中考物理光學(xué)重難點(diǎn)精講例析

徐學(xué)虎

初中物理光學(xué)知識(shí)可分為光的直線傳播、光的反射和折射、透鏡及其應(yīng)用三大部分內(nèi)容，本章的重難點(diǎn)，可概括為“一、二、三、四、五”，即一個(gè)熱點(diǎn)、兩種鏡子、三類規(guī)律、四種光路、五個(gè)儀器。利用上述口訣能使本單元重難點(diǎn)形成一個(gè)易于梳理的知識(shí)系統(tǒng)。

一、一個(gè)熱點(diǎn)：眼睛和眼鏡

青少年的近視問題日益成為社會(huì)焦點(diǎn)，眼睛和眼鏡自然就成了中考命題的熱點(diǎn)。中考主要考查眼睛成像原理，近視眼和遠(yuǎn)視眼的形成原因及其矯正方法。

例1： （2013年 江蘇省淮安市）人的眼睛像一架神奇的照相機(jī)，晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭（凸透鏡），視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片。若來自近處物體的光線，經(jīng)晶狀體折射后成像情況如圖1所示，則正確的說法是（ ）。

A. 該眼是近視眼，應(yīng)配戴凹透鏡矯正

B. 該眼是近視眼，應(yīng)配戴凸透鏡矯正

C. 該眼是遠(yuǎn)視眼，應(yīng)配戴凹透鏡矯正

D. 該眼是遠(yuǎn)視眼，應(yīng)配戴凸透鏡矯正

解析：人眼的晶狀體相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。遠(yuǎn)視眼是由于晶狀體太薄，折光能力太弱，來自遠(yuǎn)處的光線經(jīng)過折射后不能會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，而是會(huì)聚在視網(wǎng)膜后。所以要想讓來自遠(yuǎn)處的物體的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，應(yīng)在眼睛前面放一個(gè)能使光線會(huì)聚的凸透鏡，使入射的光線經(jīng)過凸透鏡后變得會(huì)聚些，再進(jìn)入眼睛，便能使像會(huì)聚在視網(wǎng)膜上。

答案：D。

二、 兩種光學(xué)鏡子的成像特點(diǎn)

平面鏡成像特點(diǎn)是“對(duì)稱”。即物像等大、物像等距、物像連線垂直于鏡面、物像左右相反。凸透鏡成像要明確“三個(gè)區(qū)域”（物所在的三個(gè)區(qū)域和對(duì)應(yīng)的像所在的區(qū)域）和“兩個(gè)分界點(diǎn)”（焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)，二倍焦距處是成放大實(shí)像和縮小實(shí)像的分界點(diǎn)），以及物像的變化關(guān)系（物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小）。

例2：（2013年 四川省成都市） 小涵站在平面鏡前0.5 m處觀察自己在鏡中的像，像到平面鏡的距離是 m。她向后退的過程中，像的大小 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。

解析：物體在平面鏡中成像，物、像到平面鏡距離相等，像的大小只跟物體大小有關(guān)，跟平面鏡大小和物體到平面鏡的距離無關(guān)。但是我們遠(yuǎn)離平面鏡時(shí)，看到自己在平面鏡中的像變小，是因?yàn)檠劬聪竦囊暯亲冃。a(chǎn)生了錯(cuò)覺，像的實(shí)際大小是沒有發(fā)生變化的。

答案：0.5；不變。

例3：（2013年 山東省日照市）圖2是小芳同學(xué)探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）在實(shí)驗(yàn)中用透明的玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點(diǎn)，便于 。

（2）在豎立的玻璃板前放一支點(diǎn)燃的蠟燭M，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像。小明拿另一支大小相同的蠟燭N在玻璃板后面移動(dòng)。直到它跟蠟燭M的像完全重合。由此可以得出的結(jié)論是 。

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小芳同學(xué)應(yīng)在 （填“M”或“N”）側(cè)觀察蠟燭M經(jīng)玻璃板所成的像。

（4）細(xì)心的小芳透過玻璃觀察蠟燭M的像時(shí)，看到在像的后面還有一個(gè)較模糊，與像有部分重疊的像，出現(xiàn)兩個(gè)像的原因是 。

（5）經(jīng)過三次實(shí)驗(yàn)，記錄的像A′、B′、C′與物A、B、C對(duì)應(yīng)的位置如圖3所示。為了得到更多的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，接下來小明應(yīng)該進(jìn)行的操作是 。

解析：（1）利用玻璃板透明的特點(diǎn)，可以觀察到玻璃板的另一側(cè)，便于找到像的位置。（2）另外一支相同的蠟燭與豎立在玻璃板前面點(diǎn)燃的蠟燭的像能完全重合，可知蠟燭和它成的像大小相等。（3）根據(jù)平面鏡所成的像是虛像的特點(diǎn)，應(yīng)在物體一側(cè)觀察。（4）玻璃的兩面都能反射光，利用光的反射現(xiàn)象可知能成兩個(gè)像，從這個(gè)角度去分析此題。（5）平面鏡成像的特點(diǎn)是物像等大、等距、連線與鏡面垂直，據(jù)此分析實(shí)驗(yàn)的操作步驟。

答案：（1）確定像的位置。（2）像和物大小相等。 （3）M。（4）玻璃板比較厚，蠟燭經(jīng)過兩個(gè)反射面都會(huì)形成像。（5）連接對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)和物點(diǎn)，判斷連線是否和鏡面垂直；測(cè)出像點(diǎn)和物點(diǎn)到玻璃板的距離并進(jìn)行比較 。

例4：（2012年 四川省自貢市） 物體從距凸透鏡12 cm移到距凸透鏡18 cm的過程中，調(diào)整光屏的位置，總能在光屏上得到倒立放大的像，此凸透鏡的焦距可能是（ ）。

A. 6 cm B. 10 cm C. 16 cm D. 20 cm

解析：由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物體在凸透鏡前移動(dòng)，在光屏上總能得到倒立放大的像時(shí)，說明物距大于一倍焦距，小于兩倍焦距，即f<12 cm<2 f，且f<18 cm<2 f，綜上所述：9 cm答案：B。

三、三類基本規(guī)律的簡(jiǎn)單應(yīng)用

三類規(guī)律是：

（1）光在同種均勻介質(zhì)中的直線傳播規(guī)律。

（2）光傳播到兩種介質(zhì)分界面時(shí)的反射規(guī)律。光的反射規(guī)律的表述要注意因果關(guān)系：入射是“因”，反射是“果”，所以不能把“反射角等于入射角”說成“入射角等于反射角”。光的反射分為鏡面反射和漫反射兩類。

（3）光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)的折射規(guī)律。在分析折射現(xiàn)象時(shí)要注意“在空氣中的角大”。在光的反射和折射中，光路是可逆的。

例5：（2012年 江蘇省揚(yáng)州市）下列四種現(xiàn)象中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（ ）。

A. 景物在鏡中成像 B. 勺柄在水面“斷開”

C. 拱橋在水中的倒影 D. 蠟燭通過小孔成像

解析：A和C都是平面鏡成像，是光的反射形成的；D，小孔成像是由于光的直線傳播形成的；B，勺柄在水面“折斷”是由于光的折射造成的。

答案：B。

例6： （2013年 湖南省岳陽市）關(guān)于光現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）。

A. 漫反射不遵循光的反射定律

B. 照相時(shí)，被照者應(yīng)站在鏡頭二倍焦距之外

C. 近視眼鏡是凸透鏡

D. 放大鏡能成正立、放大的實(shí)像

解析：A，漫反射和鏡面反射都遵循光的反射定律，故A錯(cuò)誤。B，照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，膠片相當(dāng)于光屏。被照的物體和凸透鏡的距離大于2倍焦距，在膠片上能得到倒立、縮小的實(shí)像，故B正確。C，近視眼鏡是凹透鏡，故C錯(cuò)誤。D，當(dāng)u答案：B。

四、 四種光路的規(guī)范作圖

光學(xué)作圖是中考經(jīng)常考的內(nèi)容。主要有反射光路圖、平面鏡成像光路圖、折射光路圖、凸透鏡的三條特殊光線光路圖。作光的反射、折射光路圖時(shí)要注意角的大小關(guān)系，作平面鏡、凸透鏡成像光路圖時(shí)要注意實(shí)像用實(shí)線畫，虛像用虛線畫。

例7：（2011年 遼寧省鞍山市）將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面，如圖4所示，請(qǐng)畫出這束光線在水中傳播最后射出水面的光路圖。

解析：因入射光線垂直于水面，所以不改變傳播方向，光線會(huì)沿直線射到水中的平面鏡上，然后遵循光的反射規(guī)律被平面鏡反射，反射光線傳播到水和空氣的分界面時(shí)，因是從水中斜射入空氣中，所以又發(fā)生了折射，空氣中的折射角大于水中的入射角。

答案：如圖5。

例8 ：（2011年 四川省廣安市）在圖6中作出物體AB在平面鏡MN中所成的虛像A′、B′。

解析：找出線段上兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)A、B，利用平面鏡成像的特點(diǎn)作出它們?cè)谄矫骁R中的像點(diǎn)A′、B′后，再將A′、B′點(diǎn)用虛線連接起來即可。

答案：如圖7所示。

例9：（2011年 江蘇省揚(yáng)州市）如圖8所示，在圖中畫出通過透鏡后的折射光線。

解析：凸透鏡可以使平行于主光軸的光線會(huì)聚于凸透鏡另一側(cè)的焦點(diǎn)處，而凹透鏡可以使平行于主光軸的光線在另一側(cè)發(fā)散。且發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線一定是會(huì)聚于另一側(cè)的焦點(diǎn)。

答案：如圖9所示。

五、 五種光學(xué)儀器的成像原理

照相機(jī)、投影儀、放大鏡都是凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，而顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡都是兩個(gè)透鏡的組合，中考中一般考查它們的成像原理。顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡僅在個(gè)別省市中考題中出現(xiàn)過，考查的概率很小。

例10：（2013年 江蘇省常州市） 2012年12月13日，“嫦娥二號(hào)”探測(cè)器與“戰(zhàn)神”小行星擦身而過，如圖10，按照從左到右的次序，探測(cè)器上的照相機(jī)先后拍攝了一組照片（鏡頭的焦距不變）。對(duì)此過程，下列說法中正確的是（ ）。

A. 小行星與探測(cè)器的距離逐漸變小，鏡頭與像的距離逐漸變小

B. 小行星與探測(cè)器的距離逐漸變小，鏡頭與像的距離逐漸變大

C. 小行星與探測(cè)器的距離逐漸變大，鏡頭與像的距離逐漸變小

D. 小行星與探測(cè)器的距離逐漸變大，鏡頭與像的距離逐漸變大

解析：照相機(jī)是利用凸透鏡成像規(guī)律制成的。照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，底片相當(dāng)于光屏。凸透鏡成像時(shí)物和像的變化關(guān)系是“物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小”。所以當(dāng)像變小時(shí)，像距也變小，物距就變大。

答案：C。

總之，希望同學(xué)們?cè)谥锌紡?fù)習(xí)中能注重歸類題型，總結(jié)方法，尋找規(guī)律，抓住重點(diǎn)、難點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率，從而取得更好的復(fù)習(xí)效果！