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文档简介

1、泛美国际学校教学案 光的折射&透镜光的折射 透镜(一)培优版【教学目标】1掌握光的折射现象及特点,能用光的折射特点解释生活和自然界中的一些光现象2理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用,认识透镜的焦点和焦距;能够辨别凸透镜和凹透镜【重点难点】1光的折射特点及其应用;2凸透镜和凹透镜(1)光的折射特点 三线共面 两线分居 两角不等 同增同减 垂直直射(2)凸透镜 中央厚,边缘薄,对光有会聚作用;凹透镜 中央薄,边缘厚,对光有发散作用(3)三条特殊光线 与主光轴平行的光线;通过焦点的光线;通过光心的光线重难点1 光的折射特点及其应用例一研究光进入玻璃和从玻璃进入空气时的传播规律选用如图的圆

2、盘形量角器作光屏,半圆形玻璃砖及激光器等器材实验步骤如下:将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上,使二者的圆心重合;如图甲,将一束激光从A射向圆心O,激光在O处发生折射,射向B;读出入射角和折射角的大小,入射角大小为 度,折射角大小为 度减小入射角再次实验,如图乙,从实验现象中可以得出的结论是 采用半圆形玻璃砖来进行实验的一明显的好处是 根据光路可逆原理,如果让光从半圆表面斜射入玻璃中,可能发生的情况是 ,此时一组可能的任意的入射角和折射角是: 度, 度 甲 乙巩固练习1关于光的折射现象,下列说法正确的是( )A光从空气进入水中,传播方向一定发生改变 B光从空气进入水中,折射光线一定向水面偏折C光

3、从空气进入水中,传播方向不一定发生改变 D光从空气进入水中,折射光线一定向法线偏折2站在岸上的人看到平静的水面下有一个静止的物体,如果他想用一束强光照亮物体,则应该瞄准( )A看到的物体 B看到的物体的下方 C看到的物体的上方 D看到的物体的前方3某同学在探究光的折射特点实验,如图所示是光从空气射入水中时的光路实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧通过实验还得到如下数据:入射角0°15°30°45°60°反射角0°15°30°45°60°折射角0&

4、#176;11.3°22.1°35.4°40.9°(1)分析表中数据,可得出结论:光从空气中斜射到水面时,将同时发生 和 现象光从空气中斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是 ,且折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零度该同学根据上述实验中的发现和结论总结出了光的折射特点(2)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程做出评价,是否存在不足?答: (选填“是”或“否”),请简要说明理由 例二如图是光在空气和玻璃两种物质中的传播路线,请在图中用箭头标出光线的传播方向,由图可知:AB是 ,CD是 ,空

5、气在 的 侧,入射角的大小是 ,折射角的大小是 ;如玻璃保持不动,将入射光线绕O点沿顺时针方向旋转15°,则反射光线沿 方向旋转 ,与此同时,折射光线沿 方向旋转一定角度 巩固练习1如图中,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,分界面是 2如图所示,OB是一束光线由空气射到水面后的反射光线,由图可知,入射角是 ,光线射入水中后,折射光线向 (选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折如果反射光线与折射光线的夹角为95°,则折射角为 例三夜晚水面清澈平静,岸边的树枝B点上歇着有一只萤火虫,它发出其中一条入射

6、光线BO与水面成60°角,且反射光线与折射光线的夹角为130°,如图那么该折射光线的折射角的大小为 ;若水下有一条射水鱼,刚好能够看到这只萤火虫,它想吃到这只虫,它必须射出水击中这只虫,那么鱼射出水的高度与它看到萤火虫的高度相比较,应当 (选填“偏高”“相同”或“偏低”)巩固练习1判断教室的窗玻璃各处的厚度是否均匀,最简易可行的办法是( )A用手摸,感觉一下 B取下来,各处都用尺量一量C透过玻璃看远处的电线,看是否变形 D用手指顶在上面估计各处的厚度2宇航员登上月球后,抬头仍能看到天上的一轮红日,但其他周围景象是( )A一片明亮,无法看到星星 B一片黑夜,能看见星星,且星星

7、闪烁C一片黑夜,能看到星星,但不闪烁 D一片蓝色,能看见地球和星星3地球是个巨大的不透明球体,在受到太阳光照射时,被照亮部分称为昼半球,而未被照亮部分称为夜半球现有两种说法:若不考虑大气层的影响,由于太阳半径比地球大,会使昼半球稍大于夜半球;由于阳光通过大气层时发生折射,会使昼半球稍大于夜半球这两种说法( )A都正确 B只有正确 C只有正确 D都错误例四如图所示是两个并排而且深度相同的水池,一个装水,另一个未装水在两池的中央各竖立着一支长度相同且比池略深的标杆,当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子则下列说法正确的是( )A未装水的池中标杆影子较长 B装水的池中标杆影子较长C装水的池中标杆没有影子

8、 D两池中标杆影子长度相同 巩固练习1一束方向不变的光线从右方斜射向水面,这时的反射角是,折射角是若把水槽的左端稍垫高一些,待水面重新恢复平静时,反射角是1,折射角是1,那么( )A1,1 B1,1 C1,1 D1,12如图所示,不透明容器底部A处有一光源,D处有一很小很薄的平面镜,没水时,光经D处反射在E处形成一亮斑,当容器中水位由CF处至加满的过程中,亮斑的移动情况是( )A向上移 B向下移 C先向上移后不变 D先向下移后不变3某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人,看到在S点形成一个亮斑,如图所示,现往池内灌水,水面

9、升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则( )AP点在S点的下方,Q点在S点的上方 BP点在S点的上方,Q点在S点的下方CP点在S点的上方,Q点在S点的上方 DP点在S点的下方,Q点在S点的下方例五如图所示,AO垂直射到水面,当密闭容器以P点为中心逆时针旋转90°,则此时的折射角 0°(选填“大于”“等于”或“小于”)(光线射入时,不考虑容器壁的影响) 甲 乙 丙 甲 乙巩固练习1如图所示,烧杯中装有半杯水,一束光线竖直向下照在水面上保持入射点不变,入射光线顺时针旋转角,则它的折射光线绕入射点( )A顺时针旋转,旋转角小于 B逆

10、时针旋转,旋转角小于C顺时针旋转,旋转角大于 D逆时针旋转,旋转角大于重难点2 凸透镜和凹透镜例六将一个大烧杯倒扣在桌面上,里面充以烟雾,用手电筒通过烧杯底自上而下照射,调节手电筒的聚光圈,使通过烟雾的光组成粗细均匀的柱形光束,如图所示:(1)烧杯内充以烟雾,其作用是 (2)烧杯底上放一个凸透镜,观察到的现象如图乙所示,说明凸透镜对光有 作用(3)烧杯底上放一个凹面镜,观察到的现象如图丙所示,说明凹透镜对光有 作用巩固练习1如图所示,甲、乙两只凸透镜,制作材料和口径均相同,凸出程度不同下列说法正确的是( )A甲透镜的焦距大,对光线的会聚作用强 B甲透镜的焦距小,对光线的会聚作用强C甲透镜的焦距

11、大,对光线的会聚作用弱 D甲透镜的焦距小,对光线的会聚作用弱2小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距,他注意到让凸透镜正对太阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离L,则凸透镜的实际焦距( )A一定小于L B一定大于L C可能等于L D可能小于L,也可能大于L3如图,在凸透镜左侧放一厚矩形玻璃砖,平行光从右边射来通过玻璃砖,其聚焦位置较无此玻璃砖时( )A向左移 B向右移 C不变 D无法确定4在透明玻璃杯的杯底放一枚硬币,然后倒入一些水把杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移当杯子下移到某一位置时,可以看到杯中有大、小两枚硬币下列说法中正确的是( )A

12、“大硬币”是光在水面发生折射形成的 B“小硬币”是光在杯侧壁发生折射形成的C“大硬币”在上,“小硬币”在下 D“大硬币”在下,“小硬币”在上重难点3 光学作图之折射例七要使光线发生如图所示的偏折,在方框内画出合适的光学元件(保留作图痕迹),一种利用光的反射,一种利用光的折射 巩固练习1如图所示,凸透镜的主光轴垂直于平面镜,一束平行于主光轴的光先后经凸透镜折射和平面镜反射后,平面镜前的人看到经平面镜反射后的光束好像是从平面镜后的P点射出(P点在凸透镜的主光轴上)请你找出凸透镜的一个焦点F,并完成光线a的光路图2如图所示,通过凸透镜焦点的光线AO,经过透镜沿OB方向射出,作出该凸透镜和焦点F的位置

13、(保留作图痕迹) 3如图,一束光从直角三角形玻璃砖AB面垂直射入,并从玻璃砖AC面射出请画出光束进入玻璃砖和离开玻璃砖后的光路4如图所示,一束光线垂直入射到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如图(1)所示,从某一角度透过玻璃砖看紧贴在砖后的钢笔,中间一段笔杆好像错位了为分析错位原因,选取笔杆与砖面接触处的一点S,用图(2)研究(已画出S及人眼的位置),请画出像点及成像的光路图 5如图所示物体AB通过凸透镜所成正立、放大的像,请画出凸透镜的位置,并确定该透镜焦点F6如图所示是投影仪的原理图,请画出来自投影片上一条平行主光轴的光线,经过凸透镜和平面镜,最后射到屏幕上的光路图

14、重难点4 光的折射综合应用例八阅读短文,回答问题彩虹彩虹是大气中的一种光学现象,当阳光照射到半空中的水珠时,光线被折射和反射,在天空形成弧形彩带研究光线经过水珠的传播规律,可揭示彩虹的成因如图甲所示,光线从点C进入半径为R的水珠,经点D反射,再从点E射出AB是通过水珠球心O且与入射太阳光平行的直线,用x表示进入水珠的光线距AB的距离,表示射出光线与AB的夹角,画出过入射点和球心O的直线(即该入射点的法线),进一步研究可以得出与x的关系如图乙所示,入射的太阳光是均匀分布的,但射出的光线分布是不均匀的,在最大时强度最大,能被地面上的人观察到牛顿法线,太阳光通过三棱镜后被分解成七种单色光,当太阳光进

15、入水珠时,也会产生类似效果从同一点进入水珠的不同色光在水珠中沿不同路径传播,致使不同色光的的最大值略有不同因此,对某一水珠来讲,只能有一种颜色的光被地面上的人看到,进入人眼的不同颜色的光来自内外不同弧线的水珠所以人眼看到的彩虹由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色(1)在图甲中,如果连接OD,则 (选填“”“”或“”)(2)根据图乙可知,x从0增加到R的过程中,的变化情况是( )A增大 B先增大后减小 C减小 D先减小后增大(3)如图甲所示,光线从空气进入水珠的折射角随x的增大而 甲 乙巩固练习1如图(a)所示,直线AB是光滑木板与棉布的分界线(木板与棉布处在同一水平面上),然后使一个小

16、线轴(如缝纫机上的线轴)沿着与直线AB成一角度的方向PO匀速滚动,可以看到,线轴在棉布上滚动的方向发生了改变如图(b)所示,一束光从空气斜射入玻璃中时传播方向也发生了改变a b(1)由图(a)可知当线轴的甲轮刚接触到棉布时,其速度的大小将 (变小/不变/变大),此时乙轮速度的大小将 (选填“变小”“不变”或“变大”)(2)从图(a)、(b)两种类似现象可知,光由空气斜射入玻璃时而发生折射现象的原因可能是 (3)光从玻璃斜射入水中时,折射角 入射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)例九阅读下列材料:光的全反射阳光能够照亮水中的鱼和水草,同时我们也能通过水面看到烈日的倒影,这说明:光从

17、空气射到水面时,一部分光射进水中,另一部分返回到空气中一般说来,光从第一种介质射到它与第二种介质的分界面时,一部分光返回第一种介质,这个现象叫做光的反射;另一部分光会进入第二种介质,这个现象叫做光的折射物理学中,把光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率不同的介质的折射率不同,折射率较小的介质称为光疏介质,折射率较大的介质称为光密介质光疏介质与光密介质是相对的例如水、水晶和金刚石三种物质相比较,水晶对水来说是光密介质,对金刚石来说则是光疏介质当光从光密介质射入光疏介质时,同时发生折射和反射,如果入射角逐渐增大,折射光线离法线会越来越远,而且越来越

18、弱,反射光却越来越强当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射这时对应的入射角叫做临界角下列是几种光介质的折射率:玻璃:1.51.8   水:1.33   水晶:1.55  酒精:1.36通过对上述材料的阅读,回答下列问题:(1)发生全反射的条件是: (2)在水和酒精中,属于光密介质的是 (3)有人说密度大的物质就是光密介质,密度小的就是光疏介质,从上述材料的阅读,分析这种观点是否正确(4)上文中有“如果入射角逐渐增大,折射光线离法线会越来越远,而且越来

19、越弱,反射光却越来越强”这段话说明了哪些问题?巩固练习1小林在探究光的折射规律时发现:当光由空气沿半圆玻璃砖边缘垂直射入圆心处发生反射和折射时,不断加大入射角会发生折射光消失而反射光却变得更亮的情况,如图所示,老师告诉他这是光的全反射现象课后,小林查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表:入射角i0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角0°15.2°30.9°48.6°74.6°81°90°/反射能量5%7%26%43%77%8

20、4%100%100%表中数据说明:(1)光从玻璃斜射向空气时,折射角、反射能量随着入射角的增大而 ,当入射角达到 °时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象(2)根据光路可逆原理,当光从空气斜射向玻璃时,折射角 入射角(填“大于”、“等于”或“小于”)(3)由表格数据可知:下图中图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系第2页 共2页泛美国际学校 物理教研室 编者:左雷泛美国际学校家庭作业 光的折射&透镜光的折射 透镜(一)培优版姓名 家长签字 得分 一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分每小题给出的选项中只有一个符合题意)1如图所示,有一束光线斜射入

21、盛水的容器中,在容器底形成光斑,保持入射光线的方向不变,逐渐放掉容器中的水,容器底的光斑将( )A向右移动 B向左移动 C保持不动 D无法判断 第1题图 第2题图 第3题图2如图所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线竖直向下照在水面上现在B端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,则此时( )A反射光线顺时针方向旋转 B反射光线逆时针方向旋转C折射光线的方向不变 D折射光线逆时针方向旋转3如图所示是把一副眼镜放在太阳光下,在地面上看到的情形,由此可以判断镜片是( )A凹面镜 B凸面镜 C凸透镜 D凹透镜4对光线有会聚作用的光学镜子有( )A凸面镜和凸透镜 B凹面镜和凹透镜

22、 C凸面镜和凹透镜 D凹面镜和凸透镜5小明用半圆形玻璃砖研究光的折射他让一束光线从空气射到玻璃砖的圆心后,发现光线最终从砖射出回到空气中下列图中能正确反映实验时光路的是( )A B C D6如图所示,甲、乙是两块相同的平行玻璃板,一束光线斜射到甲板的下表面,通过两块玻璃板后的传播方向可能为( )Aa Bb Cc Dd 第6题图 第7题图 第8题图二、填空题(本题共4小题,每空5分,共35分)7一束光从空气斜射入某液体表面发生反射和折射,入射光线与液面成30°角(如图),反射光线和折射光线的夹角为93°,则折射角大小为 8如图所示,截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中,宽度均相等的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一条直角边AB,在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏,屏的距离远近可调,在屏上出现紫、红两条光带,请你根据自己学过的知识猜想:光屏上 色(选填“红”或“紫”)光带可能较宽,请你结合自己学过的知识说出猜想的依据是 9小丑鱼颜色艳丽、体型较小,因此水族馆常将它放入球形鱼缸中以便观赏球形鱼缸起到了 的作用,我们看到的小

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