2010中考物理一轮复习名师精品导学--光学专题
本知识板块分为两个单元。第一单元介绍了光的传播、反射、折射的规律和红外线、紫外线的应用等；第二单元介绍了透镜及其应用、眼睛和眼镜等。
光的反射定律、平面镜成像规律、折射规律、凸透镜成像规律是本知识板块的重点，并且在中考中占较大比例，大家在复习时要通过实验来加深理解，通过画图来提高熟练程度。
第1节 光的直线传播
一、重点考点
本知识点的重点是：会用光的直线传播解释一些自然现象，知道光在真空和某些介质中的速度。其中考查较多的是光的直线传播，多在选择题或填空题中出现。
二、中考常见题型
"光沿直线传播"的典型应用是：解释影子的形成、日食、月食、小孔成像等自然现象。
例1 （2009年株洲）晴天的正午时分，走在株洲长江 北路茂密的樟树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑，这是光的＿＿＿＿＿现象，光斑大小不同的原因是＿＿＿＿＿＿。
思路分析：地上留下大小不同的圆形光斑是小孔成像现象，小孔是树叶的缝隙，光屏是大地，光斑是太阳的像。形成的原理是"光在同种介质中沿直线传播"，但是，像的大小跟物距和像距有关，物距一定时，光屏到小孔的距离越大像越大。
答案：直线传播（小孔成像） 树叶缝隙到地面的距离不同
第2节 光的反射和平面镜成像
一、重点考点
本知识点的重点是：通过探究实验知道光的反射定律和平面镜成像规律，会画简单的光路图。
这部分知识为必考内容，主要在选择、画图和探究实验中出现，同学们在复习时要通过实验来加深理解，并且还要总结光路图的画法。
二、中考常见题型
反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。根据反射定律作图时，要首先确定法线。
例2 （2009年聊城）如图1所示，一束光线斜射到两个相互垂直的平面镜上，光线与平面镜A的夹角为60°。请在图中完成光路图，并标明由平面镜B反射后的光线与镜面夹角的大小。
思路分析：根据光的反射定律作图的主要依据是反射角等于入射角，所以先画法线（经过入射点且垂直于镜面）才能画出反射光线。因为两个平面镜垂直，所以最后的反射光线和最初的入射光线平行（同学们可以用数学知识证明），这个特点的主要应用是自行车尾灯。
答案：如图2。
根据平面镜成像特点作图的主要依据是：反射光线的反向延长线汇聚于像点，像和物体关于平面镜对称。作图时要特别注意光线的方向和线的虚实，另外还应该保留作图痕迹。
例3 （2009年威海）在图3中作出人看到小球的光路图。
思路分析：人能够看到小球，说明小球的反射光线进入了人的眼睛。作图时首先找到球的像（像和球的连线被平面镜垂直平分），再画反射光线，反射光线进入眼睛且其反向延长线经过像点，最后连接球和入射点作出入射光线。
答案：如图4。
三、易错易混题型
关于平面镜成像规律的探究实验可以挖掘很多"出题点"，大家可以通过如下的例题进行总结。
例4 （2008年昆明）图5是探究平面镜成像规律的实验装置，关于这个实验：（1）应选择＿＿＿＿＿＿（填"平面镜"或"平板玻璃"）来研究平面镜成像特点。（2）观察像时，会发现两个几乎重叠的像，这是＿＿＿＿＿造成的。（3）如果在像A'的位置放一个光屏，在光屏上＿＿＿＿（填"能"或"不能"）承接到像A'，说明平面镜成的像是＿＿＿＿像。（4）如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动，那么像的大小将＿＿＿＿（填"变大"、"变小"或"不变"）。（5）图6是小军本人，他在进行实验时，从镜中也观察到了自己的像。那么他在镜中看到自己的像应是图7中的＿＿＿＿（填序号）。
思路分析：在这个实验中：（1）用玻璃板代替平面镜，是因为既可以利用玻璃板反射成像又可以透过玻璃板看到后面的物体，便于确定像的位置。（2）因为玻璃板的前后两个面都会反射成像，所以能观察到两个像。玻璃越薄，两个像的距离越近，感觉玻璃板后的像位置偏离越小，所以玻璃板越薄越好。（3）因为平面镜成的像是虚像，所以用光屏承接不到。（4）因为像与物体始终等大，所以像的大小不变。（5）因为像和物体等大且关于平面镜对称，所以像与人的左右相反，上下不反，A是小军的像。
答案：（1）平板玻璃 （2）折射和反射（玻璃的两个面对光线反射形成两个像） （3）不能 虚 （4）不变 （5）A
关于探究实验中各个器材的作用，近年来已经成为考查的亮点，但是同学们感觉较难的是语言文字的组织，大家在复习时应该加强练习。
例5 （2009年潍坊）小明同学用如图8所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，光屏在实验中的作用是（写出两条）：
①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
思路分析：光通过纯净物质的传播路径观察不到，只有当光线通过烟雾（或浊液）发生了漫反射，或光线照射到粗糙物体表面发生了漫反射，并且有反射光线进入人的眼睛时，人才能感知到光的传播路径。本实验利用光屏是为了显示光的传播路径，若把光屏的一侧向后（或向前）折转，则承接不到反射光线，说明反射光线和入射光线共面。
答案：①显示光的传播路径 ②探究反射光线、入射光线和法线是否共面
第3节 光的折射
一、重点考点
本知识点的重点是：通过探究实验来掌握光的折射规律，并认识生活中光的折射现象。
根据光的折射规律作光路图和解释生活中光的折射现象，是中考的重点。
二、中考常见题型
光从一种介质斜射入另一种介质时，其偏折程度是由光在两种介质中传播的速度决定的。其规律是：无论是光从空气斜射入其他介质还是从其他介质斜射入空气，光在空气中的部分与法线的夹角总是较大。
例6 （2009年烟台）一束光线AO以与水面成30°的角斜射到水面。试在图9中画出光线AO经过水面后的光路图。
思路分析：凡是根据反射规律或折射规律作图，都是把法线作为参照物，所以都需要先画法线。然后根据反射角等于入射角画出反射光线，根据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角画出折射光线。
答案：如图10所示。
三、易错易混题型
如果光线穿过玻璃板，则最终出来的折射光线与入射光线平行。当光线经过三棱镜或透镜时，光线都是向透镜较厚的一侧偏折。
例7 （2008年成都）如图11所示，一束单色光从空气射到玻璃三棱镜的AB面，请画出从AC面出射的折射光线。
思路分析：入射光线从空气斜射入玻璃时，折射光线靠近法线，即折射角小于入射角。当光从玻璃斜射入空气时，折射光线远离法线，即折射角大于入射角。
答案：如图12所示。
第4节 光的色散和看不见的光
一、重点考点
本知识点的重点是：知道白光的组成和色光的组合规律，了解红外线和紫外线在生活中的应用。有关本知识点的考查大多是选择题或填空题。
二、中考常见题型
透明物体的颜色由透过它的色光决定，不透明物体的颜色由它反射的色光决定。白光由各种色光组成，白色物体可以反射各种色光，当某物体对各种色光都不反射时它将呈黑色。
例8 （2009年太原）在无其他任何光源的情况下，舞台追光灯发出的红光，照在穿白上衣、绿裙子的演员身上，观众看到她的上衣是＿＿＿＿色，裙子是＿＿＿＿色。
思路分析：白色物体可以反射各种色光，所以白上衣可以反射红光呈现红色；绿裙子只能反射绿光，不能反射红光，所以呈现黑色。
答案：红 黑
三、综合应用题型
光学现象在生活中的应用非常广泛，大家要多收集实例且加强理解，掌握课本上介绍的例子也是复习的捷径。
例9 （2009年临沂）如图13所示，对下列光学现象的描述或解释错误的是（ ）
A．图a中漫反射的光线尽管杂乱无章，但每条光线仍然遵循光的反射定律
B．图b中木工师傅观察木板是否平整，是利用了光的直线传播特点
C．图c所示为海市蜃楼景象，是由光的反射现象造成的
D．图d所示是太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况
思路分析：所有的反射都遵循反射定律，漫反射的光线杂乱无章，是因入射点不在同一平面所致，所以A正确；如果木板面或棱不在一条直线上，能看到某处较暗或较亮，这是利用了光的直线传播，B正确；太阳光经过三棱镜色散时红光的折射程度最小，依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，D正确；海市蜃楼（如马路上好像有水）属于光的折射现象。选C。
第5节 透镜
一、重点考点
本知识点的重点是：知道透镜有关的概念（主光轴、光心、焦点、焦距等），了解凸透镜和凹透镜对光的折射规律。考查最多的是凸透镜（凹透镜）的三条特殊光线的画法。
二、中考常见题型
复习时要重点总结凸透镜和凹透镜的特殊光线的传播规律：若入射光线通过光心，则传播方向不变；若透镜一侧的光线平行于主光轴，另一侧的光线（的延长线或反向延长线）经过焦点。
例10 （2009年泉州）请你完成图14的光路图。
思路分析：光线经过透镜时，都是向较厚的一侧偏折，凸透镜的中间厚，光线向中间会聚。若入射光线平行于主光轴，则折射光线经过焦点；若入射光线经过焦点时，则折射光线平行于主光轴。其实这两条光线的折射原理相同，可以用光路可逆来解释。
答案：如图15所示。
三、易错易混题型
有些题为了考查同学们的分析概括能力和对知识的运用能力，往往列举一些实例，要求找出其中共同的道理。分析时一定要首先把这些现象中的物理模型概括出来。
例11 请看下面三个材料，如图16所示：
（1）塑料大棚上积水会烧坏棚内的蔬菜。
（2）为了防止森林火灾，在森林里不允许随地丢弃透明的装饮料的塑料瓶。
（3）我们的祖先用冰透镜向日取火。
请问：以上三个材料都蕴涵了一个什么物理道理？
思路分析：由于塑料薄膜上的积水形成一个大凸透镜，对太阳光有会聚作用，会聚后的阳光强度增加，会烧坏棚内的蔬菜；饮料瓶内存有雨水后其作用相当于凸透镜，晴天时这些盛水的饮料瓶对太阳光有会聚作用，易导致局部高温而引起森林火灾；我们的祖先用冰凸透镜会聚太阳光来取火。
答案：凸透镜对光有会聚作用。
第6节 凸透镜成像规律和生活中的透镜
一、重点考点
本知识点的重点是：通过实验知道凸透镜的成像规律，知道凸透镜在生活中的应用。
这部分是中招考试必考内容，也是难点，大家应该在实验的基础上加深理解并能熟练运用。
二、中考常见题型
考查凸透镜成像的题型多种多样，但是所有题型都要根据以下成像规律解答。
物距u 像距v 像的倒正像的大小像的虚实应用 u>2f f<V<u2f 倒立放大实像投影仪 u
（1）造成这一现象的原因是＿＿＿＿＿＿＿。
（2）为了使像能成在光屏的中央，她应把蜡烛向＿＿＿＿（填"上"或"下"）调；调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向＿＿＿＿（填"左"或"右"）移动。
（3）若想从光屏一侧透过透镜看到蜡烛正立的像，可将物体放在＿＿＿＿（填字母符号）点。
思路分析：（1）为了清晰观察烛焰完整的像，要求像成在光屏中央，为此要使烛焰中心、透镜中心、光屏中心在同一水平线上。（2）因为凸透镜所成的实像上下左右都颠倒，像在光屏上偏高，可以向上移动蜡烛或向下移动透镜；如果f＜u＜2f，则v＞2f，所以物体在A点时像应在H点右侧。（3）当u＜f时，成正立放大的虚像。
答案：（1）烛焰中心、透镜中心和光屏中心不在同一水平线上 （2）上 右 （3）B
根据凸透镜成像规律作图历来都是同学们认为的难点，大家在作图时应该首先考虑凸透镜的三条特殊光线。
例13 （2009年南昌）如图18所示，是探究凸透镜成像规律实验时，光屏上所得到的像。请你在图上大致画出其所对应的物体。
思路分析：我们见到较多的是由物体画出物体的像的位置，但本题打破了常规。画图时要首先找特殊光线；若折射光线过焦点，则入射光线平行于主光轴；过光心的光线传播方向不变。所以可以根据这两条特殊光线确定物体的位置。画图时要注意光线的传播方向。
答案：如图19所示。
第7节 眼睛和眼镜
一、重点考点
本知识点的重点是：了解眼睛的成像原理，知道近视眼和远视眼的成因与矫正措施。
这部分内容因为和同学们的学习生活息息相关，所以在中招试题中出现的概率也很高。
二、中考常见题型
近视眼是由于眼睛晶状体太厚折光能力变强，或者眼球太长，使来自远处某点的光会聚在视网膜前；远视眼是由于眼睛晶状体太薄折光能力太弱，或眼球太短，使来自近处某点的光线没有会聚成一点就达到视网膜。这两种情况下，光线都不是在视网膜上会聚，所以视网膜上都不能成清晰的像。
例14 （2009年莆田）如图20，所列情形中与近视眼矫正相符的是（ ）
思路分析：A图显示光在视网膜前会聚，所以是近视眼，应该戴适应度的凹透镜，让光线先发散再经过晶状体，使像刚好成在视网膜上，所以B是矫正近视眼的光路。C图显示光线在视网膜后会聚，所以是远视眼，应该戴适度的凸透镜，让光线先会聚再经过晶状体，使像刚好成在视网膜上，所以D是矫正远视眼的光路。选B。
现在的试题注重对同学们能力的考查，其中对"知识的迁移能力"的考查是要求较高的试题。
三、综合应用题型
眼睛的晶状体本身是一个凸透镜，遵循凸透镜成像规律。凸透镜的凸度越大，其折光能力越强；凸度越小，折光能力越弱。近视和远视的成因之一就是晶状体的凸度的变化。
例15 （2009年贵阳）在探究近视眼的形成原因和矫正方法是，冰蓉同学选择了如下器材：蜡烛（模拟所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连）、光屏（模拟人眼视网膜）、光具座等。（注：水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节）
（1）她安装并调整好实验装置，如图21所示，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像；当向水透镜内注入水，使透镜更凸后，发现光屏上已无烛焰清晰的像，若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应在水凸透镜前放置一块＿＿＿＿透镜；若撤去放置的透镜，应将光屏＿＿＿＿＿（填"靠近"或"远离"）水凸透镜，才能得到清晰的像。
（2）据此实验，可知近视眼的形成原因是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
思路分析：当向水凸透镜注水时，其凸度变大，折光能力变强，像向靠近透镜方向移动。若把水透镜前放一个凹透镜使光发散一下，让光线"会聚"和"发散"的程度相互抵消，则像刚好成在光屏上。因为像向靠近透镜方向移动了，让光屏靠近透镜也能得到清晰的像。根据以上实验可知近视眼是因晶状体的凸度变大、折光能力变强所致。
答案：（1）凹 靠近 （2）晶状体较正常人更凸，晶状体对光的偏折能力变强
例16 （2009年自贡）如图22所示，东东在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。东东对产生的原因进行了思考，受此启发，在测量凸透镜的焦距时，东东想：如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、紫光对凸透镜的焦距是否相同呢？你的推断：＿＿＿＿色光对凸透镜的焦距大。理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
思路分析：不同颜色的光在玻璃和空气界面发生的偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。凸透镜相当于两个三棱镜的组合，平行于主光轴的光经过凸透镜时偏折程度越小，会聚点距光心的距离越远，那么透镜的焦距越大。
答案：红 凸透镜（或三棱镜）对红光的偏折（或折射）程度小
参考资料：中考物理复习资料