专题04 透镜及其应用（同步练习）-2024-2025学年物理中考专项复习讲练训练（苏科版）

专题03 透镜及其应用 新课标对单元考点要求 1.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 2.探究并了解凸透镜成像的规律。 3.了解凸透镜成像规律的应用。 单元知识思维导图 【一、光的折射概念及现象】 2 【二、光的折射路径】 5 【三、海市蜃楼和大气层对光的折射】 7 【四、容器中加水导致光斑移动变化】 9 【五、光的折射画图】 10 【六、区分凸透镜与凹透镜】 12 【七、凸透镜与凹透镜对光的作用】 13 【八、焦距、焦点、主光轴的辨析】 15 【九、凸透镜与凹透镜的光路画图】 18 【十、凸透镜成像的知识理解】 20 【十一、凸透镜成像的动态变化问题】 22 【十二、凸透镜成像的应用】 25 【十三、探究凸透镜成像规律】 28 【十四、视物原理及矫正】 32 【十五、望远镜与显微镜】 35 考点：光的折射 1. 光的折射规律 （1）共面：________、________和________在同一平面 内。 （2）异侧：折射光线、入射光线分别位于________的两侧。 （3）角不相等。 ①定性：分空气射入其他透明介质和从其它透明介质中射入空气两种情况。 ②变性：折射角随着入射角的增大而________。 2.可逆性：在折射现象中，光路是________的。 【一、光的折射概念及现象】 【题型1】（24-25八年级上·福建福州·期中）下列成语描绘的景象，由于光的折射形成的是（    ） A．杯弓蛇影 B．一叶障目 C．凿壁偷光 D．海市蜃楼 【变式1-1】（24-25八年级上·福建龙岩·期中）如图所示，大海上或沙漠上，本该在地平线上看到的高楼大厦、城市景像出现在空中，这种现象叫“海市蜃楼”，出现“海市蜃楼”的原因是（    ） A．光在云层中发生了反射 B．光在海面上发生了反射 C．光在不均匀的大气中发生了折射 D．高楼大厦在水中发生了镜面反射 【变式1-2】（22-23八年级上·四川乐山·期中）下列光现象是由光的折射形成的是（　　） A．国家大剧院的倒影 B．水中月 C．日环食 D．海市蜃楼 【变式1-3】（2024·山东济南·模拟预测）海市蜃楼是一种罕见的光学现象，它的形成是由于（　　） A．光的折射 B．光的反射 C．光的直线传播 D．光的镜面反射 【变式1-4】（2024·云南楚雄·模拟预测）如图所示的光现象中，由光的折射形成的是（　　） A．用潜望镜观察物体 B．树林中的光柱 C．玉龙雪山荷塘中荷花的倒影 D．空中彩虹 【变式1-5】（23-24九年级下·江西赣州·期中）如图所示是2023年杭州亚运会的一些场景，其中与光的折射有关的是（　　） A．观众看到游泳馆清澈的池底 B．射击运动员瞄准靶心 C．皮划艇运动员在水中的倒影 D．田径运动员在地面上的影子 【变式1-6】（2024·湖北·三模）下列现象中，由于光的折射而引起的是（    ） A．日食 B．水中倒影 C．海市蜃楼 D．水面波光粼粼 【变式1-7】（2024·辽宁·中考真题）如图，斜插入水中的筷子，看起来弯折了的原因是（　　） A．光沿直线传播 B．光的反射 C．光的色散 D．光的折射 【二、光的折射路径】 【题型2】（24-25八年级上·陕西西安·期中）如图所示，暑假期间，小刚和爷爷到湖里去叉鱼。鱼儿在清澈的水中游动，当他沿着看见鱼的方向去叉它，却叉不到。在图所示的光路图中，能正确说明叉不到鱼原因的是（　　） A． B． C． D． 【变式2-1】（22-23八年级上·湖北武汉·阶段练习）小超在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处时，眼睛刚好看不到它。另一位同学慢慢往碗中倒水时，小超在该处又看到硬币。这种现象可以用下列哪个光路图来解释（　　）    A．   B．   C．   D．   【变式2-2】（23-24八年级上·江苏南通·阶段练习）如图，两名花样游泳运动员潜入水中，她们从水中仰头看到游泳池上空悬挂的条幅，下列光路图正确的是（　　） A．B． C． D． 【变式2-3】（23-24八年级上·广东珠海·期末）如图所示，分别是人站在岸上看水中的鱼和人在水中看空中的飞机，人眼看到的虚像与真实的位置不同，下图能解释此现象的是（    ） A． B． C． D． 【变式2-4】（23-24八年级上·江西九江·期中）如图所示，MN为水面，PQ为法线，水面下A处有潜水员，水面上方B、C处分别有小明和小红。他们三人都通过水面相互观察，以下说法正确的是（　　） A．小明看到小红的像是由于光的反射形成的 B．潜水员看到小明的像是由于光的折射形成的 C．小明观察小红的像所对应的光路中，BO是入射光线 D．小明观察潜水员的像所对应的光路中，折射角为37° 【变式2-5】（23-24八年级上·山东济宁·期末）当代中国，技术日新月异，无人机已经走进千家万户。当一架无人机掠过水面时，岸边的人可以在水中看到无人机的倒影，其成像光路图正确的是 （选填图“甲”或“乙”或“丙”或“丁”）；在水中潜游的人可以看到无人机的像，其成像光路图正确的是 （选填图“A”或“B”或“C”或“D”）。 A．B．C．D． 【变式2-6】（23-24八年级上·广东湛江·期末）如图所示，潜水员在水下看岸上的树，潜水员看到的树是 （选填“实像”或者“虚像”），比实际位置要 （选填“高”或者“低”），这是光的 （选填“反射”或“折射”）现象。 【三、海市蜃楼和大气层对光的折射】 【题型3】（23-24八年级上·河南郑州·期末）在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有海市蜃楼的记载，海市蜃楼是怎样发生的？如下图，光在同种均匀的介质中沿直线传播，如果介质 ，光就不会沿直线传播，而会发生 （请填写专业的物理术语），海市蜃楼就是由光的这种现象产生的。 【变式3-1】（2022·山东济南·模拟预测）试解释下面图所发生的“奇妙现象”：沙漠的空中遇见高大白马；水面折断了花枝。其中“沙漠的空中遇见高大白马”与“水面折断了花枝”的产生原因是 的（填相同或不同），都是由于 造成的。 【变式3-2】（22-23八年级上·山东青岛·期末）天气奇观。    11月21日，内蒙古呼伦贝尔，有市民发现天空出现三个太阳，该现象称作“幻日”现象，是大气的一种光学现象，在天空半透明的薄云里面，飘浮了许多六角形柱状的冰晶体，光从空气进入冰晶发生 ，从而出现“幻日”现象。“幻日”现象和海市蜃楼现象的产生原理是 （填“相同”或“不同”）的。 【变式3-3】（21-22八年级上·福建三明·期中）早晨，我们看见太阳的视位置比它的实际位置要 （选填“高”或“低”）一些，这是光的 现象。 【变式3-4】（2023·陕西西安·二模）“东方红、太阳升”描述太阳刚刚升起的情景，但我们看到的并非是实际的太阳，而是光线经过密度不均匀大气时发生了 （选填“反射”或“折射”）而形成的虚像。“坐井观天，所见甚小”，这是光在空气中 形成的。我们能从各个方向看见不发光的物体，是由于发生了 反射。 【四、容器中加水导致光斑移动变化】 【题型4】（23-24八年级上·黑龙江大庆·期中）如图所示，一束光线斜射入容器中，在P处形成一光斑，再向容器里逐渐水，直到加满的过程中，光斑将（　　） A．向左移动后静止 B．先向左移动再向右移动 C．向右移动后静止 D．仍在原来位置 【变式4-1】（2022·广东佛山·一模）如图所示，一束激光由空气射入装有水的容器中，折射后射在容器底部的B点，利用注射器将容器中的水取走一部分，其他条件不变，则激光射在容器底部的位置（　　） A．仍在B点 B．A、B两点之间 C．B、C两点之间 D．C、D两点之间 【变式4-2】（21-22八年级上·福建厦门·期中）如图所示，一束光线斜射入装满水的容器中，在容器底部形成光斑，将容器的水逐渐放出的过程中，光斑将（　　） A．向左移动后静止B．向右移动后静止 C．先向左移动再向右移动 D．仍在原来位置 【变式4-3】（22-23八年级上·河北石家庄·期中）用如图所示的装置探究“光的折射特点”。让光束沿AO方向射入杯中时，此时入射角 （选填“大于”、“小于”或“等于”）折射角；当入射角增大时，折射角 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑将会向 （选填“左”或“右”）移动。画出光线AO的大致传播路径 。 【五、光的折射画图】 【题型5】（24-25八年级上·福建龙岩·期中）如图所示，一束光沿AO从空气斜射入水中，请画出反射光线和折射光线的大致方向。 【变式5-1】（2024·江苏徐州·三模）如图所示，OA是折射光线，OA与水面夹角为50°，画出入射光线并标出入射角（用字母a表示）。 【变式5-2】（2023·四川乐山·中考真题）如图所示，一条光线从水中斜射向水面时发生了折射，OA为折射光线，请在图中作出大致的入射光线并标出折射角的度数。 【变式5-3】（2024九年级下·河南安阳·学业考试）如图所示，是一束光线在空气中反射后的反射光线，在图中画出入射光线及其折射光线的大致方向。 【变式5-4】（24-25八年级上·江苏无锡·期中）眼睛在B处观察水中物体A，在A′处看到物体的像，如图所示，请在图中画出折射光路图。 【变式5-5】（24-25八年级上·安徽六安·期中）如图所示，一条光线从空气射入一块玻璃砖中，请根据光的折射规律画出光射入玻璃砖和从玻璃砖射出的大致光路。 考点：透镜及透镜作图 1.透镜的分类：________________和________________。 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜； 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。 2.有关透镜的科学术语： 主光轴，光心，焦点（F），焦距（f）， 3.透镜对光线的作用。凸透镜对光线有会聚作用，又叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，又叫发散透镜。 4.三条特殊光线：（如图所示，比较两透镜的异同） （1）凸透镜 A.平行主光轴的光线——通过焦点； B.通过焦点的光线——平行于主光轴； C.通过光心的光线——传播方向不改变。 （2）凹透镜 A.平行主光轴的光线——反向延长线通过同侧虚焦点； B.正对凹透镜另一侧焦点射出的光线——平行于主光轴； C.通过光心的光线——传播方向不改变。 【六、区分凸透镜与凹透镜】 【题型6】（24-25八年级上·安徽六安·期中）下列关于图中镜片的说法，正确的是（    ） A．属于凸透镜的是①③⑥ B．属于凹透镜的是②④⑤⑥ C．属于平面镜的是③④ D．对光有发散作用的是②④⑥ 【变式6-1】（23-24八年级上·黑龙江绥化·期中）如图所示的六块玻璃制成的透镜中，属于凸透镜的是 ，对光具有 作用；属于凹透镜的是 ，对光具有 作用。 【变式6-2】（20-21八年级下·陕西咸阳·期中）凸透镜的中间厚度 边缘厚度（填“大”、于”或“于”），对光线有 作用。如图所示各种透镜， 凸透镜，而 透镜对线有发散作用。（后空均填字母）      【变式6-3】（24-25八年级上·陕西渭南·期中）如图所示的透镜中属于凹透镜的是 ；极少数游客在山上游玩时随意丢弃玻璃瓶，这样做可能引起山林火灾，这是因为盛有水的瓶子相当于 （选填“凸”或“凹”）透镜，对光线有 作用，阳光经折射后，可能引燃枯叶。 【变式6-4】（2024九年级下·上海·专题练习）如图所示的各种透镜中，能够会聚太阳光的是图 所示的透镜（选填序号）。 【七、凸透镜与凹透镜对光的作用】 【题型7】（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中表示光线通过凹透镜的是（　　） A．a、c B．b、c C．c、d D．a、b、d 【变式7-1】图中方框内的一个光学器件应是（　　） A．凸面镜 B．凸透镜 C．凹面镜 D．凹透镜 【变式7-2】（23-24九年级下·广东深圳·阶段练习）根据如图，判断虚线框内放的透镜是（　　） A．甲为凸透镜，乙为凹透镜 B．甲为凹透镜，乙为凸透镜 C．甲、乙都为凸透镜 D．甲、乙都为凹透镜 【变式7-3】（23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习）如图所示，两条光线射向虚线框内的某一光学元件后会聚于其主光轴上的S点，拿掉该光学元件后，光线会聚于S1点。则该元件是（　　） A．平面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【变式7-4】（24-25八年级上·江苏无锡·期中）如图所示，小莉在老师指导下，观察教室里的LED日光灯，发现每个LED发光芯片上都封装了硅胶透镜。资料显示，芯片最大发光角度是180°（大于180°范围。也有少量余光），光线通过透镜会聚可得到180°、160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度。下图的光路显示了一些透镜对光线的作用，与LED透镜对光线的作用相同的是 。 【变式7-5】（24-25八年级上·江苏常州·期中）如图所示，两条光线会聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入甲透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点，在虚线框内放入乙透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的a点，则甲是 透镜，乙是 透镜。（选填“凸”或“凹”） 【变式7-6】（2024八年级上·全国·专题练习）防盗门上的“猫眼”实际上是由两个透镜组成的，物镜（门外面的透镜）是凹透镜，目镜（门里面的透镜）是凸透镜。其中一个透镜对光具有如图所示的作用，该透镜是 （选填“凸”或“凹”）透镜。 【变式7-7】（23-24八年级上·安徽安庆·期末）如图，截面为长方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体对图示光束具有 作用。 【八、焦距、焦点、主光轴的辨析】 【题型8】（24-25八年级上·全国·课后作业）如图所示，该凸透镜的焦距是（　　） A．10.0 cm B．20.0 cm C．30.0 cm D．50.0 cm 【变式8-1】（2024八年级上·全国·专题练习）甲、乙两个直径相同的凸透镜的焦距分别为5cm和8cm，它们使光偏折的程度（　　） A．甲比乙大 B．乙比甲大 C．相同 D．无法比较 【变式8-2】（23-24八年级下·全国·课后作业）关于透镜的焦点和焦距的说法，正确的是（　　） A．凹透镜对光起发散作用，所以凹透镜没有焦点 B．凸透镜有两个虚焦点 C．凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 D．透镜的光心位于它的主光轴上 【变式8-3】（24-25八年级上·全国·课前预习）如图所示，小明手持凸透镜正对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，在该光斑处能将火柴点燃，该光斑所处位置就是透镜的 ，该光斑到透镜中心的距离叫 ，经过 的光不改变方向。 【变式8-4】（23-24八年级下·河南开封·期中）平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于 上的一点，这点称为凸透镜的 ，该点到光心的距离称为 。 【变式8-5】（23-24八年级下·全国·课后作业）如图所示，让凸透镜正对着光源，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，在白纸上能得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑所在位置就是凸透镜的 ，该凸透镜的焦距是 。 【变式8-6】（24-25八年级上·山东烟台·期中）物理实践小组在讨论“野外生存时如果没有打火机怎么生火取暖”的问题。小明提出了冬季可以采用“削冰取火”的办法，就是把冰块制成 透镜，因为它对光线有 作用，若要“取火”，应把易燃物放在透镜的 位置。 【变式8-7】（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫作凸透镜的 ；凸透镜有 个焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫作 。 【变式8-8】（24-25八年级上·江苏扬州·期中）利用凸透镜测量凸透镜的焦距时，需将凸透镜 太阳光，此时其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，如图所示，测出光斑到凸透镜光心的距离为10cm。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距 10cm（选填“小于”，“等于”或“大于”）。 考点：透镜作图问题基本方法 掌握三条特殊的入射光线，经过透镜折射后的折射光线的特点是光学透镜光路作图的重要方法。见下图表： 【九、凸透镜与凹透镜的光路画图】 【题型9】（23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习）如图，F为凸透镜的焦点，O为光心，完成下面光路图。 【变式9-1】（22-23八年级上·河北保定·期末）画出图中入射光经过凸透镜后的光线。 【变式9-2】（23-24八年级上·江苏泰州·阶段练习）完成图中的光路图。 【变式9-3】（2024·福建莆田·二模）如图所示，F为凸透镜的焦点，O为光心，请分别画出两条入射光线经过凸透镜后的折射光线。 【变式9-4】（23-24八年级上·广东湛江·阶段练习）根据要求完成以下作图题：如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。 【变式9-5】（23-24八年级上·四川达州·期中）完成下列光路图。 【变式9-6】（22-23八年级上·广西柳州·开学考试）如图所示，作出穿过透镜的两条光线的光路图 考点：凸透镜成像的规律及应用 凸透镜成像的规律 物 距（u） 像 距（v） 像 的 性 质 应 用 大 小 正 倒 虚 实 无限远 v=f 极小 光斑 测焦距 u＞2f ________ ______ ______ ______ ______ u=2f ______ ______ ______ ______ 测焦距 2f＞u＞f ______ ______ ______ ______ ______ u=f 无限远 获平行光源和测焦距 u＜f ______ ______ ______ ______ ______ 焦点内外分虚实，二倍焦距分大小，实像分居两侧倒，虚像则是同侧正，物近像远像越大，物远像近像越小。 【十、凸透镜成像的知识理解】 【题型10】（24-25八年级上·山东·开学考试）在“研究凸透镜成像”的实验中，当物距小于焦距时，在透镜的另一侧的屏上（　　） A．可以得到倒立、缩小的像 B．可以得到倒立、放大的像 C．可以得到倒立、等大的像 D．得不到像 【变式10-1】（24-25八年级上·北京丰台·期中）小刚在探究凸透镜成像的实验中，用由发光小灯泡组成的“上”字屏代替蜡烛，想看看在光屏上能成什么样的像。于是他把“上”字屏放在原来放蜡烛的位置上，如图所示。移动光屏直至看到清晰像。此时他在不透光的白板光屏上看到的缩小的像是下中的哪一个（观察时人眼位于小灯泡同侧）（　　） A．B．C．D． 【变式10-2】（2024·山东泰安·一模）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛到光屏的距离为40cm时，移动透镜到合适位置，光屏上可成倒立、等大、清晰的像。调节蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列判断正确的是（　　） ①凸透镜的焦距为20cm ②图中成像原理与投影仪成像原理相同 ③在透镜和蜡烛之间放一近视眼镜，将光屏适当左移，光屏上能再次成清晰的像 ④若保持图中蜡烛和光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上可再次成清晰的像 A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①③正确 D．只有②④正确 【变式10-3】（2024·山东泰安·一模）在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，小敏所在的小组利用如图甲所示的装置。测出凸透镜的焦距，正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法中正确的是（    ） ①由图甲可知该凸透镜的焦距是40.0 ②烛焰在如图乙所示的位置时，成像特点与投影仪成像特点相同 ③若烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变小 ④烛焰在如图乙所示的位置时，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，这时在光屏上只能成半个烛焰的像 A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有②③正确 D．只有①④正确 【变式10-4】（23-24八年级上·河北保定·期末）在做凸透镜成像的实验时，当蜡烛距离凸透镜36 cm时，像成在距凸透镜20 cm另一侧的光屏上，看到的是 、 的 像，所用凸透镜的焦距 （填“大于”“等于”或“小于”）18 cm。 【变式10-5】（2024·黑龙江鸡西·二模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将装置调整到如图所示的位置，可以在光屏上看到一个清晰的 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，若此时将蜡烛向右移动，要想得到清晰的像，需将光屏向 （选填“左”或“右”）移动。 【变式10-6】（2023·黑龙江哈尔滨·一模）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间的关系图像，如图所示。该凸透镜的焦距是 cm；把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像将 。（选填“逐渐变小”“逐渐变大”或“保持不变”） 【变式10-7】（22-23八年级上·上海·期末）在“探究平面镜成像的特点”实验中，用 作为平面镜，并将其 放置在水平桌面上，为了确定 的位置，需移动未点燃的蜡烛，直到它看上去 。在“验证凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心应大致在 。在图中，光屏中心呈现了清晰的烛焰像，此时所成的烛焰像应该是 。 考点：对凸透镜成像规律的思维方法 （1）焦点是成实像和虚像的分界点； （2）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点； （3）倒立的都是实像、正立的都是虚像； （4）当u>v时，像是缩小的；反之，像是放大的； （5）成实像时：当物距减小时，像距和像都增大； 反之，物距增大，像和像距都减小。简言之“物近像远像变大；” （6）无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大； （7）像与物左右相反，上下相反； （8）凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗； （9）物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。 【十一、凸透镜成像的动态变化问题】 【题型11】（19-20九年级·山东济南·自主招生）某兴趣小组的同学们用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，然后他们继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像（　　） A．光屏应向凸透镜靠近适当的距离，成的像比原来的像变小了 B．光屏应向凸透镜靠近适当的距离，成的像比原来的像变大了 C．光屏应向凸透镜远离适当的距离，成的像比原来的像变小了 D．光屏应向凸透镜远离适当的距离，成的像比原来的像变大了 【变式11-1】（24-25八年级上·江苏南京·期中）在用凸透镜观察物体的活动中，甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离，关于凸透镜与插图之间的距离，下列判断正确的是（   ） A．图甲最小，图丙最大 B．图乙最小，图丙最大 C．图甲最小，图丁最大 D．图丙最小，图甲最大 【变式11-2】（23-24八年级下·陕西咸阳·期中）如图是小明在探究“凸透镜成像规律”的实验，图中甲为蜡烛，乙为蜡烛通过凸透镜后在光屏上所成的像，丙图中F为凸透镜的焦点，2F为2倍焦距处。甲可能放在丙图中的位置是（    ） A．点处 B．点处 C．处 D．处 【变式11-3】（2024·山东临沂·一模）如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是（　　） A．将蜡烛移至a处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像 B．将蜡烛移至b处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 C．将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像 D．将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 【变式11-4】（23-24八年级上·山西大同·阶段练习）生物课上，小晋和同学们一起用凸透镜观察一只七星瓢虫（如图甲所示），小晋认为，图乙中的四幅图都是通过凸透镜观察到的像，你认为小晋的说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 【变式11-5】（2024·海南海口·二模）用照相机拍盛开的荷花时，荷花到镜头的距离要 （选填“大于”、“等于”或“小于”）两倍焦距。若要把荷花的像拍得更大些，则应使照相机的镜头 （选填“远离”或“靠近”）荷花。 【变式11-6】（2024·山西大同·二模）小晋在课堂上展示了一个精彩的小实验。他在白色纸板上写上工整的英文“won”，并竖直放置，在纸板前放一个圆柱形水杯，如图甲所示；向水杯中倒水，调整水杯到纸板的距离，结果同学们惊奇地发现，“now”出现了，如图乙所示。本实验中，装入水的水杯相当于 ，看到的“now”是 （选填“实像”或“虚像”）。 【变式11-7】（2024·广东阳江·一模）购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易.“刷脸”支付过程中，摄像头相当于 （选填“凹”或“凸”）透镜：面部经摄像头成倒立、缩小的 （选填“实”或“虚”）像，当人脸稍靠近摄像头时，摄像头所成的像 《选填“变大”“变小”或“不变”）， 【变式11-8】（2024·陕西咸阳·二模）如图所示是热成像筒型网络摄像机，人站在摄像机前时，人在摄像机感光元件上所成的是倒立、 （选填“缩小”或“放大”）的实像，并利用 （选填“红外线”或“紫外线”）实时测量人体温度，从而达到监测的目的。当人靠近摄像机时，人在摄像机感光元件上所成的像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【十二、凸透镜成像的应用】 【题型12】（2024·山东德州·中考真题）某款广告投影灯及其内部结构如图所示，它主要由光源、广告片和凸透镜组成，下列说法正确的是（　　） A．该投影灯的原理与照相机相同 B．广告片到镜头的距离应在一倍焦距以内 C．为从不同角度看见地面上的广告图标，应选择光滑的地面 D．若要在地面上得到清晰、更大的广告图标像，可适当减小镜头到广告片距离，增大投影灯离地距离 【变式12-1】（23-24八年级上·云南昆明·阶段练习）如图是某同学准备制作的昆虫观察瓶，为便于观察瓶底小昆虫，可在瓶口处安装一块 透镜，若瓶口到瓶底的距离为10厘米，当选择透镜的焦距 （选填“大于”、“等于”或“小于”）10厘米时，能观察到小昆虫 的虚像。 【变式12-2】（2024·吉林四平·二模）用镜头焦距不变的照相机拍出了蝈蝈的照片如图甲所示，现要拍出如图乙所示的照片，则照相机需 蝈蝈，镜头向 （选填“前”或“后”）调节。 【变式12-3】（2023·黑龙江哈尔滨·三模）一幅如图甲的漫画立在桌面上。小聪把一个装水的玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙。小聪观察分析：装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚，边缘薄，起到 （填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”）的作用，使图片横向放大、颠倒，透过水杯看到的是老鼠的实像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足 （填“”或“”）。 【变式12-4】（2024·山东日照·二模）如图甲所示的黑白卡片，在高脚玻璃杯前方观察到如图乙所示装水部分“黑白颠倒”的现象，此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个透镜，若希望看到“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来，则应将高脚杯 （选填“靠近”或“远离”）黑白卡片。 【变式12-5】（2024·山东济南·二模）芯片（如图甲所示）是电子设备的心脏和大脑。光刻机技术是现代微电子、信息产业的基础，其工作原理如图乙所示。光刻机在工作时，用紫外线光束透过事先设计好集成电路图的镂空掩膜，经过凸透镜去照射下面的硅片，恰好在硅片上呈现清晰的像。硅材料在电子工业中是最重要的 材料。要使光刻机成像更小应将镂空掩膜 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜。 【变式12-6】（22-23八年级下·安徽宿州·开学考试）如图甲所示，透过圆柱形玻璃杯观察到其后面白纸上面有一水平方向的箭头，慢慢向玻璃杯中注水至水面高过箭头位置，透过玻璃杯看纸上的“箭头”如图乙所示，注入水的圆柱形玻璃杯中相当于凸透镜，此时白纸距离玻璃杯的距离关系满足 。 考点：探究凸透镜成像规律实验思维方法 1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移动凸透镜。 2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。 3.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有： ①蜡烛在焦点以内（u<f）； ②烛焰在焦点上(u=f) ； ③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度 ； ④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。 5.实验结论：凸透镜成像规律内容。 6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实 二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑。 【十三、探究凸透镜成像规律】 【题型13】（2024·吉林松原·三模）如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中： (1)为了使烛焰的像完整地成在光屏的中央，只需要调整 的高度； (2)调整高度后，不改变图中蜡烛、透镜和光屏的位置，此时在光屏上呈现一个清晰的像，这是一个倒立、 的实像。生活中的 与此成像特点相同。 【变式13-1】（2024·黑龙江大庆·中考真题）某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图： （1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是 （填选项字母）； A．    B．    C．    D． （2）小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向 （填“左”或“右”）移动； （3）完成上述探究后，小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正立、 （填“放大”“缩小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，光屏上 （填“有”或“没有”）烛焰的像。 【变式13-2】（24-25八年级上·贵州·期中）小潘四人组成的学习小组在做“探究凸透镜的成像规律”的实验中： (1)如图甲所示，在测量凸透镜焦距时，让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的点，由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm； (2)如图乙所示，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛在图中位置处时，光屏应在 （选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像；生活中的 （选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）就是利用该原理制作出来的； (3)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致烛焰的像不在光屏的中央，为了使像能成在光屏中央，在保持蜡烛和光屏的位置不动的情况上，可通过 （选填“向上”或“向下”）调节透镜达到目的； (4)小潘将一个近视眼镜放在光源和凸透镜之间靠近透镜的位置，发现光屏上的像变模糊了。为了再次承接到清晰的像，他应将光屏向 （选填“远离”或“靠近”）透镜的方向移动适当距离。 【变式13-3】（23-24九年级下·云南昭通·阶段练习）某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： (1)通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图象，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 cm； (2)当蜡烛放在如图乙所示位置时，调节光屏，可在光屏上得到一个倒立，放大的实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用此原理工作的； (3)若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上 （选填“能”或“不能”）成完整的像； (4)在图乙中，小明借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰，说明老师戴的是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。 【变式13-4】（2024·北京石景山·一模）人眼结构中，晶状体相当于凸透镜。看物体时，晶状体到视网膜的距离不变，如图甲。小明猜想人眼是靠改变晶状体的焦距来看清远近不同的物体。他结合“凸透镜成像规律”实验，利用可调节焦距的凸透镜（“水透镜”）、“F”光源、带刻度的光具座和光屏等器材进行模拟实验，如图乙。保持光屏到“水透镜”的距离不变，改变“F”光源到“水透镜”的距离，调节“水透镜”的焦距，直到光屏上成清晰的像，分别测得并记录物距和“水透镜”的焦距。部分实验数据记录如下表所示。 实验数据记录表 像距v/cm 物距u/cm 焦距f/cm 15.0 17.1 8.0 15.0 30.0 10.0 15.0 60.0 12.0 (1)上述实验中，光屏上成的是 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的像； (2)人长时间看近处物体，眼睛容易疲劳，建议适当远眺。结合实验数据分析，远眺时晶状体的焦距会变 （选填“大”或“小”）； (3)实验中需要测量“水透镜”的焦距，请添加器材，写出测量焦距的方法： 。 【变式13-5】（24-25八年级上·北京朝阳·阶段练习）某同学在做光学实验时，先将一凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，如图所示，左右移动光屏，直至光屏上呈现蜡烛清晰的像。 (1)点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在 目的是 ； (2)若凸透镜A的焦距为10cm，此时在光屏上呈现蜡烛清晰的像，利用这个成像特点制成了 （选填“照相机”、“放大镜”或“幻灯机”）； (3)当透镜A位置不变，蜡烛向右移动一小段距离后，若再次在光屏上得到清晰的像，则应将光屏向 移动（选填“左”或“右”）； (4)如图所示，若在蜡烛和透镜A保持不动的情况下，将光屏移动至更靠近凸透镜A的a点，光屏上原来清晰的像变模糊了，现将一透镜B置于蜡烛和透镜A之间的某处（图中未画出），光屏上又呈现蜡烛清晰的像，则透镜B为 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 考点：眼睛和眼镜 （一）眼睛 1.构造：睫状体、瞳孔、角膜、晶状体、视网膜、视神经、玻璃体等部分构成。眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷）。 2.视物原理：晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，来自物体的光，经过他的折射后在视网膜上成倒立缩小的实像，再经视神经系统传入大脑，就能看到物体。 3.远点：依靠眼睛的调节所能看清的最远的点。正常眼睛的远点在无限远处。 4.近点：依靠眼睛的调节所能看清的最近的点。正常眼睛的近点大约在10cm处。 5.明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫明视距离。 （二）近视眼及其矫正 1.表现与成因：近视眼看不清远处的物体，原因是晶状体太厚折射能力太强，或眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光线汇聚在视网膜前，远处的物体成像在视网膜前面，到达视网膜上的是一个模糊的光斑。 2.矫正：佩戴凹透镜。矫正近视眼，要抵消过度的折光作用。可配戴用凹透镜制成的近视眼镜，使入射的光线经凹透镜发散后再射入眼睛，会聚点就能移到视网膜上，如图所示。 （三）远视眼及其矫正 1. 表现与成因：远视眼看不清近处的物体，是因为晶状体太薄折射能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此来自近处某点的光线还没汇聚就到达视网膜上了，近处的的物体成像在视网膜后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑。 2.矫正：佩戴凸透镜。矫正远视眼，增强对光的折射作用。可配戴用凸透镜制成的远视眼镜，使入射的光线经凸透镜折射后进入眼睛，会聚点就能移到视网膜上，如图所示。 （四）眼镜的度数 1.透镜的焦度：:把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度。 2.透镜的度数：透镜焦度乘以100的值。叫做透镜度数。 D＝100/f，远视镜的度数为正数，近视眼的度数为负数。 【十四、视物原理及矫正】 【题型14】（2024·广东汕头·模拟预测）手机为人们日常生活提供便利，但是不控制看手机的时间，会影响人们的健康，长时间看手机可能导致眼睛的晶状体变厚，焦距变短，造成近视；下列能正确表示近视眼成像原理的是（　　） A．B． C． D． 【变式14-1】（2024·甘肃武威·二模）现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（　　） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 【变式14-2】（24-25八年级上·安徽芜湖·期中）图为某青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图，对比两图可知该患者的晶状体对光的会聚能力太 （选填“强”或“弱”），应戴的眼镜镜片属于 透镜。 【变式14-3】（23-24八年级下·甘肃兰州·期中）如图所示的四幅图中，能正确表示远视眼的成像情况的是 ，能正确表示近视眼矫正方法的是 。（均填序号） 【变式14-4】（24-25八年级上·贵州·期中）2024年6月6日是第29个全国“爱眼日”，今年的宣传主题是“关注普遍的眼健康”。该主题强调了眼健康管理的重要性，倡导公众关注自身及他人的视觉健康。请回答下列问题。 (1)如图是从物体发出的光经某同学眼睛的折射情况。要矫正该同学的视力应佩戴什么透镜制成的眼镜； (2)请简述该同学眼睛的成像原理。 考点：显微镜和望远镜 （一）显微镜 1.构造：目镜、物镜、载物片、反光镜等几部分构成。如图所示 2.目镜和物镜：目镜和物镜都相当于凸透镜，靠近物体的叫物镜，焦距较短；靠近眼睛的叫目镜，焦距较长，两镜间的距离是可以调节的。 3.成像原理：来自被观察物体的光经物镜后，在物镜的焦点以内成倒立、放大的实像，这一实像又经目镜成正立、放大的虚像。如图所示： （二）望远镜 1.构造：由两种凸透镜组成，靠近被观察物体的叫物镜，焦距较长；靠近眼睛的叫目镜，焦距较短。如图： 2.成像原理：由于从天体上各点射到物镜上的光可以看作是平行光，经物镜折射后，在物镜焦点外很近的地方，得到天体的倒立缩小的实像。目镜的前焦点和物镜的后焦点重合在—起，所以天体通过物镜所成的实像，位于目镜的一倍焦距以内。这倒立的缩小的实像对目镜来说是物体，它经目镜所成的像是放大的虚像。 3.视角：被观察的物体两端到人眼光心所夹的角叫视角。如图所示视角的大小和物体到眼睛的距离，物体越大，或离眼睛越近，视角越大。 【十五、望远镜与显微镜】 【题型15】（22-23八年级上·湖北武汉·阶段练习）当下，一款生存类游戏风靡网络，网友戏称为“吃鸡”。如图甲是狙击手通过高倍望远镜观察到的画面。关于望远镜（如图乙），说法正确的是（　　） A．它的物镜是凸透镜，目镜是凹透镜 B．它的目镜能用来矫正近视眼 C．夜晚用望远镜观察星空，能看到放大的像 D．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像 【变式15-1】（23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习）关于显微镜和望远镜下列阐述错误的是（　　） A．来自被观察物体的光经显微镜的物镜后成一个放大的实像 B．显微镜目镜的作用像一个普通的放大镜 C．望远镜的目镜作用是把物体通过物镜成在焦点附近的像放大 D．望远镜观察到的物体是放大的虚像 【变式15-2】（22-23八年级上·广东清远·期中）天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是（　　） A．A镜是目镜 B．B镜是物镜 C．由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成的是虚像 D．太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的实像 【变式15-3】（2024八年级上·全国·专题练习）如图所示，小明正在模拟 （选填“显微镜”或“望远镜”）的使用，其中目镜和物镜都是由 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）制成的。 【变式15-4】（23-24八年级下·陕西宝鸡·阶段练习）观测月球等天体时应选用 ，观察细胞内部结构时应选用 。（均选填“望远镜”或“显微镜”） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 透镜及其应用 新课标对单元考点要求 1.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 2.探究并了解凸透镜成像的规律。 3.了解凸透镜成像规律的应用。 单元知识思维导图 【一、光的折射概念及现象】 2 【二、光的折射路径】 5 【三、海市蜃楼和大气层对光的折射】 10 【四、容器中加水导致光斑移动变化】 11 【五、光的折射画图】 14 【六、区分凸透镜与凹透镜】 19 【七、凸透镜与凹透镜对光的作用】 21 【八、焦距、焦点、主光轴的辨析】 24 【九、凸透镜与凹透镜的光路画图】 28 【十、凸透镜成像的知识理解】 32 【十一、凸透镜成像的动态变化问题】 37 【十二、凸透镜成像的应用】 41 【十三、探究凸透镜成像规律】 45 【十四、视物原理及矫正】 52 【十五、望远镜与显微镜】 56 考点：光的折射 1. 光的折射规律 （1）共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面 内。 （2）异侧：折射光线、入射光线分别位于 法线 的两侧。 （3）角不相等。 ①定性：分空气射入其他透明介质和从其它透明介质中射入空气两种情况。 ②变性：折射角随着入射角的增大而 增大 。 2.可逆性：在折射现象中，光路是 可逆 的。 【一、光的折射概念及现象】 【题型1】（24-25八年级上·福建福州·期中）下列成语描绘的景象，由于光的折射形成的是（    ） A．杯弓蛇影 B．一叶障目 C．凿壁偷光 D．海市蜃楼 【答案】D 【详解】A．杯弓蛇影是光的反射直线形成，故A不符合题意； B．一叶障目是光的直线传播形成，故B不符合题意； C．凿壁偷光是光的直线传播形成，故C不符合题意； D．海市蜃楼是光的折射形成的，故D符合题意。 故选D。 【变式1-1】（24-25八年级上·福建龙岩·期中）如图所示，大海上或沙漠上，本该在地平线上看到的高楼大厦、城市景像出现在空中，这种现象叫“海市蜃楼”，出现“海市蜃楼”的原因是（    ） A．光在云层中发生了反射 B．光在海面上发生了反射 C．光在不均匀的大气中发生了折射 D．高楼大厦在水中发生了镜面反射 【答案】C 【详解】出现“海市蜃楼”的原因是光在不均匀的大气中，不会沿直线传播，会发生折射，人们逆着折射光线看到了像，故C符合题意；ABD不符合题意。 故选C。 【变式1-2】（22-23八年级上·四川乐山·期中）下列光现象是由光的折射形成的是（　　） A．国家大剧院的倒影 B．水中月 C．日环食 D．海市蜃楼 【答案】D 【详解】AB．倒影、水中月都属于平面镜成像，都是由光的反射形成的，故AB不符合题意； C．日环食是由于光的直线传播形成的，故C不符合题意； D．海市蜃楼是由于光在不均匀的大气中传播发生折射而形成的虚像，属于光的折射，故D符合题意。 故选D。 【变式1-3】（2024·山东济南·模拟预测）海市蜃楼是一种罕见的光学现象，它的形成是由于（　　） A．光的折射 B．光的反射 C．光的直线传播 D．光的镜面反射 【答案】A 【详解】海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播时，发生了偏折形成的，属于光的折射现象。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式1-4】（2024·云南楚雄·模拟预测）如图所示的光现象中，由光的折射形成的是（　　） A．用潜望镜观察物体 B．树林中的光柱 C．玉龙雪山荷塘中荷花的倒影 D．空中彩虹 【答案】D 【详解】A．用潜望镜观察物体是利用了光的反射，故A不符合题意； B．树林中的光柱是光的直线传播形成的，故B不符合题意； C．玉龙雪山荷塘中荷花的倒影是光的反射形成的，故C不符合题意； D．雨后空中的彩虹是光的折射形成的，故D符合题意。 故选D。 【变式1-5】（23-24九年级下·江西赣州·期中）如图所示是2023年杭州亚运会的一些场景，其中与光的折射有关的是（　　） A．观众看到游泳馆清澈的池底 B．射击运动员瞄准靶心 C．皮划艇运动员在水中的倒影 D．田径运动员在地面上的影子 【答案】A 【详解】A．观众看到游泳馆清澈的池底，是由光的折射形成的池底的虚像，故A符合题意； B．射击运动员瞄准靶心，利用的是光在同种均匀介质中沿直线传播，故B不符合题意； C．皮划艇运动员在水中的倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故C不符合题意； D．跑步运动员在地面上的影子，是由光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-6】（2024·湖北·三模）下列现象中，由于光的折射而引起的是（    ） A．日食 B．水中倒影 C．海市蜃楼 D．水面波光粼粼 【答案】C 【详解】A．日食是由于月球遮挡太阳光造成的，属于光的直线传播现象，故A错误； B．水中的倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的，故B错误； C．海市蜃楼是由于光在不同密度的空气层中传播时发生折射形成的；故C正确； D．水面波光粼粼是光的反射形成的，太阳光照到水面发生反射。故D错误。 故选C。 【变式1-7】（2024·辽宁·中考真题）如图，斜插入水中的筷子，看起来弯折了的原因是（　　） A．光沿直线传播 B．光的反射 C．光的色散 D．光的折射 【答案】D 【详解】斜插入水中的筷子，看起来弯折了是光的折射现象形成的，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【二、光的折射路径】 【题型2】（24-25八年级上·陕西西安·期中）如图所示，暑假期间，小刚和爷爷到湖里去叉鱼。鱼儿在清澈的水中游动，当他沿着看见鱼的方向去叉它，却叉不到。在图所示的光路图中，能正确说明叉不到鱼原因的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，光由水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，人认为光是沿直线传播的，所以逆着折射光线看上去，看到的是变浅的鱼的虚像，所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置，才能将鱼叉到。 故选C。 【变式2-1】（22-23八年级上·湖北武汉·阶段练习）小超在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处时，眼睛刚好看不到它。另一位同学慢慢往碗中倒水时，小超在该处又看到硬币。这种现象可以用下列哪个光路图来解释（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】我们用眼睛看到水中的硬币，是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故，光从水斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角。 故选C。 【变式2-2】（23-24八年级上·江苏南通·阶段练习）如图，两名花样游泳运动员潜入水中，她们从水中仰头看到游泳池上空悬挂的条幅，下列光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】从水中看到了游泳池上空悬挂的条幅，光从空气斜射入水中，且折射光线向法线方向偏折，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式2-3】（23-24八年级上·广东珠海·期末）如图所示，分别是人站在岸上看水中的鱼和人在水中看空中的飞机，人眼看到的虚像与真实的位置不同，下图能解释此现象的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．看水中的鱼，是看到由鱼反射的光进入人眼，光由水中斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线远离法线，看到鱼的位置比其实际位置要浅，故AB不符合题意； CD．人在水中看岸上的东西，所以入射光线应该来自岸上，根据光的折射规律，光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角，故D符合题意，C不符合题意。 故选D。 【变式2-4】（23-24八年级上·江西九江·期中）如图所示，MN为水面，PQ为法线，水面下A处有潜水员，水面上方B、C处分别有小明和小红。他们三人都通过水面相互观察，以下说法正确的是（　　） A．小明看到小红的像是由于光的反射形成的 B．潜水员看到小明的像是由于光的折射形成的 C．小明观察小红的像所对应的光路中，BO是入射光线 D．小明观察潜水员的像所对应的光路中，折射角为37° 【答案】AB 【详解】A．小红反射的光线经水面后发生反射后，射入小明的眼睛，所以小明看到小红的像，是由于光的反射形成的，故A正确； B．潜水员看到的是小明变高的虚像，是光的折射形成的，故B正确； C．小明观察小红的像对应的光路中，CO是入射光线，故C错误； D．潜水员观察小明的像对应的光路中，OB是折射光线，折射角为 90°-37°=53° 故D错误。 故选AB。 【变式2-5】（23-24八年级上·山东济宁·期末）当代中国，技术日新月异，无人机已经走进千家万户。当一架无人机掠过水面时，岸边的人可以在水中看到无人机的倒影，其成像光路图正确的是 （选填图“甲”或“乙”或“丙”或“丁”）；在水中潜游的人可以看到无人机的像，其成像光路图正确的是 （选填图“A”或“B”或“C”或“D”）。 A．B．C．D． 【答案】 乙 A 【详解】[1]湖面上无人机倒影的形成原理是光的反射，光线经反射后进入人眼，故选乙。 [2]在水中潜游的人可以看到无人机的像，原理是光的折射，光线经折射后进入人眼，且空气中的入射角大于水中的折射角，故选A。 【变式2-6】（23-24八年级上·广东湛江·期末）如图所示，潜水员在水下看岸上的树，潜水员看到的树是 （选填“实像”或者“虚像”），比实际位置要 （选填“高”或者“低”），这是光的 （选填“反射”或“折射”）现象。 【答案】 虚 高 折射 【详解】[1]潜水员看到的树是由实际光线的反向延长线会聚而成的，所以是虚像，不能呈现在光屏上。 [2][3]水从空气斜射入水中时发生折射，空气中的入射角大于水中的折射角，成的像会在物体的上方，即像会比实际位置高。 【三、海市蜃楼和大气层对光的折射】 【题型3】（23-24八年级上·河南郑州·期末）在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有海市蜃楼的记载，海市蜃楼是怎样发生的？如下图，光在同种均匀的介质中沿直线传播，如果介质 ，光就不会沿直线传播，而会发生 （请填写专业的物理术语），海市蜃楼就是由光的这种现象产生的。 【答案】 疏密不均 折射 【详解】[1][2]海市蜃楼是由于光在疏密不均匀的空气中传播时发生折射形成的。 【变式3-1】（2022·山东济南·模拟预测）试解释下面图所发生的“奇妙现象”：沙漠的空中遇见高大白马；水面折断了花枝。其中“沙漠的空中遇见高大白马”与“水面折断了花枝”的产生原因是 的（填相同或不同），都是由于 造成的。 【答案】 相同 光的折射 【详解】[1][2]“沙漠的空中遇见高大白马”属于海市蜃楼，是光在不均匀的空气中发生折射形成的；“水面折断了花枝”，是从水中花枝上反射的光从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是花枝的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，所以“沙漠的空中遇见高大白马”与“水面折断了花枝”的产生原因是相同的。 【变式3-2】（22-23八年级上·山东青岛·期末）天气奇观。    11月21日，内蒙古呼伦贝尔，有市民发现天空出现三个太阳，该现象称作“幻日”现象，是大气的一种光学现象，在天空半透明的薄云里面，飘浮了许多六角形柱状的冰晶体，光从空气进入冰晶发生 ，从而出现“幻日”现象。“幻日”现象和海市蜃楼现象的产生原理是 （填“相同”或“不同”）的。 【答案】 折射 相同 【详解】[1]“幻日”现象是由于光从空气进入冰晶发生折射，传播方向发生改变，从而出现“幻日”现象。 [1]海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时，传播方向发生偏折形成的，“幻日”现象和海市蜃楼现象的产生原理都是光的折射。 【变式3-3】（21-22八年级上·福建三明·期中）早晨，我们看见太阳的视位置比它的实际位置要 （选填“高”或“低”）一些，这是光的 现象。 【答案】 高 折射 【详解】[1][2]早晨，太阳实际位置在我们所看到的位置下面，因为光的折射使我们看见了太阳位置偏高的虚像。 【变式3-4】（2023·陕西西安·二模）“东方红、太阳升”描述太阳刚刚升起的情景，但我们看到的并非是实际的太阳，而是光线经过密度不均匀大气时发生了 （选填“反射”或“折射”）而形成的虚像。“坐井观天，所见甚小”，这是光在空气中 形成的。我们能从各个方向看见不发光的物体，是由于发生了 反射。 【答案】 折射 沿直线传播 漫 【详解】[1]光线经过密度不均匀的大气时，会发生折射，早晨我们能够看到地平面以下的太阳，是光的折射形成的虚像。 [2]由于光在空气中沿直线传播，在比较深的井中，只能看到一小片蓝天，所以“坐井观天，所见甚小”。 [3]能从各个方向看到本身不发光的物体，说明这个物体反射的光线能向四面八方传播。这说明在这个物体上发生了漫反射的原因。 【四、容器中加水导致光斑移动变化】 【题型4】（23-24八年级上·黑龙江大庆·期中）如图所示，一束光线斜射入容器中，在P处形成一光斑，再向容器里逐渐水，直到加满的过程中，光斑将（　　） A．向左移动后静止 B．先向左移动再向右移动 C．向右移动后静止 D．仍在原来位置 【答案】A 【详解】当容器内加水时，由光的折射规律可知，光线将发生折射现象，折射光线靠近法线，即向下偏折，也就是在容器底的光斑向左移动，如下图 当水加满后，光斑就停止移动，故A符合题意，故BCD不符合题意。 故选A。 【变式4-1】（2022·广东佛山·一模）如图所示，一束激光由空气射入装有水的容器中，折射后射在容器底部的B点，利用注射器将容器中的水取走一部分，其他条件不变，则激光射在容器底部的位置（　　） A．仍在B点 B．A、B两点之间 C．B、C两点之间 D．C、D两点之间 【答案】C 【详解】一束激光由空气射入装有水的容器中，折射后射在容器底部的B点，利用注射器将容器中的水取走一部分，导致水面下降，此时激光射入水中的入射点O向下且向右移动，入射角大小不变，因此折射角不变，所以新的折射光线与原来的折射光线平行且折射后射在容器底的位置由B点向右移动。根据折射定律，光由空气斜射入水中，折射角小于入射角，折射光线靠近法线偏折，因此折射后激光会射在容器底部的C点左侧，故激光射在容器底部的位置应在B、C两点之间。 故选C。 【变式4-2】（21-22八年级上·福建厦门·期中）如图所示，一束光线斜射入装满水的容器中，在容器底部形成光斑，将容器的水逐渐放出的过程中，光斑将（　　） A．向左移动后静止B．向右移动后静止 C．先向左移动再向右移动 D．仍在原来位置 【答案】B 【详解】由题意可知，一束光线斜射入盛水的容器中，在容器底部形成一个光斑，当打开阀门，容器中的水逐渐流出的过程中，由于入射光线的方向不变，所以入射点将逐渐降低且向右移，由光的折射定律可知，在容器底部形成的光斑在水逐渐流出的过程中，将向右移，当水全部流完，光斑停止移动。 故选B。 【变式4-3】（22-23八年级上·河北石家庄·期中）用如图所示的装置探究“光的折射特点”。让光束沿AO方向射入杯中时，此时入射角 （选填“大于”、“小于”或“等于”）折射角；当入射角增大时，折射角 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑将会向 （选填“左”或“右”）移动。画出光线AO的大致传播路径 。 【答案】 大于 增大 左 【详解】[1][2]让光束沿AO射入杯中时，光束进入水中后折射光线会向法线方向偏折，此时折射角小于入射角；由光的折射规律可知，当入射角增大时，折射角也随之增大。 [3][4]当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，入射点左移，但入射角和折射角均不变，故可观察到杯底的光斑向左移动，如图所示： 【五、光的折射画图】 【题型5】（24-25八年级上·福建龙岩·期中）如图所示，一束光沿AO从空气斜射入水中，请画出反射光线和折射光线的大致方向。 【答案】 【详解】首先过入射点O垂直于水面画出法线，然后根据折射规律画出折射光线；光从空气斜射入水中，所以折射角小于入射角；再根据反射角等于入射角画出反射光线，如图所示： 【变式5-1】（2024·江苏徐州·三模）如图所示，OA是折射光线，OA与水面夹角为50°，画出入射光线并标出入射角（用字母a表示）。 【答案】 【解析】【小题1】过O点作垂直于水面的法线，光从空气射入水中时，折射角小于入射角，据此在法线的右边作出入射光线，并标出入射角a，如图： 【变式5-2】（2023·四川乐山·中考真题）如图所示，一条光线从水中斜射向水面时发生了折射，OA为折射光线，请在图中作出大致的入射光线并标出折射角的度数。 【答案】 【详解】折射角是折射光线和法线的夹角，由图可知，折射光线与水面的夹角为 则折射角等于 过入射点在法线左侧的水中画出入射光线，注意折射角大于入射角，如图所示： 【变式5-3】（2024九年级下·河南安阳·学业考试）如图所示，是一束光线在空气中反射后的反射光线，在图中画出入射光线及其折射光线的大致方向。 【答案】 【详解】根据反射角等于入射角，在法线左侧的空气中画出入射光线，方向指向入射点O，然后再根据折射角小于入射角在水中法线右侧画出折射光线。如图所示： 【变式5-4】（24-25八年级上·江苏无锡·期中）眼睛在B处观察水中物体A，在A′处看到物体的像，如图所示，请在图中画出折射光路图。 【答案】 【详解】从A点反射的光线AO，在O点发生折射，折射角大于入射角，折射光线为射入人眼，折射光线的反向延长线会聚形成虚像A′，连接A′B与水面相交与O点，连接AO为入射光线，OB为折射光线，如图所示： 【变式5-5】（24-25八年级上·安徽六安·期中）如图所示，一条光线从空气射入一块玻璃砖中，请根据光的折射规律画出光射入玻璃砖和从玻璃砖射出的大致光路。 【答案】 【详解】根据光由空气斜射进入玻璃砖时，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角可以画出折射光线；光由玻璃砖斜射进入空气时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角可以画出折射光线，如图所示： 考点：透镜及透镜作图 1.透镜的分类：凸透镜和凹透镜。 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜； 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。 2.有关透镜的科学术语： 主光轴，光心，焦点（F），焦距（f）， 3.透镜对光线的作用。凸透镜对光线有会聚作用，又叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，又叫发散透镜。 4.三条特殊光线：（如图所示，比较两透镜的异同） （1）凸透镜 A.平行主光轴的光线——通过焦点； B.通过焦点的光线——平行于主光轴； C.通过光心的光线——传播方向不改变。 （2）凹透镜 A.平行主光轴的光线——反向延长线通过同侧虚焦点； B.正对凹透镜另一侧焦点射出的光线——平行于主光轴； C.通过光心的光线——传播方向不改变。 【六、区分凸透镜与凹透镜】 【题型6】（24-25八年级上·安徽六安·期中）下列关于图中镜片的说法，正确的是（    ） A．属于凸透镜的是①③⑥ B．属于凹透镜的是②④⑤⑥ C．属于平面镜的是③④ D．对光有发散作用的是②④⑥ 【答案】D 【详解】ABD．中间厚边缘薄的透镜为凸透镜，中间薄边缘厚的透镜为凹透镜，因此①③⑤为凸透镜，②④⑥为凹透镜，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；故AB错误，D正确； C．表面平整光滑且能够成像的物体叫做平面镜，因此图中没有平面镜，故C错误。 故选D。 【变式6-1】（23-24八年级上·黑龙江绥化·期中）如图所示的六块玻璃制成的透镜中，属于凸透镜的是 ，对光具有 作用；属于凹透镜的是 ，对光具有 作用。 【答案】 ACD 会聚 BEF 发散 【详解】[1][2]中间比边缘厚的透镜是凸透镜，则图中的ACD属于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜。 [3][4]中间比边缘薄的透镜是凹透镜，则图中的BEF属于凹透镜，凹透镜对光具有发散作用，又叫发散透镜。 【变式6-2】（20-21八年级下·陕西咸阳·期中）凸透镜的中间厚度 边缘厚度（填“大”、于”或“于”），对光线有 作用。如图所示各种透镜， 凸透镜，而 透镜对线有发散作用。（后空均填字母）      【答案】 大于 会聚 AD BC 【详解】[1][2][3]中间厚边缘薄镜叫凸透镜，即透镜的中间厚度大于边缘厚度，凸透镜光起会聚作用，图中AD是凸透镜。 [4]中间薄边缘厚的透镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，图BC是凹透镜。 【变式6-3】（24-25八年级上·陕西渭南·期中）如图所示的透镜中属于凹透镜的是 ；极少数游客在山上游玩时随意丢弃玻璃瓶，这样做可能引起山林火灾，这是因为盛有水的瓶子相当于 （选填“凸”或“凹”）透镜，对光线有 作用，阳光经折射后，可能引燃枯叶。 【答案】 乙丙 凸 会聚 【详解】[1]中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。在如图所示的透镜中，乙、丙中间薄边缘厚属于凹透镜。 [2]玻璃瓶内有水，容易形成中间厚边缘薄的水凸透镜，即盛有水的瓶子相当于凸透镜。 [3]凸透镜又叫会聚透镜对光线有会聚作用，阳光经凸透镜折射后会形成温度比较高的光点，容易点燃枯叶，发生火灾。 【变式6-4】（2024九年级下·上海·专题练习）如图所示的各种透镜中，能够会聚太阳光的是图 所示的透镜（选填序号）。 【答案】（a）、（d） 【详解】能够会聚太阳光的是凸透镜，凸透镜是中间厚边缘薄，（a）、（d）符合题意，（b）、（c）不符合题意。 故选（a）、（d）。 【七、凸透镜与凹透镜对光的作用】 【题型7】（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中表示光线通过凹透镜的是（　　） A．a、c B．b、c C．c、d D．a、b、d 【答案】D 【详解】凹透镜具有发散光线的能力，a中光线经过透镜后发散，所以是凹透镜；b中光线经透镜后发散，所以是凹透镜；c中光线经透镜后会聚，所以是凸透镜；d中光线经透镜后发散，所以是凹透镜。 故选D。 【变式7-1】图中方框内的一个光学器件应是（　　） A．凸面镜 B．凸透镜 C．凹面镜 D．凹透镜 【答案】D 【详解】由图可以看出，光线能够经光学元件透过去，所以图中可能为透镜，将图中的出射光与入射光进行比较：折射光线相对于镜前的光线是发散了，所以应该是一个对光线有发散作用的镜子，故为凹透镜。如图所示： 故选D。 【变式7-2】（23-24九年级下·广东深圳·阶段练习）根据如图，判断虚线框内放的透镜是（　　） A．甲为凸透镜，乙为凹透镜 B．甲为凹透镜，乙为凸透镜 C．甲、乙都为凸透镜 D．甲、乙都为凹透镜 【答案】A 【详解】发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此甲图应是凸透镜；发光点发出的两束光通过乙透镜后折射光线变得发散了，因此乙图应是凹透镜。 故选A。 【变式7-3】（23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习）如图所示，两条光线射向虚线框内的某一光学元件后会聚于其主光轴上的S点，拿掉该光学元件后，光线会聚于S1点。则该元件是（　　） A．平面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】D 【详解】由题意可知，光线通过该元件发生了折射，故应为透镜；没有光学元件光线会聚于S1点，有光学元件时会聚于主光轴的S，说明光线经过透镜后发散了一些；而凹透镜对光起发散作用，使光线会聚于主光轴上的S点。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式7-4】（24-25八年级上·江苏无锡·期中）如图所示，小莉在老师指导下，观察教室里的LED日光灯，发现每个LED发光芯片上都封装了硅胶透镜。资料显示，芯片最大发光角度是180°（大于180°范围。也有少量余光），光线通过透镜会聚可得到180°、160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度。下图的光路显示了一些透镜对光线的作用，与LED透镜对光线的作用相同的是 。 【答案】①④ 【详解】由题可知，LED透镜对光线具有会聚作用，属于凸透镜；①④图中的折射光线相对于入射光线是会聚的，是凸透镜；②③图中的折射光线相对于入射光线是发散的，是凹透镜，所以与LED透镜对光线的作用相同的是①④。 【变式7-5】（24-25八年级上·江苏常州·期中）如图所示，两条光线会聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入甲透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点，在虚线框内放入乙透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的a点，则甲是 透镜，乙是 透镜。（选填“凸”或“凹”） 【答案】 凹 凸 【详解】[1]由图知，光会聚于b点；光经过甲透镜后会聚在右侧的c点，折射光线与原来的入射光线相比，更远离主光轴，说明甲透镜对光线有发散作用，是凹透镜。 [2]经过乙透镜后会聚在左侧的a点，折射光线与原来的入射光线相比，更靠近主光轴，说明乙透镜对光线有会聚作用，是凸透镜。 【变式7-6】（2024八年级上·全国·专题练习）防盗门上的“猫眼”实际上是由两个透镜组成的，物镜（门外面的透镜）是凹透镜，目镜（门里面的透镜）是凸透镜。其中一个透镜对光具有如图所示的作用，该透镜是 （选填“凸”或“凹”）透镜。 【答案】凹 【详解】如图，光线经过透镜后，折射光线的传播方向相比入射光线的传播方向偏离了主光轴，可知该透镜对光有发散作用，故该透镜是凹透镜。 【变式7-7】（23-24八年级上·安徽安庆·期末）如图，截面为长方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体对图示光束具有 作用。 【答案】发散 【详解】玻璃材质的中空部分是空气，此玻璃体可以看成由左右两个凹透镜组成。凹透镜对光具有发散作用。 【八、焦距、焦点、主光轴的辨析】 【题型8】（24-25八年级上·全国·课后作业）如图所示，该凸透镜的焦距是（　　） A．10.0 cm B．20.0 cm C．30.0 cm D．50.0 cm 【答案】A 【详解】平行光经凸透镜后会聚于一点，这一点即为凸透镜的焦点。凸透镜所对刻度值为20.0cm，光屏所对刻度值为30.0cm，所以焦点到凸透镜光心的距离为10.0cm，即该凸透镜的焦距为10.0cm，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式8-1】（2024八年级上·全国·专题练习）甲、乙两个直径相同的凸透镜的焦距分别为5cm和8cm，它们使光偏折的程度（　　） A．甲比乙大 B．乙比甲大 C．相同 D．无法比较 【答案】A 【解析】略 【变式8-2】（23-24八年级下·全国·课后作业）关于透镜的焦点和焦距的说法，正确的是（　　） A．凹透镜对光起发散作用，所以凹透镜没有焦点 B．凸透镜有两个虚焦点 C．凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 D．透镜的光心位于它的主光轴上 【答案】D 【详解】A．凹透镜对光有发散作用，有两个虚焦点，故A错误； B．凸透镜有两个实焦点，故B错误； C．凸透镜的焦点到光心的距离叫焦距，故C错误； D．光心是位于主光轴上的特殊点，通过光心的光线传播方向不变，故D正确。 故选D。 【变式8-3】（24-25八年级上·全国·课前预习）如图所示，小明手持凸透镜正对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，在该光斑处能将火柴点燃，该光斑所处位置就是透镜的 ，该光斑到透镜中心的距离叫 ，经过 的光不改变方向。 【答案】 焦点 焦距 光心 【详解】[1][2][3]凸透镜对光线有会聚作用。小明手持凸透镜正对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离，阳光经凸透镜折射后会在白纸上得到最小最亮的光斑，在该光斑处能将火柴点燃，则该光斑所处的位置就是透镜的焦点；凸透镜可以看作两个球相交形成的，连接两球球心的连线叫主光轴，在主光轴上有一个特殊的点，经过这个点的光线传播方向不变，这个点叫光心。 【变式8-4】（23-24八年级下·河南开封·期中）平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于 上的一点，这点称为凸透镜的 ，该点到光心的距离称为 。 【答案】 主光轴 焦点 焦距 【详解】[1][2]凸透镜具有会聚光线的能力，平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于主光轴上的一点，这个点称为凸透镜的焦点。 [3]凸透镜焦点到凸透镜光心的距离称为焦距，由于光路具有可逆性，所以凸透镜左右各有一个焦点。 【变式8-5】（23-24八年级下·全国·课后作业）如图所示，让凸透镜正对着光源，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，在白纸上能得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑所在位置就是凸透镜的 ，该凸透镜的焦距是 。 【答案】 焦点 11.0 【详解】[1][2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 f=41.0cm-30.0cm=11.0cm 【变式8-6】（24-25八年级上·山东烟台·期中）物理实践小组在讨论“野外生存时如果没有打火机怎么生火取暖”的问题。小明提出了冬季可以采用“削冰取火”的办法，就是把冰块制成 透镜，因为它对光线有 作用，若要“取火”，应把易燃物放在透镜的 位置。 【答案】 凸 会聚 焦点 【详解】[1][2][3]凸透镜对光有会聚作用，“削冰取火”就是把冰块制成凸透镜，然后将光会聚在焦点上，把易燃物放在透镜的焦点位置，就更容易将易燃物点燃。 【变式8-7】（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫作凸透镜的 ；凸透镜有 个焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫作 。 【答案】 焦点 2 焦距 【详解】[1][2][3]凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的焦点上。焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，凸透镜左右两侧各有一焦点，因此凸透镜有两个焦点。 【变式8-8】（24-25八年级上·江苏扬州·期中）利用凸透镜测量凸透镜的焦距时，需将凸透镜 太阳光，此时其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，如图所示，测出光斑到凸透镜光心的距离为10cm。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距 10cm（选填“小于”，“等于”或“大于”）。 【答案】 正对 小于 【详解】[1]‌当凸透镜正对太阳光时，太阳光才会沿主光轴平行照射到凸透镜上，从而在地面上形成一个最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点‌‌，通过测量焦点到凸透镜中心的距离，就可以得到凸透镜的焦距‌。故利用凸透镜测量焦距时，需要将凸透镜正对太阳光。 [2]已知光斑到凸透镜的距离为10cm，即像距为10cm时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点应在光斑之前，因此凸透镜的焦距一定小于10cm。 考点：透镜作图问题基本方法 掌握三条特殊的入射光线，经过透镜折射后的折射光线的特点是光学透镜光路作图的重要方法。见下图表： 【九、凸透镜与凹透镜的光路画图】 【题型9】（23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习）如图，F为凸透镜的焦点，O为光心，完成下面光路图。 【答案】 【详解】根据凸透镜的特点可知，通过光心的光线经凸透镜传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如下图所示： 【变式9-1】（22-23八年级上·河北保定·期末）画出图中入射光经过凸透镜后的光线。 【答案】 【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示 【变式9-2】（23-24八年级上·江苏泰州·阶段练习）完成图中的光路图。 【答案】 【详解】过二倍焦距处的入射光线的折射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处；通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，如图所示： 【变式9-3】（2024·福建莆田·二模）如图所示，F为凸透镜的焦点，O为光心，请分别画出两条入射光线经过凸透镜后的折射光线。 【答案】 【详解】过光心的光线过凸透镜后传播方向不变；过焦点的光线过凸透镜后平行于主光轴，如图所示： 【变式9-4】（23-24八年级上·广东湛江·阶段练习）根据要求完成以下作图题：如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。 【答案】 【详解】图中的透镜是凹透镜，延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴，过凹透镜光心的光线其传播方向不变，延长线画成虚线，光线画成实线并带上箭头。如图所示： 【变式9-5】（23-24八年级上·四川达州·期中）完成下列光路图。 【答案】 【详解】经过凹透镜光心的光线不发生偏折，沿原来的方向射出；延长线经过凹透镜另一侧虚焦点的光线，经过凹透镜后沿着与主光轴平行的方向射出，如图所示 【变式9-6】（22-23八年级上·广西柳州·开学考试）如图所示，作出穿过透镜的两条光线的光路图 【答案】 【详解】对于凹透镜，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变；如图所示： 考点：凸透镜成像的规律及应用 凸透镜成像的规律 物 距（u） 像 距（v） 像 的 性 质 应 用 大 小 正 倒 虚 实 无限远 v=f 极小 光斑 测焦距 u＞2f 2f＞v＞f 缩小 倒立 实像 照相机 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 测焦距 2f＞u＞f v＞2f 放大 倒立 实像 幻灯机（投影仪） u=f 无限远 获平行光源和测焦距 u＜f 同侧 放大 正立 虚像 放大镜 焦点内外分虚实，二倍焦距分大小，实像分居两侧倒，虚像则是同侧正，物近像远像越大，物远像近像越小。 【十、凸透镜成像的知识理解】 【题型10】（24-25八年级上·山东·开学考试）在“研究凸透镜成像”的实验中，当物距小于焦距时，在透镜的另一侧的屏上（　　） A．可以得到倒立、缩小的像 B．可以得到倒立、放大的像 C．可以得到倒立、等大的像 D．得不到像 【答案】D 【详解】当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以在透镜的另一侧的屏上看不到像。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式10-1】（24-25八年级上·北京丰台·期中）小刚在探究凸透镜成像的实验中，用由发光小灯泡组成的“上”字屏代替蜡烛，想看看在光屏上能成什么样的像。于是他把“上”字屏放在原来放蜡烛的位置上，如图所示。移动光屏直至看到清晰像。此时他在不透光的白板光屏上看到的缩小的像是下中的哪一个（观察时人眼位于小灯泡同侧）（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据凸透镜成像规律中，物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像，所成像不但上下相反，左右也相反，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式10-2】（2024·山东泰安·一模）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛到光屏的距离为40cm时，移动透镜到合适位置，光屏上可成倒立、等大、清晰的像。调节蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列判断正确的是（　　） ①凸透镜的焦距为20cm ②图中成像原理与投影仪成像原理相同 ③在透镜和蜡烛之间放一近视眼镜，将光屏适当左移，光屏上能再次成清晰的像 ④若保持图中蜡烛和光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上可再次成清晰的像 A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①③正确 D．只有②④正确 【答案】D 【详解】①当蜡烛到光屏的距离为40cm，即物距和像距的和是40cm，光屏上可成倒立、等大、清晰的像，此时物距等于像距且在2倍焦距出，即 解得凸透镜的焦距为 ①错误； ②图中的物距小于像距，倒立、放大的实像，生活中的应用就是投影仪，所以成像原理与投影仪成像原理相同，②正确； ③在透镜和蜡烛之间放一近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，所以像会往右边移动，所以将光屏适当右移，光屏上能再次成清晰的像，③错误； ④若保持图中蜡烛和光屏位置不变，只移动凸透镜，当物距位于2倍焦距以外时，会成倒立、缩小的实像，所以光屏上可再次成清晰的像，④正确。 综上，只有②④正确，故D正确，ABC错误。 故选D。 【变式10-3】（2024·山东泰安·一模）在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，小敏所在的小组利用如图甲所示的装置。测出凸透镜的焦距，正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法中正确的是（    ） ①由图甲可知该凸透镜的焦距是40.0 ②烛焰在如图乙所示的位置时，成像特点与投影仪成像特点相同 ③若烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变小 ④烛焰在如图乙所示的位置时，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，这时在光屏上只能成半个烛焰的像 A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有②③正确 D．只有①④正确 【答案】C 【详解】①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距 f=40.0cm-30.0cm=10.0cm故①错误； ②由图可知，此时物距\ u=50cm-35cm=15cm此时物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪，故②正确； ③若烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，烛焰所成的像将逐渐变小，故③正确； ④烛焰在如图乙所示的位置时，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，剩余部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故④错误。 综上所述，②③正确，故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式10-4】（23-24八年级上·河北保定·期末）在做凸透镜成像的实验时，当蜡烛距离凸透镜36 cm时，像成在距凸透镜20 cm另一侧的光屏上，看到的是 、 的 像，所用凸透镜的焦距 （填“大于”“等于”或“小于”）18 cm。 【答案】 倒立 缩小 实 小于 【详解】[1][2][3]由题意可知物距大于像距，故看到的应该是倒立缩小的实像。 [4]成倒立缩小的实像时，物距大于两倍焦距，即 【变式10-5】（2024·黑龙江鸡西·二模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将装置调整到如图所示的位置，可以在光屏上看到一个清晰的 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，若此时将蜡烛向右移动，要想得到清晰的像，需将光屏向 （选填“左”或“右”）移动。 【答案】 缩小 右 【详解】[1][2]由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时成的是倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时，物近像远像变大，将蜡烛向右移动，物距减小，要想得到清晰的像，像距变大，需将光屏向右移动。 【变式10-6】（2023·黑龙江哈尔滨·一模）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间的关系图像，如图所示。该凸透镜的焦距是 cm；把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像将 。（选填“逐渐变小”“逐渐变大”或“保持不变”） 【答案】 10 逐渐变小 【详解】[1]由凸透镜成像规律可知，当物距、相距相等时，此时物距等于两倍焦距，成的是倒立、等大的实像。由图可知，当物距等于20cm时，像距也为20cm，此时物距等于两倍焦距，所以焦距为10cm。 [2]物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，即物距从1倍焦距和2倍焦距之间移动到大于2倍焦距处，由凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知，物距增大，像逐渐变小。 【变式10-7】（22-23八年级上·上海·期末）在“探究平面镜成像的特点”实验中，用 作为平面镜，并将其 放置在水平桌面上，为了确定 的位置，需移动未点燃的蜡烛，直到它看上去 。在“验证凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心应大致在 。在图中，光屏中心呈现了清晰的烛焰像，此时所成的烛焰像应该是 。 【答案】 玻璃板 竖直 像 被点燃似的 同一高度 倒立缩小的实像 【详解】[1]用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时也能看到代替物体的另一个物体。 [2][3][4]为了准确确定像的位置，应将玻璃板竖直立在水平桌面上；把一只点燃的蜡烛放在镜前，另外拿一只完全相同未点燃的蜡烛在镜后适当的移动，直到看上去跟像完全重合，即好像被点燃似的，可以确定像的位置，同时也可以比较物像大小关系。 [5]为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处。 [6]由图知道，物距 u=50cm-20cm=30cm 像距 v=70cm-50cm=20cm 物距大于像距，像是倒立、缩小的实像。 考点：对凸透镜成像规律的思维方法 （1）焦点是成实像和虚像的分界点； （2）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点； （3）倒立的都是实像、正立的都是虚像； （4）当u>v时，像是缩小的；反之，像是放大的； （5）成实像时：当物距减小时，像距和像都增大； 反之，物距增大，像和像距都减小。简言之“物近像远像变大；” （6）无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大； （7）像与物左右相反，上下相反； （8）凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗； （9）物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。 【十一、凸透镜成像的动态变化问题】 【题型11】（19-20九年级·山东济南·自主招生）某兴趣小组的同学们用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，然后他们继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像（　　） A．光屏应向凸透镜靠近适当的距离，成的像比原来的像变小了 B．光屏应向凸透镜靠近适当的距离，成的像比原来的像变大了 C．光屏应向凸透镜远离适当的距离，成的像比原来的像变小了 D．光屏应向凸透镜远离适当的距离，成的像比原来的像变大了 【答案】A 【详解】向自制的水凸透镜注入水，因为凸透镜更加凸，相当于减小凸透镜的焦距，即相当于物体远离了透镜，物体成实像时，物距变大，像距变小，像变小，所以应该将光屏向左移动，成缩小的实像。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 【变式11-1】（24-25八年级上·江苏南京·期中）在用凸透镜观察物体的活动中，甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离，关于凸透镜与插图之间的距离，下列判断正确的是（   ） A．图甲最小，图丙最大 B．图乙最小，图丙最大 C．图甲最小，图丁最大 D．图丙最小，图甲最大 【答案】A 【详解】插图到凸透镜的物距在一倍焦距以内时，凸透镜成正立、放大的虚像，即乙图和甲图，凸透镜成虚像时，物远像远像变大，图乙比图甲凸透镜与插图之间的距离较远一些，插图到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，即丁图；凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像变小，插图远离凸透镜时，应先看到图丁，再看到图丙，综上可知，凸透镜从贴着插图然后逐渐远离，则看到插图的像的先后顺序为甲→乙→丁→丙，故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式11-2】（23-24八年级下·陕西咸阳·期中）如图是小明在探究“凸透镜成像规律”的实验，图中甲为蜡烛，乙为蜡烛通过凸透镜后在光屏上所成的像，丙图中F为凸透镜的焦点，2F为2倍焦距处。甲可能放在丙图中的位置是（    ） A．点处 B．点处 C．处 D．处 【答案】A 【详解】由图甲、乙可知，凸透镜成倒立放大的实像，此时物体（甲）放在大于一倍焦距小于二倍焦距处，即b处，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式11-3】（2024·山东临沂·一模）如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是（　　） A．将蜡烛移至a处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像 B．将蜡烛移至b处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 C．将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像 D．将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 【答案】D 【详解】A．由图可知，将蜡烛移至a处时，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，移动光屏，找不到像，故A错误； B．将蜡烛移至b处时，物距等于一倍焦距，此时不成像，故B错误； C．将蜡烛移至c处时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，移动光屏，可看见放大、倒立的实像，故C错误； D．将蜡烛移至d处时，物距处于两倍焦距以外，可以成缩小、倒立的实像，故D正确。 故选D。 【变式11-4】（23-24八年级上·山西大同·阶段练习）生物课上，小晋和同学们一起用凸透镜观察一只七星瓢虫（如图甲所示），小晋认为，图乙中的四幅图都是通过凸透镜观察到的像，你认为小晋的说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 【答案】 错误 凸透镜不能成正立、缩小的像 【详解】[1][2]根据图示可知，乙图中，从左向右，第二幅图成的是正立、缩小的像，凸透镜不能成正立、缩小的像，故小晋的说法是错误的。 【变式11-5】（2024·海南海口·二模）用照相机拍盛开的荷花时，荷花到镜头的距离要 （选填“大于”、“等于”或“小于”）两倍焦距。若要把荷花的像拍得更大些，则应使照相机的镜头 （选填“远离”或“靠近”）荷花。 【答案】 大于 靠近 【详解】［1］照相机的镜头相当于一个凸透镜，在底片上成倒立缩小的实像，物距大于两倍焦距，故用照相机拍盛开的荷花时，荷花到镜头的距离要大于两倍焦距。 ［2］由凸透镜成像规律可知，当成实像时，符合“物近像远大”，物体靠近凸透镜，像会远离凸透镜，会变大。故若要把荷花的像拍得更大些，应使照相机的镜头靠近荷花。 【变式11-6】（2024·山西大同·二模）小晋在课堂上展示了一个精彩的小实验。他在白色纸板上写上工整的英文“won”，并竖直放置，在纸板前放一个圆柱形水杯，如图甲所示；向水杯中倒水，调整水杯到纸板的距离，结果同学们惊奇地发现，“now”出现了，如图乙所示。本实验中，装入水的水杯相当于 ，看到的“now”是 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 凸透镜 实像 【详解】[1][2]圆柱形水杯中装有水的部分中间厚、边缘薄且透光，可以看成是凸透镜，图中乙成的是倒立等大的实像。 【变式11-7】（2024·广东阳江·一模）购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易.“刷脸”支付过程中，摄像头相当于 （选填“凹”或“凸”）透镜：面部经摄像头成倒立、缩小的 （选填“实”或“虚”）像，当人脸稍靠近摄像头时，摄像头所成的像 《选填“变大”“变小”或“不变”）， 【答案】 凸 实 变大 【详解】[1][2]根据摄像机的成像原理可知，摄像机的镜头相当于一个凸透镜，使用时物体位于其二倍焦距以外，物体成倒立缩小的实像。 [3]当人脸稍靠近摄像头时，物距变近，像距变远，像变大，即摄像头所成的像变大。 【变式11-8】（2024·陕西咸阳·二模）如图所示是热成像筒型网络摄像机，人站在摄像机前时，人在摄像机感光元件上所成的是倒立、 （选填“缩小”或“放大”）的实像，并利用 （选填“红外线”或“紫外线”）实时测量人体温度，从而达到监测的目的。当人靠近摄像机时，人在摄像机感光元件上所成的像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 缩小 红外线 变大 【详解】[1]摄像机的摄像头相当于凸透镜，人距摄像头的距离大于它的二倍焦距，所以成的是倒立、缩小的实像。 [2]物体会向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越强，所以，可以利用红外线来实时测量人体温度。 [3]当人靠近摄像机时，由凸透镜成像的规律可知，当物距减小时，像距变大，像变大。 【十二、凸透镜成像的应用】 【题型12】（2024·山东德州·中考真题）某款广告投影灯及其内部结构如图所示，它主要由光源、广告片和凸透镜组成，下列说法正确的是（　　） A．该投影灯的原理与照相机相同 B．广告片到镜头的距离应在一倍焦距以内 C．为从不同角度看见地面上的广告图标，应选择光滑的地面 D．若要在地面上得到清晰、更大的广告图标像，可适当减小镜头到广告片距离，增大投影灯离地距离 【答案】D 【详解】AB．该投影灯成的是放大的实像，则广告片到镜头的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，该投影灯的成像原理与投影仪相同；照相机的成像原理是物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故AB错误； C．为从不同角度看见地面上的广告图标，光照在地面上需要发生漫反射，因此应选择粗糙的地面，故C错误； D．若要在地面上得到清晰、更大的广告图标像，根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，可适当减小镜头到广告片距离，增大投影灯离地距离，故D正确。 故选D。 【变式12-1】（23-24八年级上·云南昆明·阶段练习）如图是某同学准备制作的昆虫观察瓶，为便于观察瓶底小昆虫，可在瓶口处安装一块 透镜，若瓶口到瓶底的距离为10厘米，当选择透镜的焦距 （选填“大于”、“等于”或“小于”）10厘米时，能观察到小昆虫 的虚像。 【答案】 凸 大于 正立、放大 【详解】[1]在瓶口处安装一个透镜便于观察瓶底小昆虫放大的像，安装的应是凸透镜。 [2][3]放大镜是利用凸透镜物距小于焦距，成正立、放大的虚像工作的，所以当盒盖到盒底的距离为10cm时，物距是10cm，则选择的凸透镜的焦距要大于10cm才能成正立、放大的虚像。 【变式12-2】（2024·吉林四平·二模）用镜头焦距不变的照相机拍出了蝈蝈的照片如图甲所示，现要拍出如图乙所示的照片，则照相机需 蝈蝈，镜头向 （选填“前”或“后”）调节。 【答案】 靠近 前 【详解】[1][2]照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，乙照片中蝈蝈大些，即像大一些，需要减小物距，增大像距，即照相机靠近蝈蝈，同时把镜头向前伸，使暗箱变长。 【变式12-3】（2023·黑龙江哈尔滨·三模）一幅如图甲的漫画立在桌面上。小聪把一个装水的玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙。小聪观察分析：装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚，边缘薄，起到 （填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”）的作用，使图片横向放大、颠倒，透过水杯看到的是老鼠的实像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足 （填“”或“”）。 【答案】 凸透镜 【详解】[1]圆柱形玻璃杯盛满水，圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄，形成水凸透镜。 [2]由乙图可知，此时的老鼠的像与甲图中的老鼠相比，是放大的，左右颠倒的实像，所以此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即 【变式12-4】（2024·山东日照·二模）如图甲所示的黑白卡片，在高脚玻璃杯前方观察到如图乙所示装水部分“黑白颠倒”的现象，此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个透镜，若希望看到“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来，则应将高脚杯 （选填“靠近”或“远离”）黑白卡片。 【答案】靠近 【解析】【小题1】希望看到“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来，像应该是正立的，所以需要高脚杯靠近卡片，减小物距，使物距小于焦距时成正立的虚像。 【变式12-5】（2024·山东济南·二模）芯片（如图甲所示）是电子设备的心脏和大脑。光刻机技术是现代微电子、信息产业的基础，其工作原理如图乙所示。光刻机在工作时，用紫外线光束透过事先设计好集成电路图的镂空掩膜，经过凸透镜去照射下面的硅片，恰好在硅片上呈现清晰的像。硅材料在电子工业中是最重要的 材料。要使光刻机成像更小应将镂空掩膜 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜。 【答案】 半导体 远离 【解析】【小题1】[1]芯片原材料是硅，而硅属于半导体材料。 [2]使光刻机成像更小，根据凸透镜成像特点可知，物距变大时，像距变小，像变小；应将镂空掩膜远离凸透镜。 【变式12-6】（22-23八年级下·安徽宿州·开学考试）如图甲所示，透过圆柱形玻璃杯观察到其后面白纸上面有一水平方向的箭头，慢慢向玻璃杯中注水至水面高过箭头位置，透过玻璃杯看纸上的“箭头”如图乙所示，注入水的圆柱形玻璃杯中相当于凸透镜，此时白纸距离玻璃杯的距离关系满足 。 【答案】一倍焦距和二倍焦距之间 【详解】玻璃水杯相当于一个凸透镜；由图知道，此时的像为倒立、放大的实像，所以白纸距离玻璃杯的距离在一倍焦距和二倍焦距之间。 考点：探究凸透镜成像规律实验思维方法 1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移动凸透镜。 2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。 3.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有： ①蜡烛在焦点以内（u<f）； ②烛焰在焦点上(u=f) ； ③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度 ； ④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。 5.实验结论：凸透镜成像规律内容。 6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实 二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑。 【十三、探究凸透镜成像规律】 【题型13】（2024·吉林松原·三模）如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中： (1)为了使烛焰的像完整地成在光屏的中央，只需要调整 的高度； (2)调整高度后，不改变图中蜡烛、透镜和光屏的位置，此时在光屏上呈现一个清晰的像，这是一个倒立、 的实像。生活中的 与此成像特点相同。 【答案】(1)凸透镜 (2) 放大 投影仪 【详解】（1）为了使烛焰的像完整地成在光屏的中央，只需要调整凸透镜的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上。 （2）[1][2]由图得，物距小于像距，调整高度后，不改变图中蜡烛、透镜和光屏的位置，此时在光屏上呈现一个清晰的像，这是一个倒立、放大的实像。生活中的投影仪与此成像特点相同。 【变式13-1】（2024·黑龙江大庆·中考真题）某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图： （1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是 （填选项字母）； A．    B．    C．    D． （2）小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向 （填“左”或“右”）移动； （3）完成上述探究后，小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正立、 （填“放大”“缩小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，光屏上 （填“有”或“没有”）烛焰的像。 【答案】 B 右 等大 没有 【详解】（1）[1]由图知道，此时物距为 40cm-10cm=30cm 由凸透镜成像规律知道，此时 u＞2f 即     30cm＞2f ① 像距 v=55cm-40cm=15cm 此时 2f＞v＞f 即 2f＞15cm＞f ② 综合①②解得 7.5cm＜f＜15cm 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）[2]把蜡烛向右移动一小段距离，物距减小，像距增大，故应调整光屏向右移动。 （3）[3][4]平面镜成正立、等大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，所以光屏上没有这个像。 【变式13-2】（24-25八年级上·贵州·期中）小潘四人组成的学习小组在做“探究凸透镜的成像规律”的实验中： (1)如图甲所示，在测量凸透镜焦距时，让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的点，由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm； (2)如图乙所示，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛在图中位置处时，光屏应在 （选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像；生活中的 （选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）就是利用该原理制作出来的； (3)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致烛焰的像不在光屏的中央，为了使像能成在光屏中央，在保持蜡烛和光屏的位置不动的情况上，可通过 （选填“向上”或“向下”）调节透镜达到目的； (4)小潘将一个近视眼镜放在光源和凸透镜之间靠近透镜的位置，发现光屏上的像变模糊了。为了再次承接到清晰的像，他应将光屏向 （选填“远离”或“靠近”）透镜的方向移动适当距离。 【答案】(1)10.0 (2) Ⅱ 照相机 (3)向下 (4)远离 【详解】（1）如图平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，光屏上的最小、最亮的光点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 f=60.0cm-50.0cm=10.0cm （2）[1][2]如图乙所示，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置，此时物距 u=50.0cm-15.0cm=35.0cm＞2f根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像，因此光屏应在Ⅱ区域内左右移动，生活中照相机就是利用这一成像规律工作的。 （3）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致烛焰的像不在光屏的中央，为了使像能成在光屏中央，在保持蜡烛和光屏的位置不动的情况上，可通过向下调节透镜，使烛焰、凸透镜、光屏的中心重新在同一高度上。 （4）将一个近视眼镜放在光源和凸透镜之间靠近透镜的位置，通过近视眼镜射向凸透镜的光线发散了，像距变大，为了再次承接到清晰的像，他应将光屏向远离透镜的方向移动适当距离。 【变式13-3】（23-24九年级下·云南昭通·阶段练习）某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： (1)通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图象，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 cm； (2)当蜡烛放在如图乙所示位置时，调节光屏，可在光屏上得到一个倒立，放大的实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用此原理工作的； (3)若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上 （选填“能”或“不能”）成完整的像； (4)在图乙中，小明借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰，说明老师戴的是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。 【答案】(1)10 (2)投影仪 (3)能 (4)近视 【详解】（1）由图象可知 u=v=2f=20cm所以f=10cm。 （2）由图乙可知，像距大于二倍焦距，物距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理相同。 （3）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，下半部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗。 （4）将老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明老师所戴眼镜的镜片，对光线起了发散作用，则为凹透镜，近视眼是远处物体的像不能呈现在视网膜上，而是呈现在视网膜的前方，因此需配戴凹透镜才能看清远处的物体，所以老师戴的眼镜是近视眼镜。 【变式13-4】（2024·北京石景山·一模）人眼结构中，晶状体相当于凸透镜。看物体时，晶状体到视网膜的距离不变，如图甲。小明猜想人眼是靠改变晶状体的焦距来看清远近不同的物体。他结合“凸透镜成像规律”实验，利用可调节焦距的凸透镜（“水透镜”）、“F”光源、带刻度的光具座和光屏等器材进行模拟实验，如图乙。保持光屏到“水透镜”的距离不变，改变“F”光源到“水透镜”的距离，调节“水透镜”的焦距，直到光屏上成清晰的像，分别测得并记录物距和“水透镜”的焦距。部分实验数据记录如下表所示。 实验数据记录表 像距v/cm 物距u/cm 焦距f/cm 15.0 17.1 8.0 15.0 30.0 10.0 15.0 60.0 12.0 (1)上述实验中，光屏上成的是 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的像； (2)人长时间看近处物体，眼睛容易疲劳，建议适当远眺。结合实验数据分析，远眺时晶状体的焦距会变 （选填“大”或“小”）； (3)实验中需要测量“水透镜”的焦距，请添加器材，写出测量焦距的方法： 。 【答案】(1)缩小 (2)大 (3)见解析 【详解】（1）由表中数据可知，每组实验的物距都大于像距，且物距都大于2倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成的是倒立、缩小的实像。 （2）由表中数据可知，像距一定时，物距变大，焦距也在变大，所以远眺时，晶状体的焦距变大。 （3）让“水透镜”正对平行光，移动光屏，直到光屏上得到的光斑最小、最亮，用刻度尺测出此时“水透镜”中心到光斑的距离，即为焦距 f。 【变式13-5】（24-25八年级上·北京朝阳·阶段练习）某同学在做光学实验时，先将一凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，如图所示，左右移动光屏，直至光屏上呈现蜡烛清晰的像。 (1)点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在 目的是 ； (2)若凸透镜A的焦距为10cm，此时在光屏上呈现蜡烛清晰的像，利用这个成像特点制成了 （选填“照相机”、“放大镜”或“幻灯机”）； (3)当透镜A位置不变，蜡烛向右移动一小段距离后，若再次在光屏上得到清晰的像，则应将光屏向 移动（选填“左”或“右”）； (4)如图所示，若在蜡烛和透镜A保持不动的情况下，将光屏移动至更靠近凸透镜A的a点，光屏上原来清晰的像变模糊了，现将一透镜B置于蜡烛和透镜A之间的某处（图中未画出），光屏上又呈现蜡烛清晰的像，则透镜B为 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】(1) 同一高度 使像成在光屏中心 (2)照相机 (3)右 (4)凸透镜 【详解】（1）[1][2]为使像成在光屏中心，应将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调到大致在同一高度。 （2）如图，此时在光屏上呈现蜡烛清晰的像，像距小于物距，成倒立、缩小的实像，利用这个成像特点制成了照相机。 （3）根据凸透镜成像规律，物与像移动方向相同，当透镜A位置不变，蜡烛向右移动一小段距离后，像也向右移动，若再次在光屏上得到清晰的像，则应将光屏向右移动。 （4）若在蜡烛和透镜A保持不动的情况下，将光屏移动至更靠近凸透镜A的a点，若要使光屏上的像清晰，即像要向左移动，即光线更会聚，因此透镜B为凸透镜。 考点：眼睛和眼镜 （一）眼睛 1.构造：睫状体、瞳孔、角膜、晶状体、视网膜、视神经、玻璃体等部分构成。眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷）。 2.视物原理：晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，来自物体的光，经过他的折射后在视网膜上成倒立缩小的实像，再经视神经系统传入大脑，就能看到物体。 3.远点：依靠眼睛的调节所能看清的最远的点。正常眼睛的远点在无限远处。 4.近点：依靠眼睛的调节所能看清的最近的点。正常眼睛的近点大约在10cm处。 5.明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫明视距离。 （二）近视眼及其矫正 1.表现与成因：近视眼看不清远处的物体，原因是晶状体太厚折射能力太强，或眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光线汇聚在视网膜前，远处的物体成像在视网膜前面，到达视网膜上的是一个模糊的光斑。 2.矫正：佩戴凹透镜。矫正近视眼，要抵消过度的折光作用。可配戴用凹透镜制成的近视眼镜，使入射的光线经凹透镜发散后再射入眼睛，会聚点就能移到视网膜上，如图所示。 （三）远视眼及其矫正 1. 表现与成因：远视眼看不清近处的物体，是因为晶状体太薄折射能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此来自近处某点的光线还没汇聚就到达视网膜上了，近处的的物体成像在视网膜后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑。 2.矫正：佩戴凸透镜。矫正远视眼，增强对光的折射作用。可配戴用凸透镜制成的远视眼镜，使入射的光线经凸透镜折射后进入眼睛，会聚点就能移到视网膜上，如图所示。 （四）眼镜的度数 1.透镜的焦度：:把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度。 2.透镜的度数：透镜焦度乘以100的值。叫做透镜度数。 D＝100/f，远视镜的度数为正数，近视眼的度数为负数。 【十四、视物原理及矫正】 【题型14】（2024·广东汕头·模拟预测）手机为人们日常生活提供便利，但是不控制看手机的时间，会影响人们的健康，长时间看手机可能导致眼睛的晶状体变厚，焦距变短，造成近视；下列能正确表示近视眼成像原理的是（　　） A．B． C． D． 【答案】C 【详解】近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方。 A．远处的光经过晶状体成在视网膜上，这是正常眼睛观察远处物体时的情况，故A不符合题意； B．近处的光经过晶状体成在视网膜上，这是正常眼睛观察近处物体时的情况，故B不符合题意； C．远处的光经过晶状体成在视网膜的前方，这是近视眼观察远处物体时的情况，故C符合题意； D．近处的光经过晶状体成在视网膜的后方，这是远视眼观察近处物体时的情况，故D不符合题意。 故选C。 【变式14-1】（2024·甘肃武威·二模）现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（　　） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 【答案】D 【详解】甲图成像在视网膜之后，是远视眼的成因；乙图成像在视网膜之前，是近视眼的成因；丙图配戴凸透镜，是远视眼的矫正；丁图配戴凹透镜，是近视眼的矫正，故图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是乙和丁，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式14-2】（24-25八年级上·安徽芜湖·期中）图为某青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图，对比两图可知该患者的晶状体对光的会聚能力太 （选填“强”或“弱”），应戴的眼镜镜片属于 透镜。 【答案】 强 凹 【详解】[1][2]图中患者的晶状体较厚，对光的会聚能力过强，导致所成的像成在视网膜的前方，因此需要佩戴对光具有发散作用的凹透镜进行矫正。 【变式14-3】（23-24八年级下·甘肃兰州·期中）如图所示的四幅图中，能正确表示远视眼的成像情况的是 ，能正确表示近视眼矫正方法的是 。（均填序号） 【答案】 B A 【详解】[1]远视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太弱，使像成在视网膜的后方，故选B。 [2]近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，为了使像刚好成在视网膜上，需要使光线发散一些，所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，故选A。 【变式14-4】（24-25八年级上·贵州·期中）2024年6月6日是第29个全国“爱眼日”，今年的宣传主题是“关注普遍的眼健康”。该主题强调了眼健康管理的重要性，倡导公众关注自身及他人的视觉健康。请回答下列问题。 (1)如图是从物体发出的光经某同学眼睛的折射情况。要矫正该同学的视力应佩戴什么透镜制成的眼镜； (2)请简述该同学眼睛的成像原理。 【答案】(1)凹透镜 (2)该同学是近视眼，是由于晶状体变厚，折光能力变强，使远处的物体成像在视网膜的前方。 【详解】（1）人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，外界物体在视网膜上所成的像是倒立的实像；而此图中来自远方物体的光经眼球折光系统折射后成像成在视网膜的前方，这是近视眼的眼睛成像，因为凹透镜对光线有发散作用，使光线推迟会聚，正好成像在视网膜上，故应该配戴凹透镜来矫正视力。 （2）该同学是近视眼，成像原理是由于晶状体变厚，折光能力变强，使远处的物体成像在视网膜的前方。 考点：显微镜和望远镜 （一）显微镜 1.构造：目镜、物镜、载物片、反光镜等几部分构成。如图所示 2.目镜和物镜：目镜和物镜都相当于凸透镜，靠近物体的叫物镜，焦距较短；靠近眼睛的叫目镜，焦距较长，两镜间的距离是可以调节的。 3.成像原理：来自被观察物体的光经物镜后，在物镜的焦点以内成倒立、放大的实像，这一实像又经目镜成正立、放大的虚像。如图所示： （二）望远镜 1.构造：由两种凸透镜组成，靠近被观察物体的叫物镜，焦距较长；靠近眼睛的叫目镜，焦距较短。如图： 2.成像原理：由于从天体上各点射到物镜上的光可以看作是平行光，经物镜折射后，在物镜焦点外很近的地方，得到天体的倒立缩小的实像。目镜的前焦点和物镜的后焦点重合在—起，所以天体通过物镜所成的实像，位于目镜的一倍焦距以内。这倒立的缩小的实像对目镜来说是物体，它经目镜所成的像是放大的虚像。 3.视角：被观察的物体两端到人眼光心所夹的角叫视角。如图所示视角的大小和物体到眼睛的距离，物体越大，或离眼睛越近，视角越大。 【十五、望远镜与显微镜】 【题型15】（22-23八年级上·湖北武汉·阶段练习）当下，一款生存类游戏风靡网络，网友戏称为“吃鸡”。如图甲是狙击手通过高倍望远镜观察到的画面。关于望远镜（如图乙），说法正确的是（　　） A．它的物镜是凸透镜，目镜是凹透镜 B．它的目镜能用来矫正近视眼 C．夜晚用望远镜观察星空，能看到放大的像 D．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像 【答案】D 【详解】A．望远镜的物镜是凸透镜，相当于照相机，其作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像；目镜也是凸透镜，相当于放大镜，故A错误； B．望远镜的目镜是凸透镜，而近视眼应该用凹透镜来矫正，故B错误： C．夜晚用望远镜观察星空，观察者能看清楚较远处的物体，并不是看到放大的像，故C错误； D．望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，使远处的物体在焦点附近成像，故D正确。 故选D。 【变式15-1】（23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习）关于显微镜和望远镜下列阐述错误的是（　　） A．来自被观察物体的光经显微镜的物镜后成一个放大的实像 B．显微镜目镜的作用像一个普通的放大镜 C．望远镜的目镜作用是把物体通过物镜成在焦点附近的像放大 D．望远镜观察到的物体是放大的虚像 【答案】D 【详解】A．显微镜的物镜相当于幻灯机，来自被观察物体的光经显微镜的物镜后成一个放大的实像，故A正确，不符合题意； B．物体通过显微镜的物镜成倒立放大的实像，实像落在了目镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像，显微镜目镜的作用像一个普通的放大镜，故B正确，不符合题意； C．望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，这个像成在目镜一倍焦距以内，目镜成正立、放大的虚像，故C正确，不符合题意； D．望远镜经过物镜成倒立缩小的实像，经过目镜成正立放大的虚像，观察到的物体是放大的虚像，望远镜的物镜成的像虽然比原来小，但他离我们眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角变得很大，看起来像是放大了，实际还是缩小的，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式15-2】（22-23八年级上·广东清远·期中）天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是（　　） A．A镜是目镜 B．B镜是物镜 C．由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成的是虚像 D．太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的实像 【答案】D 【详解】AB．望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，靠近眼睛的是目镜，靠近物体的是物镜，即A是物镜，B是目镜，故AB错误； CD．物镜的作用是成倒立、缩小的实像，故C错误，D正确。 故选D。 【变式15-3】（2024八年级上·全国·专题练习）如图所示，小明正在模拟 （选填“显微镜”或“望远镜”）的使用，其中目镜和物镜都是由 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）制成的。 【答案】 望远镜 凸透镜 【详解】[1][2]由图可知，小明正在模拟的就是望远镜的使用，望远镜的目镜和物镜都是凸透镜制成的，物镜成物体倒立缩小的实像，这与照相机的成像原理相似；然后通过目镜成正立放大的虚像，这与放大镜的成像原理相似。 【变式15-4】（23-24八年级下·陕西宝鸡·阶段练习）观测月球等天体时应选用 ，观察细胞内部结构时应选用 。（均选填“望远镜”或“显微镜”） 【答案】 望远镜 显微镜 【详解】[1]望远镜可以观察到远处的物体，观测月球等天体时应选用望远镜。 [2]显微镜可以将微小的物体放大，观察细胞内部结构时应选用显微镜。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$