初中光學(xué)實(shí)驗(yàn)與中考試題研究

王建新

本文研究對(duì)象是蘇科版（江蘇科學(xué)技術(shù)出版社）八年級(jí)物理教材中的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，中考試題以2013-2015年江蘇省13市中考卷光學(xué)實(shí)驗(yàn)試題為例.光學(xué)部分內(nèi)容在蘇科版第三章光現(xiàn)象，按內(nèi)容分為光的色彩，人眼看不見的光，光的直線傳播，平面鏡，光的反射；第四章光的折射、透鏡，按內(nèi)容分為光的折射，透鏡，凸透鏡成像的規(guī)律，照相機(jī)與眼球、視力的矯正，望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡.為便于教學(xué)和評(píng)估，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》附錄1給出了20個(gè)必做實(shí)驗(yàn)，其中光學(xué)部分有3個(gè)，即探究光的反射規(guī)律，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系，探究凸透鏡成像規(guī)律，表1為2014年江蘇13市物理中考卷中出現(xiàn)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)按光現(xiàn)象（光的直線傳播，光的反射，光的折射）、平面鏡成像、凸透鏡成像三大板塊統(tǒng)計(jì)表.

分析表1，可以看出各地對(duì)光學(xué)的考查絕大多數(shù)是從三大板塊實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，考查的總分值不盡相同，最少5分，最多12分，平均9分，部分市缺考某塊內(nèi)容，如連云港市、無錫市、鎮(zhèn)江市沒考平面鏡成像，淮安市沒考凸透鏡成像.由此可知，做好三個(gè)光學(xué)必做實(shí)驗(yàn)，對(duì)提高學(xué)生的中考成績有其現(xiàn)實(shí)意義.

下面從光學(xué)實(shí)驗(yàn)角度，結(jié)合近三年中考試題，分析中考是如何進(jìn)行光學(xué)知識(shí)考查的，以期減少學(xué)生做題數(shù)量，減輕學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，提高教學(xué)質(zhì)量.

1光現(xiàn)象

1.1透鏡的三條特殊光線

三條光線之所以特殊，是這三條光線與透鏡的主軸、光心和焦點(diǎn)有確定的位置關(guān)系，便于用作圖題形式，考查學(xué)生是否知道凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用：跟主光軸平行的入射光線，經(jīng)過透鏡折射后，折射光線或折射光線的反向延長線通過透鏡焦點(diǎn)；通過透鏡光心的光線傳播方向不變；入射光線或入射光線的延長線通過焦點(diǎn)，經(jīng)過透鏡折射后，折射光線與主光軸平行.為了方便記憶，概括為：（1）平行主光軸的光線，通過焦點(diǎn)；（2）通過光心的光線，方向不變；（3）通過焦點(diǎn)的光線，平行主光軸.中考題以考查凸透鏡為主，凹透鏡一般作為對(duì)比學(xué)習(xí)用，很少考查.

例題1（2014年連云港）如圖1所示，F(xiàn)為凸透鏡的焦點(diǎn)，O為光心，請(qǐng)畫出入射光線所對(duì)應(yīng)的折射光線.

考點(diǎn)凸透鏡的三條特殊光線.

分析過焦點(diǎn)的入射光線經(jīng)過凸透鏡折射后，折射光線平行于主光軸；過光心的入射光線其傳播方向不變，由此可以得到兩條折射光線.

故答案為：如圖2所示.

點(diǎn)評(píng)畫光路圖時(shí)，要知道光線傳播規(guī)律，注意細(xì)節(jié)，如實(shí)線與虛線；光線的箭頭；相關(guān)的輔助線等.

1.2影子、倒影、攝影的區(qū)別

影子是光在直線傳播過程中遇到不透明物體，在物體后面形成的光照不到的區(qū)域；倒影是來自物體的光通過平靜水面的反射，形成物體的正立等大的虛像，平靜的水面相當(dāng)于平面鏡，物體與平面鏡相垂直，所以像與物的位置關(guān)系是倒立關(guān)系，此時(shí)的像叫做倒影；攝影是來自物體的光通過凸透鏡折射，形成物體的倒立縮小的實(shí)像.

例題2（2013年淮安）如圖3所示的四種現(xiàn)象中，由光的直線傳播形成的是

考點(diǎn)光的直線傳播，光的反射，光的折射.

分析A.樹蔭下的圓形“光斑”，是小孔成像，由光的直線傳播形成；

B.山巒在水中的“倒影”，是平面鏡成像，由光的反射形成；

C.河水看下去“較淺”，是光的折射形成的；

D.鋼勺在水面處“折斷”，是光的折射形成的.

故答案為：A.

點(diǎn)評(píng)題干中的關(guān)鍵詞，光斑是像，倒影也是像，較淺，折[JP3]斷是光傳播時(shí)方向發(fā)生了改變，要理解三種光現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.

1.3實(shí)像與虛像的異同

異：（1）實(shí)像由實(shí)際的光線會(huì)聚而成，虛像由實(shí)際光線的反向延長線會(huì)聚而成；（2）實(shí)像能在光屏上呈現(xiàn)，虛像不能在光屏上呈現(xiàn)；（3）實(shí)像都是倒立的，虛像都是正立的；（4）實(shí)像在反射成像中，像、物處于鏡面同側(cè)；在折射成像中，像、物處于透鏡異側(cè).虛像在反射成像中，像、物處于鏡面異側(cè)；在折射成像中，像物處于透鏡同側(cè).同： 實(shí)像和虛像都能被眼睛看到.

幾乎沒有單獨(dú)考查實(shí)像與虛像的中考題，對(duì)此的考查往往滲透在光學(xué)部分考題中的某一小問里，但三種光現(xiàn)象中像的性質(zhì)要分清楚，小孔成像成倒立的實(shí)像，大小隨物距、像距和物體本身大小而變化，平面鏡成像成正立等大的虛像，凸透鏡成像可以是倒立的實(shí)像，也可以是正立的虛像，大小隨物距與焦距大小關(guān)系而變化.