第五章透鏡及其應(yīng)用拔尖專訓(xùn)7　光的折射色散透鏡課件人教版物理八年級上冊

人教版八年級上拔尖專訓(xùn)7光的折射、色散、透鏡培優(yōu)點(diǎn)1作圖解決折射問題

[2024·重慶期中]如圖所示，水池的寬度為L，在水池左

側(cè)壁距離池底高H處有一激光光源S發(fā)射激光束(已知L＝

H)，池內(nèi)最開始裝滿水，池底有一光斑?，F(xiàn)讓水池排水，

水面勻速下降，則光斑將向

移動，且光斑移動速度

(填“大于”“小于”或“等于”)水面下降速度。右小于【點(diǎn)撥】因為L＝H，所以激光與水面成45°角入射時，光從空

氣斜射入水中發(fā)生折射，折射角小于入射角，如圖所示。

例1培優(yōu)點(diǎn)2三條特殊光線的應(yīng)用

[2024·合肥期末]如圖所示，L表示凸透鏡，O點(diǎn)為光心，

F為焦點(diǎn)，S為點(diǎn)光源。試畫出由點(diǎn)光源S射出的光線SA經(jīng)

凸透鏡折射后的光線。

【解】如圖所示。【點(diǎn)撥】首先過S點(diǎn)作一條平行于主光軸的入射光線，根據(jù)凸透鏡的三條特殊光線可得，平行于主光軸的入射光線經(jīng)過凸透鏡折射后經(jīng)過凸透鏡另外一側(cè)的焦點(diǎn)，確定一條折射光線；然后連接點(diǎn)光源S和凸透鏡的左焦點(diǎn)確定一條入射光線，根據(jù)凸透鏡的三條特殊光線可得，經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線折射后平行于主光軸，確定第二條折射光線；兩條折射光線交于一點(diǎn)，也就是點(diǎn)光

源S的像點(diǎn)S'，點(diǎn)光源S發(fā)出的任何光

線經(jīng)過凸透鏡折射后都經(jīng)過S'點(diǎn)，故

光線SA經(jīng)過凸透鏡折射后也經(jīng)過S'點(diǎn)，

連接A和S'就是折射光線。例2培優(yōu)點(diǎn)3光線偏折綜合

如圖所示，L1為入射光線，L2為出射光線。請在圖中正

確的位置添加合理的光學(xué)器件(至少兩種方案，保留作圖

痕跡)?！窘狻咳鐖D所示。【點(diǎn)撥】其中三種可能：(1)若添加一個平面鏡，先作出兩條光線夾角的平分線即

為法線，再根據(jù)法線和平面鏡垂直畫出平面鏡。(2)根據(jù)凸透鏡對光線的會聚作用，入射光線看成是平行

于主光軸的一條光線，據(jù)此畫出主光軸，出射光線就是過焦

點(diǎn)的光線，據(jù)此畫出凸透鏡。(3)平行于主光軸的光線，經(jīng)凹透鏡折射后折射光線的反

向延長線通過焦點(diǎn)，據(jù)此畫出凹透鏡。1.

[2024·無錫期中]如圖所示的是一個魔術(shù)箱。魔術(shù)箱頂部的

中央有一條窄縫，使激光筆產(chǎn)生的激光束從左側(cè)的小孔射

入，從右側(cè)小孔射出。將一塊遮光板從頂部的窄縫插入箱

中，遮光板并沒有擋住激光束的傳播。下列關(guān)于魔術(shù)箱的

內(nèi)部結(jié)構(gòu)，說法正確的是(

C

)A.

魔術(shù)箱內(nèi)一定有三塊平面鏡B.

遮光板插入窄縫的深度等于魔術(shù)箱的高度C.

激光束的傳播方向在魔術(shù)箱內(nèi)可能改變4次D.

魔術(shù)箱左右兩側(cè)小孔一定要在同一水平高度12345678910111213141516【點(diǎn)撥】要想實現(xiàn)上述現(xiàn)象魔術(shù)箱可以有多種結(jié)構(gòu)，如圖所示。魔術(shù)箱內(nèi)不一定是平面鏡，其他裝置也可實現(xiàn)以上現(xiàn)象，故A錯誤；遮光板插入窄縫的深度小于魔術(shù)箱的高度，故B錯誤；激光束的傳播方向在魔術(shù)箱內(nèi)可能改變4次，故C正確；魔術(shù)箱左右兩側(cè)小孔不一定要在同一水平高度，可以通過反射角度調(diào)整射出右側(cè)小孔光線的高度，故D錯誤。故選C。【點(diǎn)撥】C123456789101112131415162.

[2024·宿遷期末]如圖甲，小明將一張畫有兩個同向黑色箭

頭的白紙豎立在桌面上，再將一只玻璃杯放置在白紙正前

方，當(dāng)向玻璃杯中注水至兩箭頭中間時，透過玻璃杯中的

水看到有一個箭頭反向且變長了，如圖乙所示。則下列說

法正確的是(

D

)12345678910111213141516A.

圖甲中看到黑色的箭頭是因為它反射黑光B.

圖乙中如果將水杯靠近白紙，看到的下面的箭頭將會更短C.

圖乙中看到下面的箭頭變長的現(xiàn)象與放大鏡的成像原理相同D.

圖乙中看到的上下兩個箭頭都是光的折射形成的像12345678910111213141516透過玻璃杯中的水看到有一個箭頭反向且變長了，說明下面的箭頭通過玻璃杯中的水成了倒立、放大的實像，玻璃杯中的水相當(dāng)于橫向的凸透鏡；圖甲中看到黑色的箭頭是因為黑色吸收所有色光，故A錯誤；圖乙中如果將玻璃杯靠近白紙，物距減小，像距將變大，故看到的下面的箭頭將會更長，故B錯誤；圖乙中看到下面的箭頭變長的現(xiàn)象，與投影儀的成像原理相同，故C錯誤；圖乙中看到的上面的箭頭是玻璃杯折射形成的，下面箭頭是水折射形成的，都是光的折射形成的像，故D正確。故選D?！军c(diǎn)撥】【答案】D123456789101112131415163.

[2024·蘇州期末]把一塊長方體玻璃磚壓在物理書上，如圖

所示，我們所看到的“物理”兩字是(

B

)A.

變淺的實像B.

變淺的虛像C.

變深的實像D.

變深的虛像(第3題)12345678910111213141516【點(diǎn)撥】玻璃磚壓在物理書上，字反射的光自玻璃進(jìn)入空氣中時，發(fā)生折射，折射光線遠(yuǎn)離法線，折射光線進(jìn)入人眼，人眼逆著折射光線看去就產(chǎn)生看到字的像的感覺，因為這個像不是實際光線會聚形成的，故是虛像。因為折射時折射光線遠(yuǎn)離法線，所以像是變淺了的。相當(dāng)于人看水里的物體，看到的是變淺了的虛像。故B符合題意?！军c(diǎn)撥】B123456789101112131415164.

[2024·泰州期中]如圖，魚缸底部點(diǎn)光源S發(fā)出的光線經(jīng)過

水面照亮擋板上N點(diǎn)，當(dāng)魚缸內(nèi)水面上升高度d后，擋板

上M點(diǎn)(圖中未畫出)被照亮，則M點(diǎn)和N點(diǎn)間的距離

(

C

)A.

等于dB.

大于dC.

小于dD.

無法確定(第4題)12345678910111213141516【點(diǎn)撥】光從水中射入空氣中時，折射光線遠(yuǎn)離法線，折

射角大于入射角；當(dāng)魚缸內(nèi)水面上升高度d后，由于入

射角不變，所以折射角不變，折射光線與原來的折射

光線平行，如圖所示。由數(shù)學(xué)知識可知，M點(diǎn)和N點(diǎn)

間的距離小于d?！军c(diǎn)撥】C123456789101112131415165.

[2024·蕪湖月考]一束光從空氣中斜射向玻璃磚并穿過，其

光路如圖所示。關(guān)于四個角的大小關(guān)系正確的是(

C

)A.

α1＜γ1B.

α2＞γ2C.

α1＝γ2D.

α1＝α2(第5題)12345678910111213141516光線從空氣中斜射入玻璃磚中，折射角小于入射角，則α1＞γ1，故A錯誤；光線從玻璃磚中斜射入空氣中，折射角大于入射角，則α2＜γ2，故B錯誤；這束光通過玻璃磚要發(fā)生兩次折射，第一次是從空氣斜射進(jìn)入玻璃磚，折射光線會向法線偏折，折射角小于入射角；【點(diǎn)撥】12345678910111213141516第二次是光從玻璃磚內(nèi)部斜射到玻璃磚的下表面，折射光線

遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角，因兩條法線是平行的，

所以第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，因此光

從玻璃磚射出時，折射角γ2等于原先的入射角α1，即α1＝γ2，

故C正確；因兩條法線是平行的，則由幾何知識可知γ1＝α2，

因為α1＞γ1，所以α1＞α2，故D錯誤。故選C?！军c(diǎn)撥】C123456789101112131415166.

如圖所示，一束光在空氣和玻璃的分界面上同時發(fā)生反射

和折射，其光路如圖所示，則下列判斷正確的是(

C

)A.

AO是入射光線，入射角為67.5°B.

AO是入射光線，反射角為45°C.

CO是入射光線，折射角為22.5°D.

CO是入射光線，反射角為45°(第6題)12345678910111213141516【點(diǎn)撥】

12345678910111213141516

12345678910111213141516

12345678910111213141516折射角為∠BON，∠AOQ＝∠MOQ－∠AOM＝90°－

67.5°＝22.5°，∠BOQ＝∠AOB－∠AOQ＝90°－22.5°

＝67.5°，所以折射角∠BON＝∠NOQ－∠BOQ＝90°－

67.5°＝22.5°，由圖可知，∠COB＝360°－135°－90°

＝135°＝∠COA，則OB為反射光線時的情形與OA是反射光

線時的情形相同，此時的反射角為67.5°，故C正確，D錯誤。故選C?！军c(diǎn)撥】C123456789101112131415167.

[2024·湘西期末]在一個不透明的木板上鉆一個小孔(圖中

虛線部分為小孔)，用眼睛通過小孔可以觀察到一定的范

圍，如圖甲所示。在小孔中嵌入一定形狀的玻璃制品，可

以擴(kuò)大觀察范圍。請在圖乙小孔中畫出玻璃制品的形狀。(第7題)【解】如圖所示。123456789101112131415168.

[2024·蘇州模擬]如圖所示，ab是點(diǎn)光源S發(fā)出經(jīng)平面鏡反

射后射向凹透鏡焦點(diǎn)F的一條光線，S'是光源S在平面鏡中

的像。請你根據(jù)平面鏡成像規(guī)律及凹透鏡的特點(diǎn)在圖中：

①標(biāo)出點(diǎn)光源S的位置。②畫出反射光線ab所對應(yīng)的入射

光線。③畫出光線ab經(jīng)過凹透鏡后的折射光線的大致位

置。(保留必要的作圖痕跡)(第8題)【解】如圖所示。123456789101112131415169.

[2024·廣州期末]根據(jù)物體S和像S'的位置，在圖中找出凸

透鏡的位置并標(biāo)明焦點(diǎn)的位置。(第9題)【解】如圖所示。1234567891011121314151610.

[2024·長沙期末]如圖所示，S'是點(diǎn)光源S在平面鏡中所成

的像，S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后射向凸透鏡，反

射光線恰好平行于凸透鏡的主光軸。請畫出：①射向平

面鏡的入射光線。②經(jīng)過凸透鏡后的折射光線。(第10題)【解】如圖所示。1234567891011121314151611.[2024·廣州期末]小軍用圖記錄一束光從水射向空氣中時

發(fā)生的現(xiàn)象，請完成作圖并填空：(1)在相應(yīng)直線上畫出箭頭表示入射、反射和折射光線的傳播

方向。(2)標(biāo)出入射角i和折射角r。(3)表示兩種介質(zhì)界面的線段是

(填“MN”或“PQ”)。MN

【解】如圖所示。1234567891011121314151612.

[2024·廣州三模]一束紅光從AO射向三棱鏡，如圖所示。(1)在圖中畫出光在三棱鏡左表面的反射光，并標(biāo)出反射

角的大小。(2)在圖中畫出光進(jìn)入三棱鏡和在三棱鏡右表面的大致的

折射光線?！窘狻咳鐖D所示。12345678910111213141516(3)若分別把四種不同顏色的光都沿AO射向三棱鏡，光從

三棱鏡射出后顏色不變，則符合上述要求的入射光

有

(填“白光”“綠光”“紅

光”或“藍(lán)光”)。綠光、紅光、藍(lán)光12345678910111213141516【點(diǎn)撥】(3)把白光沿AO射向三棱鏡，可以把白光分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等7種顏色的單色光，當(dāng)把“紅光”“綠光”或“藍(lán)光”沿AO射向三棱鏡時，從三棱鏡射出后顏色不變。1234567891011121314151613.

[2024·肇慶期中]請閱讀材料，回答問題。光的全反射一束激光從某種玻璃中射向空氣(圖甲)，保持入射

點(diǎn)不動，改變?nèi)肷浣?每次增加0.2°)，當(dāng)入射角增大到

41.8°時，折射光線消失，只存在入射光線與反射光

線，發(fā)生這種現(xiàn)象時的入射角叫作這種物質(zhì)的臨界角。

當(dāng)入射角大于臨界角時，只發(fā)生反射。12345678910111213141516(1)上述玻璃的臨界角是

??！军c(diǎn)撥】(1)由題意可知，當(dāng)入射角為41.8°時，折射光線

消失，只存在入射光線與反射光線，所以玻璃的臨界

角為41.8°。41.8°

12345678910111213141516(2)折射光線消失后反射光線的亮度會增強(qiáng)，其原因是折

射光線消失后，入射光線幾乎全部被反射面

?

；當(dāng)光從空氣射向玻璃時，

(填“會”或

“不會”)發(fā)生光的全反射現(xiàn)象。反

射不會12345678910111213141516(2)當(dāng)入射光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，會發(fā)生折射，所以反射光線要比入射光線暗一些，當(dāng)折射光線消失后，入射光線幾乎全部被反射面反射，此時反射光線的亮度會增強(qiáng)；當(dāng)光從空氣射向玻璃時，不會發(fā)生光的全反射現(xiàn)象，因為光從空氣斜射入玻璃中時，折射角總小于入射角，即使入射角貼近入射面入射，折射角也達(dá)不到90°，不會消失?！军c(diǎn)撥】12345678910111213141516(3)高速公路上，在交通標(biāo)志線上每隔2

m安裝一個凸起的純玻璃元件，這種元件叫“夜精靈”。晚上只要汽車的燈光一照，司機(jī)就能看到附近地上的“夜精靈”亮起來(如圖乙)。下列幾種元件與“夜精靈”的工作原理完全不同的是(

C

)A.

公路上反光標(biāo)志牌B.

自行車的尾燈C.

路口的紅綠交通標(biāo)志燈D.

環(huán)衛(wèi)工人穿的反光馬甲C12345678910111213141516【點(diǎn)撥】(3)由于“夜精靈”的形狀如同凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用，光線經(jīng)過“夜精靈”折射后，在“夜精靈”背面發(fā)生反射，然后再經(jīng)“夜精靈”折射逆著原傳播方向返回；公路上反光標(biāo)志牌、自行車的尾燈、環(huán)衛(wèi)工人穿的反光馬甲都利用了光的反射原理，紅綠交通標(biāo)志燈是光源，發(fā)出的光直接進(jìn)入人的眼睛，故C符合題意。12345678910111213141516(4)人們在汽車的中控臺上放置香水，香水的主要成分是易燃酒精，這是非常危險的。如圖為四瓶相同香水，在陽光下最容易引發(fā)火災(zāi)的是

??！军c(diǎn)撥】(4)如圖所示為四瓶香水，透明玻璃瓶蓋形狀各異，因為B瓶的玻璃瓶蓋相當(dāng)于凸透鏡，對光線有會聚作用，最容易在陽光下引發(fā)火災(zāi)，故B符合題意。B

1234567891011121314151614.

(1)小明在判別直徑相同的兩透鏡的類型時，分別將它們

正對太陽，把一張紙放在它們的下方，在紙上得到相應(yīng)

的光斑，透鏡與光斑的大小如圖所示(d1＜d＜d2)。其中

形成甲光斑的

是凸透鏡，形成乙光斑的

?

是凹透鏡。(均填“一定”“可能”或“一定不”)一定可

能12345678910111213141516【點(diǎn)撥】(1)因為凸透鏡對光線有會聚作用、凹透鏡對光線有發(fā)散作用，根據(jù)圖示可知，甲一定是對光線起了會聚作用，而乙可能是對光線起了發(fā)散作用，也可能是形成縮小的實像，因此形成甲光斑的一定是凸透鏡，形成乙光斑的可能是凹透鏡。12345678910111213141516(2)小華在測量凸透鏡的焦距f時，將凸透鏡正對太陽，在透

鏡下方的白紙上呈現(xiàn)一光斑時，測得光斑到透鏡的距離為

l，將白紙遠(yuǎn)離透鏡一段距離，發(fā)現(xiàn)白紙上又出現(xiàn)了相同

大小的光斑，則l

(填“大于”“等于”或“小

于”)f；小華取一發(fā)光的小電燈放在凸透鏡主光軸上離光

心距離為l處，在透鏡另一側(cè)將白紙沿主光軸遠(yuǎn)離透鏡過

程中，紙上的光斑大小將

(填“變大”“變小”

或“不變”)。小于變大12345678910111213141516【點(diǎn)撥】(2)將白紙遠(yuǎn)離透鏡一段距離，發(fā)現(xiàn)白紙上又出現(xiàn)了相同大小的光斑，說明開始白紙在焦點(diǎn)前，后一次在焦點(diǎn)后，即l小于f，將發(fā)光的小電燈放在凸透鏡主光軸上離光心距離為l處時，光線通過凸透鏡后是發(fā)散的，所以將白紙沿主光軸遠(yuǎn)離透鏡過程中，紙上的光斑大小將逐漸變大。1234567891011121314151615.

[新趨勢·科學(xué)推理]如圖甲所示，在探究光的折射現(xiàn)象

時，將一束入射角為50°的光斜射入杯內(nèi)水中，在杯底

形成光斑。興趣小組對實驗中光偏折程度產(chǎn)生了興趣，

為了定量反映這種偏折程度，小組成員將“折射角與入

射角的比值”定義為“偏折比”。根據(jù)所學(xué)物理知識和

生活經(jīng)驗，他們對影響“偏折比”大小的因素提出以下

猜想。12345678910111213141516猜想1：“偏折比”大小可能與液體的深度有關(guān)；猜想2：“偏折比”大小可能與液體的種類有關(guān)；猜想3：“偏折比”大小可能與入射光的顏色有關(guān)。12345678910111213141516(1)圖甲實驗中，測得折射角為35°，則此時的“偏折

比”為

，向杯中緩慢加水過程中，杯底光斑

將向

(填“左”或“右”)移動。0.7

右12345678910111213141516

【點(diǎn)撥】12345678910111213141516(2)小組成員認(rèn)為猜想1是錯誤的，因為

?

??！军c(diǎn)撥】(2)由圖甲可知，水面上升或下降時，入射角和折

射角都不變，則折射角與入射角的比值不變，即“偏

折比”不變，由此說明“偏折比”與液體深度無關(guān)，

故猜想1錯誤。水面上升或下降

時，入射角和折射角都不變12345678910111213141516(3)為了驗證猜想2，小組成員在乙杯中加油，如圖乙，當(dāng)油

的深度小于水的深度，此時杯底光斑的位置恰與圖甲中光

斑的位置重合，對比可知：在相同條件下，油對光的“偏

折比”

(填“大于”“等于”或“小于”)水對光

的“偏折比”。小于12345678910111213141516(3)當(dāng)油的深度小于水的深度時，杯底光斑位

置恰與圖甲實驗時光斑位置重合，如圖1，由圖1

可知，光在水中的折射角大于在油中的折射角，因為入射角相同，所以

在相同條件下，油對光的“偏折比”小于水對光的“偏折

比”。【點(diǎn)撥】12345678910111213141516(4)對于猜想3，小組成員準(zhǔn)備用圖甲裝置先后入射紅、紫色

光束進(jìn)行探究；請你結(jié)合圖丙光的色散實驗，推測紅光的

光斑應(yīng)位于圖丁中的

(填“A”或“B”)點(diǎn)。A

12345678910111213141516(4)光線的入射角和入射點(diǎn)不變，作出紅、紫色光先后射入圖甲裝置的折射光線，如圖2，由圖2可知，紅色光的折射角大于紫色光的折射角，由于入射角相同，則根據(jù)“偏折比”的定義可知：紅光的“偏折比”大，紅光的光斑應(yīng)位于圖中的A點(diǎn)?！军c(diǎn)撥】12345678910111213141516(5)讓一束光斜穿過如圖戊所示的玻璃磚，若光在其上表面折

射入玻璃磚時的“偏折比”為0.8，則光在其下表面折射

出玻璃磚時的“偏折比”為

?。1.25

12345678910111213141516

【點(diǎn)撥】1234567891011121314151616.

[2024·鹽城期末]閱讀短文，回答問題。虹和霓雨過天晴，人們常會在與太陽光相對方向的天空看

到一明一暗的兩道弧形彩色光帶，即虹霓景象，虹一般

比霓更清晰。12345678910111213141516如圖甲所示為一束紅色激光從點(diǎn)B進(jìn)入圓球形水

珠，先后經(jīng)點(diǎn)C、D射出水珠的光路。當(dāng)光線到達(dá)半

空中