生反射（選填“鏡面”或“漫”），造成光污染。（2）如圖所示，是一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面處同時發生反射和折射的光路圖，O為入射點，則是法線，折射角為度，界面的邊是玻璃。（選填“上”、“下”、“左”或“右”）。21．如圖所示，激光筆發出的一束光從空氣中的A點斜射到水面上的O點，經反射后在足夠長的刻度尺上形成一光點B。（1）若入射光線與界面所成的夾角為37°，則反射角為。（2）保持入射點O不變，將激光筆豎直靠近空氣與水的界面，則在刻度尺上形成的光點將會（選填“向上”或“向下”）移動。（3）圖中折射光線在刻度尺上也形成一個光點C（圖中未標出），則B、C兩光點到界面的距離大小關系是：sBDsCD（選填“>”“<”或“=”）。22．（2021七下·臺州月考）科學實驗小組分別探究了光從空氣射入水中和從水射人空氣中的折射規律，并記錄了表一，表二兩組數據。表一序號1234入射角（°）6040200折射角（°）402915？表二序號123入射角（°）152940折射角（°）20？60（1）表一和表二中“？”處的數據分別是和。（2）如圖所示，在“觀看水中的硬幣”活動中，把一枚硬幣固定在空杯的底部，找一個角度使你剛好看不到硬幣的最右端A點．保持眼睛和杯子的位置不變，在同學逐漸把水加入到杯中的過程中，硬幣上的B點和C點能先后被你看到．你所看到的水中硬幣是一個變（填“深”或“淺”）的虛像．圖中畫出了剛看到C點時光的傳播示意圖，入射角是αc；如果剛看到B點時的入射角是αB，則αBαc（填“大于”、“小于”或“等于”）．23．（2022七下·溫州期末）在學習了“光的折射”的相關知識后，小明想進一步探究光的偏折能力與溶液的濃度之間的關系。他利用底部貼有白紙的透明水槽、激光筆、記號筆等器材按如圖甲所示裝置進行實驗：①在水槽項部固定一激光筆，打開激光筆，用記號筆標記水槽底部的白紙上光點的位置為A。②向水槽中加入一定最的清水，用記號筆標記光折射后在白紙上的光點位置為B。③繼續向水槽中加入10克蔗糖，待蔗糖完全溶解后，用記號筆標記此時白紙上的光點位置為C。④重復步驟③，標記光點位置為D，實驗結果如圖乙。（1）為減小加入蔗糖后液面高低變化對實驗結果的影響，應選擇圖丙中的裝置。（2）實驗中，小明判斷溶液對光的偏折能力大小的標準是。（3）小明分析實驗結果得出結論：溶液的濃度越人，對光的偏折能力也越大。同桌小紅認為該結論不具有普遍性，其原因是。24．（2022七下·長興月考）小明同學在實驗室探究光的反射和折射規律。（1）小明將一束光射到白板上，只能在白板上看到一個亮點，不能看到光的傳播路徑。請幫小明想出在空氣中顯現光的傳播路徑的1種方法：。（2）實驗中，小明將光從空氣射向水面，得到的實驗數據如表所示。入射角0°15°32°45°60°折射角0°11°23°32°40°若將光從水中射向空氣，當人射角為32°時，則光在空氣中的折射角為。（3）小明想利用紫光探究光的反射定律，他利用三棱鏡和遮光板將陽光中的紫光分離出來，如圖所示，三種遮擋方法最有可能得到紫光的是(選填“1”“2”或“3”)25．光從空氣斜射入水和玻璃時都會發生折射現象，那水和玻璃的折射情況會相同嗎？為了探究這個問題，小華選擇了光屏、透明玻璃磚、水槽、激光電筒等器材進行實驗。他在光屏上畫出互相垂直的NN'和MM'兩條線段并相交于O點，如圖甲所示。（1）小華將玻璃磚的一個表面與MM'齊平放置，讓激光電筒發出的光線從A點到O點入射，他看到了如圖乙所示的光路(AO、OC為同一直線)，你認為出現光線OC是因為，鑒于本實驗的目的，此時最應該記錄的兩條光線是。（2）接下來他要觀察光從空氣中進人水中的情況，他將光屏豎直放入水槽中(使線段MM'水平)，并向水槽中慢慢注水至水面與MM齊平，入射光線應從A點向O點射入，這是為了保證，其實本實驗小華還考慮了人射光線所在一側的相同。（3）小華最終在光屏上記錄下了如圖丙所示的光路圖(OE為水中的折射光線)，通過分析光路，你認為玻璃和水這兩種介質對光的偏折能力較強的是。（4）若激光以相同的入射角分別從玻璃和水中斜射入空氣中，則射出的折射光線更遠離法線。26．（2021七下·嵊州期末）小明在探究光的折射規律時，意外發現：當光沿某方向從半圓玻璃磚射向空氣時，折射光消失而反射光卻變得更亮(如圖1)，老師告訴他這是光的全反射現象。課后，小明查到光從玻璃射向空氣時的一些數據如下表所示：入射角i0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角r0°15.2°30.9°48.6°74.6°81°90°/反射能量5%7%26%43%77%84%100%100%（1）分析以上數據可知光從玻璃射向空氣時，折射角隨入射角的變化關系是：折射角隨入射角的增大而。（2）光從玻璃射向空氣時，當入射角i≥°時，反射能量達到100%，就發生了全反射現象。（3）由表格數據可知：圖2中圖線(選填“a”或“b”)反映了上述實驗中的入射角與折射角之間的關系。（4）當光從空氣斜射向玻璃時，不能發生全反射現象。原因是折射角入射角。(選填“>”“=”或“<")三、透鏡與折射27．（2021七下·蕭山月考）如圖所示，只含紅光和紫光的復色光束PO。沿半徑方向射入空氣中的半圓柱玻璃后，如果被分成OA和OB兩束光沿圖示方向射出，（當入射角增大到一定程度時，折射角會先到達90°，入射角繼續增大時，就沒有折射光線，只有反射光線，這樣的現象稱為全反射）則（）A．OA為紅光，OB為紫光 B．OA為紫光，OB為紅光C．OA為紅光，OB為復色光 D．OA為紫光，OB為復色光28．圖中是一個截面為正方形、中空部分為橢圓形的玻璃體，則這個玻璃體()①可以看作兩塊凹透鏡②可以看作一塊凸透鏡③對圖示光束具有發散作用④對圖示光束具有會聚作用A．①②③ B．①③ C．②④ D．①②③④29．如果把一個玻璃球分割成五塊，其截面如圖所示，再將這五塊玻璃a、b、c、d、e分別放在太陽光下，能使光發散的是()A．a B．b C．c D．都不行30．（2019七下·湖州期中）簡易潛望鏡、汽車觀后鏡、放大鏡、照相機鏡中主要的光學元件依次是（）A．凸面鏡、凹面鏡、凹透鏡、凸面鏡B．平面鏡、凹面鏡、凸透鏡、凸透鏡C．凹面鏡、凸面鏡、凸透鏡、凸透鏡D．平面鏡、凸面鏡、凸透鏡、凸透鏡31．凸透鏡和凹透鏡的光學性質不同，為判別直徑相同的兩個透鏡的種類，現分別將它們正對太陽光，再把一張紙放在它的下方，在紙上分別得到大小不同的甲、乙兩個光斑，透鏡與光斑的大小如圖所示（d1＜d＜d2）．則根據這兩個光斑（）A．甲、乙均能準確判斷透鏡的種類B．甲能準確判斷透鏡的種類而乙不能C．乙能準確判斷透鏡的種類而甲不能D．甲、乙均不能準確判斷透鏡的種類32．（2022七下·東陽期中）《康熙幾暇格物編》中記載：“置錢碗底