2020中考人教版物理 专题复习 教案：“眼见为虚”——光学现象(1)

学习目标

1. 探究并知道凸透镜成像的规律；

2. 了解凸透镜成像的应用；

3. 人眼观察物体的原理。

知识梳理

一、眼睛

1. 眼睛是怎样观察物体的：从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立、缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。

2. 眼睛的工作原理：眼睛工作时，像距（视网膜与晶状体距离）不变，是通过调节晶状体的平、凸程度（即改变焦距）来成倒立、缩小的实像的。

3. 比较照相机和眼睛

4. 近视眼和远视眼的矫正

① 矫正近视眼所配戴的镜片是凹透镜，它的作用是将光发散，从而使远处的物体在视网膜上成清晰的像。

② 矫正远视眼所配戴的镜片是凸透镜，它的作用是将光会聚，从而使近处的物体在视网膜上成清晰的像。

③ 眼镜的度数，在数值上等于镜片（透镜）焦距（以m为单位）倒数的100倍。例如，焦距为0.5m的透镜的度数为200度，500度眼镜镜片的焦距为0.2m。眼镜度数越大，发散或会聚光线的本领越大。

二、物体的颜色

不透明物体的颜色是由物体反射的色光的颜色决定的；

透明物体的颜色是由物体透过的色光的颜色决定的。

三、“眼见为虚”

1. 这两个格子的颜色一样吗？

[来源:学科网]

用手或别的什么物体，将两个格子间的分界线遮住，你再看看：

2. 眼睛一直看着图片中的“红心”，坚持30～50秒，然后将视线移到别处，眼睛眨动着，你看到了什么？——这就是人体的大脑在对人的成像系统产生干扰。

3. 人之所以看到一个正立的世界，是由于人的大脑将视网膜上倒立的像进行了处理。

经典例题

知识点一：光的色散与物体的颜色

例题1  如图，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的AB范围内观察到不同颜色的光，则（    ）

A. A处应是紫光

B. 只有AB之间有光

C. 将照相底片放到AB范围B处的外侧，底片不会感光

D. 将温度计放到AB范围A处的外侧，会看到温度上升

思路导航：A处应是红光；AB之间有人眼可以直接看到的可见光，在AB外侧还有人眼看不到的红外线和紫外线；B处的外侧是紫外线，不可见的紫外线也能使照相底片感光。综上所述选项A、B、C均是错误的。A处的外侧是红外线，红外线的特点就是热作用很强，所以若把温度计放到AB范围A处的外侧，会看到温度上升。此题是对新课标“知道白光是由色光组成的”目标的落实。

答案：D

例题2  天地万物，五光十色，关于光的下列说法中，错误的是（    ）

A. 太阳光是由多种色光组成的       B. 可通过三棱镜使太阳光发生色散

C. 光是一种电磁波                   D. 白光是单色光

思路导航：我们知道“光是一种波（电磁波）”。据此可判断C是正确的。由光的色散实验可知：太阳光通过三棱镜后，可以被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。因此A、B选项都是正确的。白光是复色光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光组成的，所以D项错误。故选D。此题也是对新课标“知道白光是由色光组成的”目标的落实。

答案：D

知识点二：透镜对光的作用

例题  当小玲在观察阳光通过甲、乙两个眼镜在地面上形成的光斑时，发现两个眼镜形成的光斑不同。阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮，而阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗，由此可以判断眼镜甲是_______透镜，眼镜乙是_______透镜。

思路导航：阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮，说明眼镜甲对光线有会聚作用，所以甲是凸透镜；阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗，说明眼镜乙对光线有发散作用，所以乙是凹透镜。此题考查的是凸透镜和凹透镜的区分，属于基础知识，但并不是让同学们背定义，而是将定义放在具体的生活情景中理解。此题是对新课标“认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用”目标的落实。重在考查学生应用知识的能力，符合新课标的命题方向。

答案：凸  凹

知识点三：凸透镜成像的规律

例题  在探究凸透镜成像规律的实验中，当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时，光屏上能成一个清晰的像，则（    ）

A. 所成的像是正立缩小的实像

B. 所成的像是倒立缩小的实像

C. 把物体向左移动，调整光屏的位置，得到的像变小

D. 把物体向右移动，调整光屏的位置，得到的像变小

思路导航：从图中我们可以看出，烛焰在凸透镜的焦距和2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，应该成倒立放大的实像，故选项A和B都是错误的。若把物体向左移动，实际上是烛焰离透镜的距离（物距）变大，调整光屏的位置，得到的像将变小，故选项C是正确的。若把物体向右移动，实际上是烛焰离透镜的距离（物距）变小，调整光屏的位置，得到的像将变大，所以选项D是错误的。

答案：C

知识点四：生活中的透镜

例题1  有三个焦距都是20 cm的凸透镜，小明利用它们做了一些简易光学器材，第一个做成了简易照相机，拍摄了墙上的一幅画；第二个做成了一台投影仪，演示了一张幻灯片；第三个直接作放大镜用，观察了一只小昆虫。使用过程中，下列对应关系连线正确的是（    ）

思路导航：照相机的原理是:当物距大于凸透镜的二倍焦距时，成倒立缩小的实像。投影仪的原理是:当物距在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像。放大镜的原理是:当物距小于凸透镜焦距时，成正立放大的虚像。本题中三个凸透镜的焦距都是20 cm，不难推断出选项C是正确的。此题是对新课标“尝试用已知的科学规律去解释某些具体的问题”目标的落实。

答案：C

例题2  班级拍集体照时，发现有同学没在取景框中，此时应将照相机________（填“靠近”或“远离”）同学们，并将相机的镜头和底片间的距离________（填“伸长”或“缩短”）。

思路导航：有同学没在取景框中，说明此时照相机离同学太近，成的像太大，为了让全部同学都在取景框内，则须使成的像小些，根据成像规律，像要变小，像距也要变小，而物距必须变大，即让照相机远离同学，同时缩短相机的镜头和底片间的距离，这样就可以使全班同学都在取景框中了。此题也是对新课标“尝试用已知的科学规律去解释某些具体的问题”目标的落实。

答案：远离  缩短

知识点五：眼睛与眼镜

例题1  高老师戴着眼镜正在批改作业，听到远处有学生叫她，为了看清该学生的容貌，高老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼。下列说法正确的是（    ）

A. 高老师所戴眼镜的镜片是凸透镜

B. 高老师是近视眼

C. 高老师不戴眼镜看近物时，物像会成在视网膜前方

D. 高老师的眼球前后径可能过长或晶状体曲度可能过大

思路导航：从题意中可以看出，高老师的眼睛是有缺陷的，要靠戴眼镜来矫正视力。若她不戴眼镜则看不清近处的作业本，但可以看清远处的学生，由此我们知道她是远视眼。远视眼的晶状体太薄，屈光能力太弱，或者眼球的前后径过短，因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，在视网膜上形成一个模糊的光斑。为了矫正远视眼，使它能像正常眼那样把近处射来的平行光会聚到视网膜上，应该用适当的凸透镜做眼镜，因此选项A正确。此题是对新课标“了解凸透镜成像的应用”目标的落实。

答案：A

例题2  在探究近视眼视力矫正问题时用下左图的装置模拟眼睛，烧瓶中的着色液体相当于玻璃体，烧瓶左侧紧靠瓶壁的凸透镜相当于晶状体，右侧内壁相当于视网膜。右面的四幅图是一些同学描绘的矫正近视眼的方法和光路，其中能达到近视眼矫正目的的是（    ）

思路导航：近视眼产生的原因是由于晶状体太厚，屈光能力太强，成像在视网膜前方，矫正时利用凹透镜将光发散，从而使远处的物体在视网膜上成清晰的像。此题也是对新课标“了解凸透镜成像的应用”目标的落实。

答案：C

同步测试

1. 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30 cm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

2. 如图所示，一个光源放在凸透镜左边的焦点处，它发出的光经凸透镜后，有一束经过了右边的A点。

（1）用尺量出凸透镜的焦距，焦距为_________mm。（填整数）

（2）画出从光源发出的经过A点的光线。

3. 小明在做“研究凸透镜成像规律”的实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20 cm处，在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像。小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是（    ）

A.倒立放大的实像                  B.正立放大的虚像

C.倒立缩小的实像                 D.倒立等大的实像

4. （不定项选择）人眼好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，如图表示的是来自远处的光经小丽眼球的折光系统所得的光路示意图。下列分析正确的是（    ）

A. 小丽是近视眼                        B. 小丽是远视眼

C. 应利用凸透镜矫正                     D. 应利用凹透镜矫正

5. 黑龙江省大庆市市民曾发现东方冉冉升起的太阳周围出现了多个“小太阳”，太阳的上方还有一道美丽的彩虹（如图）。出现这种天象的原因主要是由于在特殊的天气条件下，云中竖直挂列着许多小冰晶（小冰晶相当于三棱镜）。

（1）天空出现的彩虹可以说明太阳光是一种_________（填“单色光”或“复色光”）。

（2）人们能够看到多个“小太阳”，是由于太阳光经小冰晶反射和__________后所形成的虚像。

6. 小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图所示：

（1）要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向________调整（选填“上”或“下”）；

（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15 cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是________cm；

（3）接着使烛焰向左移动5 cm，此时应该将光屏向________移到某一位置（选填“左”或“右”），才能在屏上得到倒立、________、清晰的实像（选填“放大”“缩小”或“等大”）。

7. 小猫在平静的池塘边欣赏自己在水中的像，下列图中正确的是（    ）

8. 小丽站在距离穿衣镜前0.5 m的地方照镜子，则镜中的像与小丽之间的距离是______m，小丽后退时，她在镜中的像的大小将_______。（填“变大”“变小”或“不变”）

9. 下列说法中，正确的是（    ）

A. 月亮是一个巨大的光源                  B. 光在真空中的传播速度是340 m／s

C. 影子的形成是由于光的直线传播          D. 漫反射不遵守光的反射规律

10. 如图所示的四种现象中，由于光的直线传播形成的是（    ）

1. D  解析：当前位置可以在光屏上得到与物体等大的像，说明物距在2倍焦距处，即焦距是15 cm。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30 cm处，则物距变为10 cm，小于焦距。根据凸透镜成像的特点可知，此时在光屏上是不成像的。此题是对新课标“探究并知道凸透镜成像的规律”目标的落实。

2. （1）35   （2）如下图所示。

解析：（1）根据“焦距”的定义，可以确定FO即为焦距的长，用刻度尺量出整数即可。（2）根据凸透镜对光的作用（通过凸透镜焦点入射的光线，经透镜后跟主光轴平行）可知，折射光线平行于主光轴。

又因要画的是“一束经过了右边的A点”的光线，所以我们在透镜的右侧过A点作一条平行于主光轴的直线，即为折射光线的位置。此题是对新课标“认识凸透镜的会聚作用”目标的落实。重在考查学生应用知识的能力，符合新课标的命题方向。

3. A  解析：由“在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像”可知，此时蜡烛在大于2倍焦距处，光屏在1倍焦距和2倍焦距之间；若“把点燃的蜡烛置于原来的光屏处”即蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，像应成在大于2倍焦距处，且为倒立放大的实像。

4. AD  解析：从题图可以看出，来自远处的光经小丽眼球的折光系统后，清晰的像成在视网膜的前方，说明她是近视眼，须用凹透镜矫正，所以应选A、D。此题是对新课标“了解近视眼和远视眼的成因与矫正办法”目标的落实。

5. （1）复色光   （2）折射 

解析：彩虹是由七种单色光组成的，所以说太阳光是一种复色光；小冰晶相当于三棱镜，对光起折射作用。

6. （1）下   （2）7.5   （3）左  缩小 

解析：（1）在“探究凸透镜成像的规律”时，为了让像成在光屏的中央，应该使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心大致在同一高度，所以应将光屏向下移动。（2）根据凸透镜成像规律可知，当物距等于二倍焦距时成等大的实像，故本题中透镜的焦距为7.5 cm。（3）若使烛焰向左移动5 cm，则物距变成20 cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像。另外根据凸透镜成像规律可知，若物距增大时，像距将减小，故应将光屏向左移动。

7. C  解析：“平静的池塘”相当于平面镜，反射面是水面，其成像特点符合平面镜成像特点，即①像与物到镜面的距离相等；②像与物的大小相等；③像与物左、右相反；④像与物的连线垂直于镜面，这4个特点可以用“像与物关于镜面对称”来概括，所以应选C。此题是对新课标“知道平面镜成像的特点”目标的落实。[来源:学科网ZXXK]

8. 1  不变 

解析：根据平面镜成像的特点可知：“像与物到镜面的距离相等”，所以像离镜面的距离也是0.5 m，因此像与小丽之间的距离s＝0.5 m＋0.5 m＝1 m；又由于“平面镜中的像与物大小相等”，所以不论小丽是后退还是前进，她在镜中的像的大小都将不变。此题也是对新课标“知道平面镜成像的特点”目标的落实。

9. C  解析：光源是指自身能够发光的物体，而月亮发光是因为它反射了太阳的光，月亮本身并不发光，所以它不是光源；光在真空中的传播速度是3×108 m／s；无论是镜面反射还是漫反射都遵守光的反射规律，所以A、B、D均错。当光在传播过程中遇到不透明的物体时，由于光是沿直线传播的，在物体后面光不能直接照射到的区域所形成的跟物体相似的黑暗部分就是影。所以C对。此题是对新课标“探究光在同种均匀介质中的传播特点及光的反射规律”目标的落实。

10. C  解析：选项A是光的折射现象；选项B、D是光的反射现象。手影的形成是因为光在均匀介质中是沿直线传播的。