专题03 光的折射 透镜（期中复习讲义）八年级物理上学期新教材苏科版

专题03 光的折射 透镜（期中复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 光的折射现象 ①会判别光的折射现象 ②能运用光的折射规律解释现象 ①基础考点，常出现在选择题、填空题 ②易错点，会出现在选择题、填空题 探究光的折射规律 ①会正确操作探究光的折射规律的器材 ②能正确分析数据得出相应光的折射规律 ①基础考点，会出现在填空题、实验题 ②易错点，会出现在实验题 光折射的作图 能根据光的折射规律作图 高频考点，会出现在作图题 透镜的类别 会用不同方法辨别透镜类别 基础考点，常出现在选择题、填空题 透镜对光线的作用 ①知道凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对光有发散作用 ②会测凸透镜的焦距，知道焦距与透镜对光的折射能力的关系 ①高频考点，常出现在选择题、填空题 ②易错点，常出现在选择题、填空题 三条特殊光线 能作出通过凸透镜、凹透镜的三条特殊光线 基础必考点，常出现在填空题、作图题 探究凸透镜成像规律 ①知道探究凸透镜成像规律操作的注意点 ②能分析数据得出相应的凸透镜成像规律 ①基础必考点，常出现在填空题、实验题 ②高频考点，常会出现在填空题、实验题 凸透镜成像性质的判断 ①能根据物距与焦距的关系得出凸透镜成像性质 ②能根据像距与焦距的关系得出凸透镜成像性质 ①高频考点，常出现在选择题、填空题 ②高频考点，常出现在选择题、填空题 判断凸透镜成像时物距或像距 ①能根据凸透镜成像性质，判断出物距与焦距的关系得出 ②能根据像距与焦距的关系得出凸透镜成像性质 ①高频考点，常出现在选择题、填空题 ②高频考点，常会出现在选择题、填空题 判断凸透镜的焦距 能根据凸透镜成像性质，得出物距（像距）与焦距的关系，判断出凸透镜焦距的范围 易错点，常出现在选择题、填空题 凸透镜成像时的动态变化 能运用凸透镜成像规律，分析物距（或焦距）变化时所成像的性质、像距的变化 易错点，常出现在选择题、填空题 凸透镜成像规律的应用 ①知道照相机、投影机和放大镜的成像规律 ②知道照相机、投影机和放大镜动态调节 ①高频考点，常出现在选择题、填空题 ②高频考点，常会出现在选择题、填空题 望远镜与显微镜 ①知道望远镜的物镜和目镜类别及成像性质 ②知道显微镜的物镜和目镜类别及成像性质 ①基础必考点，会出现在选择题、填空题 ②基础必考点，会出现在选择题、填空题 视力的缺陷 知道近视眼和远视眼的缺陷及其成因 基础必考点，常出现在选择题、填空题 视力的矫正 知道近视眼和远视眼的矫正方法 基础必考点，常出现在选择题、填空题 红外线和紫外线 ①知道红外线的特点和应用 ②知道紫外线的特点和应用 ①基础考点，常出现在选择题、填空题 ②易错点，常会出现在选择题、填空题 知识点01 光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象，叫做光的折射。 示例：光从空气斜射入水中、光从玻璃斜射入空气中等，在两种物质的分解面处光的传播方向发生改变。 注意：当光垂直于两种物质分界面时，光从一种介质射入另一种介质，传播方向不变。 知识点02 光的折射基本概念 （1）入射点：光线射到分界面上的点，通常用“O”表示； （2）法线：过光的入射点所作的与分界面垂直的直线，通常用“NN’ ”表示； （3）入射光线：射到分界面上的光线； （4）折射光线：被分界面折射后的光线； （5）入射角：入射光线与法线的夹角； （6）折射角：折射光线与法线间的夹角。 示例： 知识点03 实验：探究光的折射规律 实验器材：可折叠的标有角度刻度的硬白纸板、水、水缸、激光笔 实验步骤： 1．如图所示，将一块画有角度和中心虚线的硬纸板竖直插入盛有水的缸中，使虚线与水面垂直，角度刻度中心点恰与水面相平。虚线即为分界面的法线，中心点即为为入射点。 2．用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到入射点，经分界面的反射和折射，沿另一个方向射出，在纸板上出现了反射光线和折射光线的径迹。 3．把纸板右半边向前或向后折，反射光线的径迹消失。 4．改变入射角的大小，发现折射角会随着入射角的增大而增大，减小而减小。 增大入射角 减小入射角 入射角减小到0 实验分析： 1．当纸板向前向后折时，折射光线从纸板上消失，纸板恢复平整后，折射光线重新出现，说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 2．实验过程中发现，折射光线和入射光线始终在法线的两侧。 3．折射角会随着入射角的变化趋势而变化。 4．光从空气斜射入水时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气时，折射角大于入射角。 5．当光垂直入射时，光不发生折射。 实验结论： 光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。光垂直于介质表面入射时，折射角等于零。 当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线方向，即折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向，即折射角大于入射角。 注意事项： 1．白纸板的作用：由于白纸表面粗糙，光沿纸板传播时，有部分光被反射到各个方向，从而显示光路。 2．让光从某次折射光线径迹逆着折射光线的方向射到纸板中心点，它被折射后逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在折射现象中，光路是可逆的。 知识点04 光的折射现象及解释 （1）视深度：人站在岸上看水中物体，所见像的位置看起来比实际位置高一些。 示例：从岸上看水中的鱼变浅：光从水到空气发生折射，看到的鱼的位置升高了。 （2）视高度：透过另一种介质看空中的物体，所见像的位置比物体实际位置高。 示例：人从水中看空气中的物体时，看到物体的位置升高了。 （3）光在不均匀介质中的传播路径是曲线 示例：海市蜃楼——介质疏密不均，光就不会沿直接传播，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，而会 发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上、沙漠或戈壁等 地方。 知识点05 透镜 由透明物质制成，至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。 凸透镜：中央厚、边缘薄，可以看到正立、放大的像。 示例：放大镜、老花镜； 凹透镜：中央薄、边缘厚，可以看到正立、缩小的像，如：近视眼镜。 示例：近视眼镜。 知识点06 透镜对光的作用 凸透镜：将凸透镜正对着太阳光，移动凸透镜，在地面上会观察到一个很小、很亮的光斑，表明凸透镜对光有会聚作用。 凹透镜：将凹透镜正对着太阳光，在地面上会出现比镜面大得多的较暗的光斑，表明凹透镜对光有发散作用。 结论：凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜又叫会聚透镜。 凹透镜对光有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜。 知识点07 透镜的基本概念 光心：透镜的中心，用“O”表示。 主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线（主光轴是通过球心的直线C1C2），用点划线“”表示。 焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用“F”表示。凸透镜两侧均有焦点，且关于光心对称。 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点，用“F”表示。凹透镜两侧均有虚焦点，且关于光心对称。 焦距：焦点到光心的距离，用“f ”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。 知识点08 透镜的特殊光线 凸透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凸透镜后传播方向不变。 示例： 易错点：凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚作用是相对于入射光线而言，折射光线经过凸透镜后会向靠近主光轴的方向偏折。 示例：发散光线经凸透镜后仍为发散光线，但发散程度会降低 凹透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过虚焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凹透镜后传播方向不变。 示例： 易错点：凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于入射光线来说的，折射光线经过凹透镜后会向远离主光轴的方向偏折。 示例：会聚光线经凹透镜后仍为会聚光线，但会聚程度会降低 知识点09 判断凸透镜和凹透镜的方法 （1）“摸 ”——根据凸透镜中央厚边缘薄，凹透镜中央薄边缘厚的特点加以区分。 （2）“看 ”——分别通过凸透镜和凹透镜观察书上的文字（透镜距书较近），你会发现：通过凸透镜所看到的物体的像是放大的；通过凹透镜所看到的物体的像是缩小的。 （3）“望 ”——举起透镜，伸直手臂观看远处的物体，成倒立缩小像的是凸透镜，成正立缩小像的是凹透镜。 （4）“照 ”——让一束平行光（如太阳光）通过透镜发生的现象。凸透镜对光有会聚作用， 将凸透镜正对着太阳光，移动凸透镜，在地面上会观察到一个很小、很亮的光斑；凹透镜对光有发 散作用，将凹透镜正对着太阳光，在地面上会出现比镜面大得多的较暗的光斑。 知识点10 探究凸透镜的成像规律 实验器材：标有长度的光具座，f＝10 cm（最好在10～20 cm之间）的凸透镜一个，蜡烛一支，用白色硬纸制成的光屏一个等。 实验分析： 1．当u>2f时，在光屏上可以看到倒立缩小的烛焰的像，此像为实像。 2．当u=2f时，在光屏上可以看到倒立等大的烛焰的像，此像为实像。 3．当2f>u>f时，在光屏上可以看到倒立放大的烛焰的像，此像为实像。 4．当u=f时，在光屏上不能看到烛焰的像。 5．当u<f时，在光屏上不能看到烛焰的像，但从光屏一侧向透镜看，可以在凸透镜中看到烛焰正立放大的像，此像为虚像。 实验结论：凸透镜的成像规律（静态） 实验序号 物距（u） cm 像距（v） cm 像的性质 正倒 大小 虚实 1 u > 2f 2f > v > f 倒立 缩小 实 2 u = 2f v = 2f 倒立 等大 实 3 2f > u > f v > 2f 倒立 放大 实 4 u = f / 不成像 5 u < f / 正立 放大 虚 注意事项： 1．光具座的长度要大于凸透镜焦距的4倍、否则无法完成实验。 2．可以用发光二极管代替蜡烛，这样成像稳定且容易比较像与物的大小关系。 3．调整光屏和凸透镜的高度，使蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度的目的是使像成在光屛的中央。 4．若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有： （1）烛焰在焦点以内； （2）烛焰在焦点上； （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，光屏无法移到该位置。 知识点11 凸透镜的成像的几点说明： 1．凸透镜成的实像，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒；凸透镜成的虚像，上下左右都不颠倒。 示例： 2．用纸遮住凸透镜一部分(或凸透镜缺一小块)，光屏上仍会成完整的像点，但像会变暗一些。如下图所示，物体A点发出的若干条光线在A’点会聚形成像。 示例： 现用纸板遮住上半部分，如下图所示，A点发出的多条光线仍可在A’点会聚形成像点，但因为会聚的光线变少，所以像的亮度会降低。 示例： 同理，现用纸板遮住下半部分，如下图所示，A点发出的多条光线仍可在A’点会聚形成像点，但因为会聚的光线变少，所以像的亮度会降低。 示例： 3．凸透镜成的实像不仅可以用光屏承接，用眼睛直接观察也可以看得到。 示例： 知识点12 照相机 照相机的成像原理 照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。它的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光通过镜头在胶片（感光元件）上成倒立、缩小的实像。 照相机镜头的调节 受照相机外形的限制，照相机胶片（感光元件）的位置不可调节，镜头的焦距也不可调节，为了使远、近的物体都能成像到胶片上，只能通过调节镜头到胶片的距离（像距）来实现。 由凸透镜成实像时遵循物近像远像变大的规律可知，当物体靠近照相机镜头时，物距缩小，需增大像距，但镜头位置可调节，故只能将镜头适当伸出，增大胶片（感光元件）到镜头的距离，此时像变大。反之，当物体远离照相机镜头时，应将镜头适当收缩，此时像缩小。 知识点13 眼球 眼球的成像原理 眼球与照相机的成像原理类似，也是利用凸透镜能成缩小实像的原理成像的。光线经角膜和晶状体的折射，在视网膜上成像，通过视觉神经将信息传入大脑，于是人们就能看到物体了。 眼球的调节 受眼球结构的限制，晶状体与视网膜之间的距离不可调节，为了使远、近的物体都能成像到视网膜上，只能通过调节晶状体和角膜的形状来实现。 由凸透镜成实像时遵循物近像远像变大，物远像近像变小的规律可知，当看远处的物体时，像距很小，成像在了视网膜的前方，为了使像成在视网膜上，需要睫状肌放松，使晶状体变薄，减弱光的偏折能力，使像向远离晶状体的方向移动直至视网膜上；当看近处的物体时，像距变大，这是成像在视网膜的后方，为了使像成在视网膜上，需要睫状肌收缩，使晶状体变厚，增强光的偏折能力，使像向靠近晶状体的方向移动直至视网膜上。 易错点： 1．照相机可调节的是物距和焦距，一般相机的焦距不可调节。 2．眼睛可调节的是透镜焦距和物距，像距不可调节。 知识点14 投影仪 投影仪原理 投影仪是利用凸透镜能成放大实像的原理制成的。它下面的盒是聚光器，盒中光源发出的光线均匀地照射在置于盒面上的透明投影片上。盒面上方有一成像凸透镜，将投影片发出的光线折射后，经上方与水平面成45°角的平面镜改变光路后，成像在前面的屏幕上。 投影仪的调节 由凸透镜成实像时遵循物近像远像变大，物远像近像变小的规律可知，当需要使成像变大时，应增大投影仪与屏幕的距离，减小成像凸透镜与投影片的距离；反之，当需要使成像变小时，应减小投影仪与屏幕的距离，增大成像凸透镜与投影片的距离。 知识点15 放大镜 放大镜的原理 放大镜是利用凸透镜能成放大虚像的原理制成的。 放大镜的调节 由凸透镜成虚像时遵循物近像近像变小，物远像远像变大的规律可知，当需要使成像变大时，应增大放大镜与物体的距离；反之，当需要使成像变小时，应减小放大镜与物体的距离。 知识点16 视力的缺陷与矫正 视力缺陷：由于人眼的调节功能降低，不能使物体成像在视网膜上引起的。 示例：近视眼看不清远处的物体，是因为调节晶状体的弯曲度后，物体的像仍落在视网膜的前方。利用凹透镜能使光发散的特点，在眼球前面放一个合适的凹透镜，就能使像向后移到视网膜上。 利用凹透镜能使光发散的特点，在眼球前面放一个合适的凹透镜，就能使像向后移到视网膜上。因此，近视镜是凹透镜。 远视眼看不清近处的物体，是因为调节晶状体的弯曲度后，物体的像仍落在视网膜的后面。利用凸透镜能使光会聚的特点，在眼球前面放一个合适的凸透镜，就能使像向前移到视网膜上。 利用凸透镜能使光会聚的特点，在眼球前面放一个合适的凸透镜，就能使像向前移到视网膜上。因此，远视镜（老花镜）是凸透镜。 知识点17 视力的矫正 眼镜的度数在数值上等于镜片焦距（以米为单位）倒数的100倍。远视镜片（凸透镜）度数为正，近视镜片（凹透镜）度数为负。 示例：焦距为0.5 m的远视镜片度数为200度，焦距为0.2 m的近视镜片度数为－500度。 知识点18 望远镜和显微镜 望远镜： 1．伽利略望远镜：第一位把望远镜用于天文观测的是意大利物理学家伽利略。他用自制的望远镜（用一块凸透镜作为物镜、用一块凹透镜作为目镜）观察天体，以确凿的证据支持了 哥白尼的“ 日心说 ”。 2．开普勒望远镜：德国天文学家开普勒用两个凸透镜组成望远镜，焦距较长的作为物镜，焦距较短的作为目镜。这种望远镜更适宜于观察天体。 示例： 显微镜： 显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，与开普勒望远镜不同的是，它的物镜的焦距很短、目镜的焦距较长。微小的物体经过物镜和目镜两次放大后，人眼就可以看清楚了。 示例： 知识点19 红外线 红外线：在色散光带红光外侧能使物体发热的不可见光 特点：（1）红外线具有比较显著的热效应，能使被照射的物体发热。 （2） 自然界中的物体都在不停地向外辐射红外线。物体辐射的红外线的强度与其温度有关，温度越高，辐射的红外线越强。 示例：应用：红外热成像仪、红外线检测设备、红外测温仪、红外夜视仪、遥控器、卫 星遥感、红外加热等 知识点20 紫外线 紫外线：在色散光带紫光外侧的不可见光。 特点：（1）紫外线能使荧光物质发光；（2）紫外线能杀菌。 示例：应用：验钞机、消毒柜、灭菌灯等。 危害：过量的紫外线照射对人体有害，可引发白内障或导致皮肤过早衰老，甚至导致皮肤癌变。 题型一 光的折射现象 解｜题｜技｜巧 光的折射现象观察者和被观察对象一定处于不同介质中，光的直线传播光在同种均匀介质中，光反射时反射光线与入射光线在同种介质中。 【典例1】（2025春•海门区期中）我国古书《梦溪笔谈》中有关于海市蜃楼的记载，下列四幅图与海市蜃楼涉及的光现象相同的是（　　） A．杯中“折”笔 B．水中倒影 C．日晷计时 D．林间光斑 【变式1】（2024秋•江阴市期中）如图所示是一位游客在海洋公园拍到的北极熊的照片，北极熊的头身居然分离了！对此，小亮解释道：游客看到的北极熊的身体是光从 ______ 中斜射入 ______ （前两空均选填“水”或“空气”）中时，在界面发生折射形成的 ______ （选填“实”或“虚”）像。 【变式2】（2024秋•建湖县期中）如图，小明将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到，沿碗壁缓缓向碗中加水，在A处又能看到“硬币”了，这是由于光从水斜射向空气时，折射光线偏 ______ 法线，看到位于真实硬币 ______ 方的 ______ 像；如果要照亮硬币，激光笔应对准 ______ 照射。 题型二 判断光斑的位置 易｜错｜点｜拨 在判断光斑移动位置时，一定要根据光的折射规律作图，分别作出不同情形下的折射光线，若在同种介质中，则根据光的直线传播或光的反射定律，作出相应光线，则问题迎刃而解。 【典例1】（2024秋•常州期中）如图所示，长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔，沿图示方向发出一束激光，在侧壁上B处形成一个光斑，下列操作不能使光斑向上移动的是（　　） A．其他条件不变时，激光笔竖直向上移动 B．其他条件不变时，激光笔水平向左移动 C．其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动 D．其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水 【变式1】（2024秋•江阴市期中）某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点：如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（　　） A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 B．P点在S点的下方，Q点在S点的下方 C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方 D．P点在S点的上方，Q点在S点的下方 【变式2】（2024秋•东台市期中）如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 ______ 侧。打开水槽底部水龙头缓慢放水的过程中，折射角大小 ______ （选填“变大”、“变小”或“不变”）同时观察到水槽底部光斑向 ______ 移动。 题型三 折射光路 解｜题｜技｜巧 在判断光的折射光路时，首先明确观察对象和人眼所处的位置，即确定了入射光和折射光所在介质，明确光的传播方向，则问题得以解决。 【典例1】（2024秋•滨湖区校级期中）如图所示，小明在此位置恰好看不到碗中硬币，缓缓注水后，硬币再现。此时，小明看到硬币的光路图为（　　） A． B． C． D． 【变式1】（2024秋•南京期中）如图所示，射水鱼观察到停歇在水面上方的猎物后，会从口中喷射出水柱，将小虫击落到水中吃掉。下列能反映它在水下看到水面上的小虫时的光路图的是（　　） A． B． C． D． 【变式2】（2024秋•天宁区校级期中）如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线 ______ 是同一束光，通过界面时光的传播速度 ______ （选填“变快”、“变慢”或“不变”）。 题型四 光的折射作图 答｜题｜模｜板 光的折射成像实质是折射光线反向延长线的交点，即所有折射光线都好像是从像点发出的。因此完成此类问题时，先确定像点，将像与观察点连接起来。注意像点到两介质分界面之间用虚线，观察点到入射点之间用实线，注意箭头方向与光的传播方向一致。 【典例1】（2022秋•工业园区期中）如图所示，在平静的湖边上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像，图中A、B两点，其中一点是路灯的发光点，另一点是路灯的像点。请你区分发光点、像点，在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。 【变式1】（2024秋•靖江市月考）如图所示，一条从S点发出的光射向水面，在水面处发生反射和折射后，反射光线经过A点，水中的折射光线经过P点，请作出入射光线、反射光线和折射光线。 【变式2】（2024秋•兴化市期末）如图所示，渔民看到水中S′处有一条鱼，而S才是鱼的真实的位置，现要利用激光手电筒从A点发出一束光照射到S上，请你在图中完成光路。 题型五 探究光的折射规律 易｜错｜点｜拨 光从一种介质射入另一种介质的过程有两种情形：一是垂直入射，光的传播方向不变；另一种是斜射，光的传播方向改变。光在空气与其他介质中传播过程中，空气中的光线与法线的夹角均较大。 【典例1】（2024秋•句容市校级期中）在探究光的折射规律实验中，某小组同学将光分别射入水和玻璃中，并记录了如下数据，请分析表中的数据，可以得出： 空气中的入射角i 0° 30° 45° 60° 水中的折射角r 0° 22° 32° 40° 玻璃中的折射角β 0° 17° 24° 30° （1）当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向 ______ （选填“一定”或“不一定”）发生改变； （2）当光从空气斜射入水或玻璃中时，入射角增大，折射角 ______ （选填“增大”或“减小”），且折射角 ______ 入射角，由此可猜想，光从空气斜射入其他介质时，折射角 ______ （选填“可能”或“不可能”）达到90°； （3）在光的折射现象中，光路也是可逆的，则可猜想：光从水斜射入空气中时，入射角为32°，折射角应为 ______ ； （4）从表中数据中还能得出：不同介质对光的折射本领是不同的，可猜想：当光从水中斜射入玻璃中时，折射角 ______ 入射角。 【变式1】（2024秋•宿迁期中）用如图装置探究光的折射特点，向圆形水槽中注水使水面恰好通过背景屏的圆心O。 （1）开始时将一束光从空气沿着与水面垂直的方向经圆心O射入水中时，光在水中的传播方向 ______ （改变/不变），此时折射角为 ______ 度。逐次增大入射角时，可以发现折射角 ______ （变大/变小/不变），且折射角 ______ （大于/小于/等于）入射角。 （2）使一束光从水经圆心斜射入空气中，可以发现折射角随入射角的增大而 ______ （增大/减小/不变），且折射角 ______ （大于/小于/等于）入射角。 【变式2】（2024秋•常州期中）用如图所示的装置“探究光的折射规律” （1）实验数据如下表，分析数据可得结论：当光由空气 ______ 入水中时，折射角小于入射角；且入射角增大时，折射角 ______ 。 （2）当杯底的光点在B点时，若仅从容器中抽出一些水，则杯底光点将向B点的 ______ （左/右）侧移动。 入射角a 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° 题型六 判断透镜的类别 解｜题｜技｜巧 判断透镜类别的方法：1.根据构造。比较中间与边缘的厚度，中央厚边缘薄的是凸透镜；2.根据成像性质。近处物体，成放大像的是凸透镜，成缩小像的是凹透镜；远处物体，成倒立像的是凸透镜，成正立像的是凹透镜；3.根据对光的作用，对光有会聚作用的是凸透镜，对光有发散作用的是凹透镜。 【典例1】（2024秋•姑苏区校级期中）在如图所示的虚线框内，甲、乙均是透镜，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙都是凸透镜 B．甲、乙都是凹透镜 C．甲是凸透镜，乙是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜 【变式1】（2024秋•玄武区期中）单反相机镜头由多种光学器件组成，其中较为重要的是透镜组，如图所示透镜组中属于凹透镜的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【变式2】（2024秋•铜山区期中）用铁丝绕成一个内径约为3mm左右的圆环，将圆环在清水中蘸一下后取出，布满圆环的水膜犹如一个透镜（如图所示）。下列辨别水膜是凸透镜还是凹透镜的方法中简易可行的是（　　） A．用手触摸水膜，比较中间和边缘的厚度 B．用刻度尺测量水膜中间和边缘的厚度 C．透过水膜观察物体成像 D．用强光照射水膜 题型七 凸透镜对光的会聚作用 易｜错｜点｜拨 对光有会聚作用，是出射光线与入射光线相比，出射光线与入射光线相比偏向主光轴，所以会聚作用，出射光线不一定是会聚光线。 【典例1】（2023秋•海门市校级期中）一束光经过凸透镜后（　　） A．一定是平行光 B．一定会聚于一点 C．一定是发散光线 D．一定较入射光线会聚一些 【变式1】（2024秋•姑苏区校级期中）如图甲所示，晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火”。“削冰令圆”就是把冰块制成 ______ 镜。该透镜对光线与图乙虚框中透镜对光线所起到的作用 ______ （填“相同”或“不同”）。 【变式2】（2024秋•东台市期中）如图所示，将一只透镜正对着太阳，把一张纸放在它下方，纸上呈现一个圆光斑，光斑直径小于透镜直径，测得光斑到透镜的距离为l。由此可推断该透镜对光线有 ______ 作用，透镜种类是 ______ 。若透镜焦距小于l，在透镜逐渐靠向纸面的过程中，会看到圆光斑 ______ （填光斑大小变化情况）。 题型八 凹透镜对光的发散作用 易｜错｜点｜拨 对光有发散作用，是出射光线与入射光线相比，出射光线与入射光线相比偏离主光轴，因此发散作用，出射光线不一定是会聚光线。 【典例1】（2024秋•昆山市期中）如图甲，一束光原来聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入一透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点，则该透镜是 ______ 透镜；若在虚线框内放入如图乙所示的玻璃砖，这束光将会聚于透镜 ______ （b点/b点左侧/b点右侧）。 【变式1】（2024秋•高邮市期中）在一个不透明的木板上，钻一个小孔，用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围，如图所示，为了能获得最大观察范围，在小孔中最好嵌入 ______ （选填“玻璃砖”、“凸透镜”或“凹透镜”）。因为其对光有 ______ 作用。 【变式2】（2024秋•盱眙县期中）如图1和2所示。小明在阳光下研究透镜对光的作用，将透镜正对太阳光，移动与透镜平行的白纸，在白纸上得到了如图3所示的现象。则该同学所用的透镜为 ______ （选填“凹透镜”、“凸透镜”或“凹透镜或凸透镜”）；继续将白纸稍远离该透镜，则暗斑的面积将 ______ （选填“变大”、“变小”或“不变”），亮环的亮度将 ______ （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 题型九 三条特殊光线 解｜题｜技｜巧 过光心的光线传播方向不变；平行于主光轴的入射光线，出射光线过焦点（凸透镜是实际光线过焦点，凹透镜是延长线过焦点）；入射光线过焦点（凸透镜是实际光线过焦点，凹透镜是延长线过焦点），出射光线平行于主光轴的。 【典例1】（2024秋•京口区校级期中）如图所示，两条平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于点F，若①②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离，则会聚点将 ______ （选填“向右移动”、“保持原位置不变”或“向左移动”）；取一点光源放在A点处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜的过程中，纸上的光斑大小 ______ （选填“变大”“不变”“变小”）。 【变式1】（2024秋•宿城区期中）如图所示，从一个点光源发出的两条光线，请作出经过凸透镜以后的折射光线。 【变式2】（2024秋•金坛区校级期中）完成图中的光路图（画出每条入射光线对应的折射光线）。 题型十 探究凸透镜成像规律 解｜题｜技｜巧 探究凸透镜成像规律实验要抓住以下几点：1.器材的组装。烛焰、凸透镜和光屏应至左向右依次摆放，凸透镜的焦距一般选10cm或15cm的，为便于调节高度，应将蜡烛点燃，并将三者靠拢，便于使烛焰、光屏的中心处于凸透镜的主光轴上，达到使烛焰的像成在光屏的中央；2.找到像的位置。操作时先固定蜡烛的位置，然后让光屏由远处逐渐靠近凸透镜，初步确定像的位置后，再将光屏左右小幅度移动，直至找到清晰的像；3.像的大小。凸透镜成像规律中像的大小有两种情形：一是像与物的大小比较，如放大或缩小；二是像与像的比较，如变大或变小。4.像距与物距的读数。注意问题的方向，一是物距或像距的大小，二是烛焰或光屏在光具座上的具体位置，考查刻度尺的度数。 【典例1】（2023春•沭阳县期中）在“探究凸透镜成像规律”的实验中。 （1）一束平行于主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为 ______ cm，所用刻度尺的分度值是 ______ ； （2）各元件位置如图乙所示，在光屏上得到了一个清晰的像，为了让像呈现到光屏中央，此时应将凸透镜向 ______ 调节； （3）保持透镜和蜡烛相对于刻度尺的位置不变，在蜡烛和透镜之间加一个近视镜片，观察到光屏上的像变模糊，若使光屏上的像再次清晰，可将光屏向 ______ （选填“左”或“右”）移动。 【变式1】（2024春•滨湖区期中）如图所示，“探究凸透镜成像的规律”实验，O为凸透镜光心，位于“50cm”刻度处，刻度尺与主光轴重合。来自蜡烛的光束a、b均平行于主光轴，光束a经透镜折射后，折射光过主光轴上“60cm”刻度处。下列说法中正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为60cm B．烛焰经透镜成像的特点与投影仪成像特点相同 C．光束b经透镜折射后，折射光交主光轴上“50cm﹣60cm”刻度之间 D．仅改用焦距为5cm的凸透镜继续实验，蜡烛的像将左移 【变式2】（2024秋•江苏期中）在“探究凸透镜成像规律”的实验中， （1）让平行光正对凸透镜照射，移动光屏直至出现 ______ ，如右图凸透镜的焦距f＝ ______ cm； （2）将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上，使烛焰中心、光屏的中心在 ______ 上，这样做的目的是 ______ ； （3）按要求安装好实验器材后，点燃蜡烛，当蜡烛、凸透镜在如图甲所示位置时，移动光屏，在光屏上 ______ （选填“能”或“不能”）得到清晰的像； （4）保持凸透镜、光屏在图示位置不变，把蜡烛移至10cm刻度处，光屏上可得到一个 ______ （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，此时有一只小飞虫落在了凸透镜上，光屏上 ______ （选填“有”或“没有”）飞虫的像，此时保持凸透镜的位置不变，再将把蜡烛移至15cm刻度处，若要在光屏上得到清晰的像，需将光屏向 ______ （选填“左”或“右”）移动，光屏移动的距离 ______ 5cm（选填“大于”“等于”或“小于”）； （5）保持凸透镜位置不变，将蜡烛换成发光二极管组成A字型光源，将凸透镜紧贴A字型光源，然后逐渐远离它，透过透镜所能看到的4个像，如图乙所示，则在远离的过程中看到4个像的先后顺序是：______ 。（填序号） （6）另一组的小华根据记录的实验数据得到了如图丙的图像，线段AB为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系，根据图像信息可知，该小华所用凸透镜的焦距为 ______ cm。 题型十一 判断凸透镜成像的性质 解｜题｜技｜巧 判断凸透镜成像的情形有以下几种：1.实像与虚像。能成在光屏上的是实像，光屏上不能承接的像为虚像；物距在一倍焦距以外时，所成的像为实像。物距小于一倍焦距时所成像为虚像；2.放大或缩小的实像。首先物距必须大于一倍焦距，物距小于两倍焦距时，所成的像为放大的实像。物距小于两倍焦距时，所成的像为缩小的实像。像距大于两倍焦距，此时光屏上的像是放大的；像距大于一倍焦距，小于两倍焦距，此时光屏上的像是缩小的。 【典例1】（2024秋•沛县校级月考）某发光体通过凸透镜在光屏上成一个缩小的像，像距为30厘米。若将发光体向透镜方向移动10厘米，关于成像情况下列判断正确的是（　　） A．一定成倒立的像 B．一定成放大的像 C．一定成缩小的像 D．一定成正立的像 【变式1】（2023春•淮安区期末）把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此凸透镜前20cm处，可得到一个（　　） A．倒立放大的实像 B．倒立缩小的实像 C．正立放大的实像 D．正立放大的虚像 【变式2】（2023•常州二模）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至10cm刻度处后再移动光屏，在光屏上能观察到（　　） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的虚像 D．大小变化的光斑 题型十二 判断凸透镜的焦距 解｜题｜技｜巧 凸透镜焦距的判断是根据像的性质，判断出物距、像距与焦距的关系，再结合题中已知条件，列出关于焦距的不等式，通常有两个不等式，找出它们交集部分，这可解题。 【典例1】（2024秋•高新区校级期中）将物体放在焦距为f的凸透镜主光轴上，分别离凸透镜20cm、14cm、6cm时，各能得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像，则该凸透镜的焦距f为（　　） A．10cm＞f＞6cm B．10cm＞f＞7cm C．14cm＞f＞10cm D．20cm＞f＞14cm 【变式1】（2024秋•靖江市期中）如图所示，光屏上接收到烛焰清晰的像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．7.5cm B．12.0cm C．15.0cm D．20.0cm 【变式2】（2023秋•泗洪县期末）张明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，该凸透镜的焦距是 ______ cm，当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中，所成像的大小 ______ 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 题型十三 凸透镜成像的动态变化 解｜题｜技｜巧 凸透镜成像的动态变化抓住一下两点：1.无论物体通过凸透镜成实像还是虚像，像的移动方向与物体移动方向始终是一致的，即物体相对于凸透镜向左移，则像相对于凸透镜也一定向左移。2.无论物体通过凸透镜成实像还是虚像，像距增大，像一定变大，反之像距减小，像一定变小。 【典例1】（2024春•海安市月考）小明做作业时，动手操作了如下的实验探究：找了一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水，把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到那支笔，如图所示把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，不会观察到的现象是（　　） A．先成虚像，后成实像 B．笔尖一直变长变大 C．到某一位置，笔尖突然改变方向 D．笔尖先变长，后变短 【变式1】（2023•扬州）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（　　） A．图2中铅笔向前移，像一直变小 B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大 C．图3中铅笔向后移，像一直变大 D．图3中铅笔向后移，像先变小后变大 【变式2】（2023•崇川区校级模拟）如图所示，凸透镜焦距为10cm，烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。现将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离20cm，移动蜡烛的同时移动光屏，使烛焰始终能在光屏上成清晰的像，则光屏上的像（　　） A．一直变小 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 题型十四 凸透镜的应用 易｜错｜点｜拨 凸透镜的典型应用有：照相机、投影仪和放大镜，照相机和投影仪所成的像均为实像，在调节成像时，抓住“像的大小变化与像距变化相同”，为得到清晰的像，在调节像距的同时，物距也随之变化，且像与物相对于凸透镜的移动方向相同。物体在凸透镜一倍焦距内，通过凸透镜成虚像，同样像与物相对于凸透镜的移动方向相同，像距增大（减小），像也变大（变小）。 【典例1】（2023•盱眙县一模）毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入取景框，接下来的操作是（　　） A．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头靠近胶片 B．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头靠近胶片 C．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头远离胶片 D．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头远离胶片 【变式1】（2023秋•大丰区月考）如图所示，若要增大屏幕上的像，则像距要增大，屏幕固定时投影仪要向 ______ （“左”或“右”）移；同时物距要减小，镜头要向 ______ （“上”或“下”）调。投影仪上的平面镜的作用是 ______ ，使像成在屏幕上，不改变像的大小。 【变式2】（2023秋•锡山区月考）如图所示，放大镜到图片之间的距离为物距，从甲图到乙图的过程中，所成的 ______ （选填“虚”或“实”）像变大，这是 ______ （选填“增大”或“减小”）物距的结果。 题型十五 视力的矫正 解｜题｜技｜巧 人眼球类似于照相机，通过调节晶状体的凸出程度改变晶状体的焦距，使远近不同的物体均能在视网膜上成像。近视眼是由于晶状体凸出程度偏大，对光的会聚能力偏强，使远处物体的像成在视网膜的前方，因此要用凹透镜来矫正，使远处物体的像向后移至视网膜上。远视眼是由于晶状体凸出程度偏小，对光的会聚能力偏弱，使近处物体的像成在视网膜后方，因此要用凸透镜来矫正，使近处物体的像向前移至视网膜上。 【典例1】（2024秋•东台市期中）如图，小华同学在做探究“凸透镜成像规律”实验时，把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了。接着，他再将光屏远离凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。关于周老师的眼睛和眼镜说法正确的是（　　） A．周老师是近视眼，戴凹透镜 B．周老师是近视眼，戴凸透镜 C．周老师是远视眼，戴凹透镜 D．周老师是远视眼，戴凸透镜 【变式1】（2023秋•泗阳县期末）随着年龄增长，人眼调节能力逐渐下降，从而引起患者视近困难，形成老花眼。如图所示，关于老花眼及其矫正的原理图正确的是（　　） A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【变式2】（2021秋•常州期末）中国号称“小眼镜王国”，很多孩子都患有近视眼。已引起相关部门高度重视，如图所示的甲、乙两幅图中，反映近视眼成因的是 ______ 图，戴一个合适的 ______ （凹/凸）透镜就能实现成像于视网膜上。 题型十六 红外线与紫外线 解｜题｜技｜巧 太阳光经过三棱镜后被分解成多种色光，在红光外侧存在红外线，红外线具有很强的热效应，因此常用红外线来加热、取暖，日常生活中所用的遥控器也是利用的红外线。在紫光外侧存在紫外线，紫外线的显著特征是使荧光物质发光，典型应用是验钞机。 【典例1】（2024秋•盐城期末）小明在探究红外线是否具有与可见光相同规律时，利用电视机、红外线遥控器等器材，设计下面几个方案，其中不可行的是（　　） A．用遥控器隔着纸板遥控电视机，探究红外线能否穿过不透明的物体 B．用遥控器隔着透明玻璃遥控电视机，探究红外线能否穿过透明物体 C．用制造的烟雾显示红外线的传播径迹，探究红外线在空气中是否沿直线传播 D．用平面镜将遥控器发出的红外线反射到电视机上，探究平面镜是否反射红外线 【变式1】（2023秋•宿迁期末）红外线和紫外线的应用非常广泛，下列仪器中，属于利用紫外线工作的是（　　） A．电视遥控器 B．医用“B超机” C．夜视仪 D．验钞机 【变式2】（2024秋•沭阳县期末）关于红外线和紫外线，下列说法正确的是（　　） ①家用消毒柜的灭菌灯是利用红外线进行消毒的 ②电视机的遥控器是利用红外线进行遥控的 ③验钞机是利用紫外线来鉴别钞票真伪的 ④红外线、紫外线均不可以在真空中传播 A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．只有①④ 题型十七 望远镜与显微镜 易｜错｜点｜拨 开普勒望远镜与显微镜的物镜、目镜均是凸透镜，不同的是望远镜的物镜焦距长、目镜焦距短，显微镜的物镜焦距短、目镜焦距长。 【典例1】（2024秋•阜宁县期末）某跨学科实践小组通过纯手工打磨镜片自制了望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，如图是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是（　　） A．小组通过纯手工磨制的镜片是凹透镜 B．装在望远镜套筒上的寻星装置利用了光沿直线传播原理制作的 C．木星到物镜的距离u满足f＜u＜2f（f为物镜的焦距） D．人眼通过目镜观察到的是放大实像 【变式1】（2024秋•秦淮区期末）如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器，下列说法正确的是（　　） A．显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜 B．天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机 C．用显微镜观察物体，看到的像是正立的 D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，但成像特点不同 【变式2】（2022秋•无锡期末）小华利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可目镜调支架等制作了一台“水滴显微镜”（如图甲）。调节支架高度，适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离实现了与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。 （1）水滴相当于显微镜的 ______ 镜，标本经过水滴成倒立 ______ 的实像； （2）若要让标本放大倍数更高，可以使水滴适当 ______ （填“靠近”或“远离”）标本。 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（2024秋•盐城期末）小强在水中练习潜水，能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是（　　） A． B． C． D． 2．（2023秋•常州期中）下列设备中，利用紫外线工作的是（　　） A．感应水龙头 B．非接触温度计 C．电视遥控器 D．验钞机 3．（2024秋•姜堰区期末）如图所示为一束光线在空气和玻璃的分界面AC上发生反射和折射的现象，已知∠1＝125°，∠2＝∠3＝30°，则图中的入射光线是 ______ ，折射角大小是 ______ °，AC的 ______ （选填“上”或“下”）侧为空气。 4．（2024秋•江阴市期中）二维码在现代生活中随处可见。我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了 ______ （填“反”或“折”）射；用手机扫描二维码时，手机的镜头相当于 ______ 镜，二维码图案通过手机镜头成 ______ （填“实”或“虚”）像。如图所示是时下流行用自拍杆拍照的情景，与直接拿手机自拍相比，使用自拍杆增大了 ______ （填“物距”或“像距”）。 5．（2024秋•海安市期中）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图1，让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 ______ cm。 （2）蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图2，此时光屏上得到了一个清晰的像。 （3）在图2的实验中，随着实验的进行，蜡烛逐渐变短，像不成在光屏中央。设想烛焰中心以0.5cm/min的速度垂直于光具座向下运动，光屏上的像 ______ （向上/向下）移动，移动的速度 ______ （大于/小于/等于）0.5cm/min。以下操作可以把像调整到光屏中央是 ______ 。 A．将蜡烛向下移动 B．将凸透镜向下移动 C．将光屏向下移动 （4）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，要使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛向 ______ （左/右）移。 （5）如图4所示，光屏上出现蜡烛清晰的像。当蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C时，为在光屏上再次成清晰的像，应将光屏向左移动，光屏移动距离为s′______ s（填“＞”“＝”或“＜”）。 （6）如图5，保持透镜位置不变，蜡烛移动至“42cm”刻度线处，则人眼在图中 ______ 处（选填“A”或“B”）能观察到烛焰放大的像。 （7）将蜡烛置于一倍焦距处，在光屏上仍能观察到烛焰放大的像，是因为：______ 。 （8）本实验用烛焰作为发光物体探究成像规律，存在的不足是：______ 。 期中综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（2024秋•邗江区期末）将一长方形玻璃砖沿对角线切开，并分开一段距离放置，如图所示。四条光线沿图示位置入射，能得到右边出射光线的只可能是（　　） A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d 2．（2024秋•常州期末）如图所示，盒子中N处有水平向右的平行光，P为盒右侧面上的一个圆孔，M是竖直光屏。小明在厚平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个恰好嵌入圆孔P，发现在左右移动光屏M的过程中，始终在光屏上呈现一个比圆孔P大的圆形光斑。则嵌入圆孔P的那个光学器件是 ______ ，该光学器件对光有 ______ 作用。 3．（2024秋•高新区校级期中）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在 ______ cm以内；把物体从距凸透镜3cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将 ______ （选填“变大”“变小”“先变小再变大”“先变大再变小”）。 4．（2024秋•句容市校级期中）小明的爷爷是老花眼，爸爸是近视眼，如图1甲、乙中，图 ______ （选填“甲”或“乙”）是爸爸眼睛的成像示意图，矫正需戴眼镜的镜片应选用图 ______ （选填“丙”或“丁”）。爷爷想看书，小明应拿图2中 ______ （选填“A”或“B”）眼镜给他。 5．（2025春•苏州校级期中）在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）小明同学在组装完实验器材后，应调节各个部分的高度，确保焰心、凸透镜的光心、光屏中心在 ______ ； （2）实验装置正确安装并调节后，小芳同学在如图所示的光屏上看到了烛焰清晰的像，则她看到的像是 ______ 的像（放大/缩小）； （3）在问题（2）的基础上，保持光屏和凸透镜的位置不变，可在蜡烛与凸透镜之间放一个透镜把蜡烛向右移动一小段距离后，光屏上再次得的到清晰像，该透镜为 ______ （凸/凹）透镜，用于矫正 ______ （近/远）视眼； （4）小红同学用图乙中“F”光源和光屏进行实验，对此两位同学实验装置的评价不正确的是 ______ ； A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定 B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小 C．F光源的亮度高，成像比较清晰 D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距 （5）航天员王亚平用吸管将乒乓球轻轻按入装在圆柱形杯子内的水中（如图丙）。未浸入水中前乒乓球如图丁①所示，当乒乓球浸没在水下时，我们从侧面观察到水下的乒乓球的形状是图丁中的 ______ （填写数字编号）图。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 光的折射 透镜（期中复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 光的折射现象 ①会判别光的折射现象 ②能运用光的折射规律解释现象 ①基础考点，常出现在选择题、填空题 ②易错点，会出现在选择题、填空题 探究光的折射规律 ①会正确操作探究光的折射规律的器材 ②能正确分析数据得出相应光的折射规律 ①基础考点，会出现在填空题、实验题 ②易错点，会出现在实验题 光折射的作图 能根据光的折射规律作图 高频考点，会出现在作图题 透镜的类别 会用不同方法辨别透镜类别 基础考点，常出现在选择题、填空题 透镜对光线的作用 ①知道凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对光有发散作用 ②会测凸透镜的焦距，知道焦距与透镜对光的折射能力的关系 ①高频考点，常出现在选择题、填空题 ②易错点，常出现在选择题、填空题 三条特殊光线 能作出通过凸透镜、凹透镜的三条特殊光线 基础必考点，常出现在填空题、作图题 探究凸透镜成像规律 ①知道探究凸透镜成像规律操作的注意点 ②能分析数据得出相应的凸透镜成像规律 ①基础必考点，常出现在填空题、实验题 ②高频考点，常会出现在填空题、实验题 凸透镜成像性质的判断 ①能根据物距与焦距的关系得出凸透镜成像性质 ②能根据像距与焦距的关系得出凸透镜成像性质 ①高频考点，常出现在选择题、填空题 ②高频考点，常出现在选择题、填空题 判断凸透镜成像时物距或像距 ①能根据凸透镜成像性质，判断出物距与焦距的关系得出 ②能根据像距与焦距的关系得出凸透镜成像性质 ①高频考点，常出现在选择题、填空题 ②高频考点，常会出现在选择题、填空题 判断凸透镜的焦距 能根据凸透镜成像性质，得出物距（像距）与焦距的关系，判断出凸透镜焦距的范围 易错点，常出现在选择题、填空题 凸透镜成像时的动态变化 能运用凸透镜成像规律，分析物距（或焦距）变化时所成像的性质、像距的变化 易错点，常出现在选择题、填空题 凸透镜成像规律的应用 ①知道照相机、投影机和放大镜的成像规律 ②知道照相机、投影机和放大镜动态调节 ①高频考点，常出现在选择题、填空题 ②高频考点，常会出现在选择题、填空题 望远镜与显微镜 ①知道望远镜的物镜和目镜类别及成像性质 ②知道显微镜的物镜和目镜类别及成像性质 ①基础必考点，会出现在选择题、填空题 ②基础必考点，会出现在选择题、填空题 视力的缺陷 知道近视眼和远视眼的缺陷及其成因 基础必考点，常出现在选择题、填空题 视力的矫正 知道近视眼和远视眼的矫正方法 基础必考点，常出现在选择题、填空题 红外线和紫外线 ①知道红外线的特点和应用 ②知道紫外线的特点和应用 ①基础考点，常出现在选择题、填空题 ②易错点，常会出现在选择题、填空题 知识点01 光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象，叫做光的折射。 示例：光从空气斜射入水中、光从玻璃斜射入空气中等，在两种物质的分解面处光的传播方向发生改变。 注意：当光垂直于两种物质分界面时，光从一种介质射入另一种介质，传播方向不变。 知识点02 光的折射基本概念 （1）入射点：光线射到分界面上的点，通常用“O”表示； （2）法线：过光的入射点所作的与分界面垂直的直线，通常用“NN’ ”表示； （3）入射光线：射到分界面上的光线； （4）折射光线：被分界面折射后的光线； （5）入射角：入射光线与法线的夹角； （6）折射角：折射光线与法线间的夹角。 示例： 知识点03 实验：探究光的折射规律 实验器材：可折叠的标有角度刻度的硬白纸板、水、水缸、激光笔 实验步骤： 1．如图所示，将一块画有角度和中心虚线的硬纸板竖直插入盛有水的缸中，使虚线与水面垂直，角度刻度中心点恰与水面相平。虚线即为分界面的法线，中心点即为为入射点。 2．用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到入射点，经分界面的反射和折射，沿另一个方向射出，在纸板上出现了反射光线和折射光线的径迹。 3．把纸板右半边向前或向后折，反射光线的径迹消失。 4．改变入射角的大小，发现折射角会随着入射角的增大而增大，减小而减小。 增大入射角 减小入射角 入射角减小到0 实验分析： 1．当纸板向前向后折时，折射光线从纸板上消失，纸板恢复平整后，折射光线重新出现，说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 2．实验过程中发现，折射光线和入射光线始终在法线的两侧。 3．折射角会随着入射角的变化趋势而变化。 4．光从空气斜射入水时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气时，折射角大于入射角。 5．当光垂直入射时，光不发生折射。 实验结论： 光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。光垂直于介质表面入射时，折射角等于零。 当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线方向，即折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向，即折射角大于入射角。 注意事项： 1．白纸板的作用：由于白纸表面粗糙，光沿纸板传播时，有部分光被反射到各个方向，从而显示光路。 2．让光从某次折射光线径迹逆着折射光线的方向射到纸板中心点，它被折射后逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在折射现象中，光路是可逆的。 知识点04 光的折射现象及解释 （1）视深度：人站在岸上看水中物体，所见像的位置看起来比实际位置高一些。 示例：从岸上看水中的鱼变浅：光从水到空气发生折射，看到的鱼的位置升高了。 （2）视高度：透过另一种介质看空中的物体，所见像的位置比物体实际位置高。 示例：人从水中看空气中的物体时，看到物体的位置升高了。 （3）光在不均匀介质中的传播路径是曲线 示例：海市蜃楼——介质疏密不均，光就不会沿直接传播，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，而会 发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上、沙漠或戈壁等 地方。 知识点05 透镜 由透明物质制成，至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。 凸透镜：中央厚、边缘薄，可以看到正立、放大的像。 示例：放大镜、老花镜； 凹透镜：中央薄、边缘厚，可以看到正立、缩小的像，如：近视眼镜。 示例：近视眼镜。 知识点06 透镜对光的作用 凸透镜：将凸透镜正对着太阳光，移动凸透镜，在地面上会观察到一个很小、很亮的光斑，表明凸透镜对光有会聚作用。 凹透镜：将凹透镜正对着太阳光，在地面上会出现比镜面大得多的较暗的光斑，表明凹透镜对光有发散作用。 结论：凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜又叫会聚透镜。 凹透镜对光有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜。 知识点07 透镜的基本概念 光心：透镜的中心，用“O”表示。 主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线（主光轴是通过球心的直线C1C2），用点划线“”表示。 焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用“F”表示。凸透镜两侧均有焦点，且关于光心对称。 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点，用“F”表示。凹透镜两侧均有虚焦点，且关于光心对称。 焦距：焦点到光心的距离，用“f ”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。 知识点08 透镜的特殊光线 凸透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凸透镜后传播方向不变。 示例： 易错点：凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚作用是相对于入射光线而言，折射光线经过凸透镜后会向靠近主光轴的方向偏折。 示例：发散光线经凸透镜后仍为发散光线，但发散程度会降低 凹透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过虚焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凹透镜后传播方向不变。 示例： 易错点：凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于入射光线来说的，折射光线经过凹透镜后会向远离主光轴的方向偏折。 示例：会聚光线经凹透镜后仍为会聚光线，但会聚程度会降低 知识点09 判断凸透镜和凹透镜的方法 （1）“摸 ”——根据凸透镜中央厚边缘薄，凹透镜中央薄边缘厚的特点加以区分。 （2）“看 ”——分别通过凸透镜和凹透镜观察书上的文字（透镜距书较近），你会发现：通过凸透镜所看到的物体的像是放大的；通过凹透镜所看到的物体的像是缩小的。 （3）“望 ”——举起透镜，伸直手臂观看远处的物体，成倒立缩小像的是凸透镜，成正立缩小像的是凹透镜。 （4）“照 ”——让一束平行光（如太阳光）通过透镜发生的现象。凸透镜对光有会聚作用， 将凸透镜正对着太阳光，移动凸透镜，在地面上会观察到一个很小、很亮的光斑；凹透镜对光有发 散作用，将凹透镜正对着太阳光，在地面上会出现比镜面大得多的较暗的光斑。 知识点10 探究凸透镜的成像规律 实验器材：标有长度的光具座，f＝10 cm（最好在10～20 cm之间）的凸透镜一个，蜡烛一支，用白色硬纸制成的光屏一个等。 实验分析： 1．当u>2f时，在光屏上可以看到倒立缩小的烛焰的像，此像为实像。 2．当u=2f时，在光屏上可以看到倒立等大的烛焰的像，此像为实像。 3．当2f>u>f时，在光屏上可以看到倒立放大的烛焰的像，此像为实像。 4．当u=f时，在光屏上不能看到烛焰的像。 5．当u<f时，在光屏上不能看到烛焰的像，但从光屏一侧向透镜看，可以在凸透镜中看到烛焰正立放大的像，此像为虚像。 实验结论：凸透镜的成像规律（静态） 实验序号 物距（u） cm 像距（v） cm 像的性质 正倒 大小 虚实 1 u > 2f 2f > v > f 倒立 缩小 实 2 u = 2f v = 2f 倒立 等大 实 3 2f > u > f v > 2f 倒立 放大 实 4 u = f / 不成像 5 u < f / 正立 放大 虚 注意事项： 1．光具座的长度要大于凸透镜焦距的4倍、否则无法完成实验。 2．可以用发光二极管代替蜡烛，这样成像稳定且容易比较像与物的大小关系。 3．调整光屏和凸透镜的高度，使蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度的目的是使像成在光屛的中央。 4．若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有： （1）烛焰在焦点以内； （2）烛焰在焦点上； （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，光屏无法移到该位置。 知识点11 凸透镜的成像的几点说明： 1．凸透镜成的实像，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒；凸透镜成的虚像，上下左右都不颠倒。 示例： 2．用纸遮住凸透镜一部分(或凸透镜缺一小块)，光屏上仍会成完整的像点，但像会变暗一些。如下图所示，物体A点发出的若干条光线在A’点会聚形成像。 示例： 现用纸板遮住上半部分，如下图所示，A点发出的多条光线仍可在A’点会聚形成像点，但因为会聚的光线变少，所以像的亮度会降低。 示例： 同理，现用纸板遮住下半部分，如下图所示，A点发出的多条光线仍可在A’点会聚形成像点，但因为会聚的光线变少，所以像的亮度会降低。 示例： 3．凸透镜成的实像不仅可以用光屏承接，用眼睛直接观察也可以看得到。 示例： 知识点12 照相机 照相机的成像原理 照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。它的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光通过镜头在胶片（感光元件）上成倒立、缩小的实像。 照相机镜头的调节 受照相机外形的限制，照相机胶片（感光元件）的位置不可调节，镜头的焦距也不可调节，为了使远、近的物体都能成像到胶片上，只能通过调节镜头到胶片的距离（像距）来实现。 由凸透镜成实像时遵循物近像远像变大的规律可知，当物体靠近照相机镜头时，物距缩小，需增大像距，但镜头位置可调节，故只能将镜头适当伸出，增大胶片（感光元件）到镜头的距离，此时像变大。反之，当物体远离照相机镜头时，应将镜头适当收缩，此时像缩小。 知识点13 眼球 眼球的成像原理 眼球与照相机的成像原理类似，也是利用凸透镜能成缩小实像的原理成像的。光线经角膜和晶状体的折射，在视网膜上成像，通过视觉神经将信息传入大脑，于是人们就能看到物体了。 眼球的调节 受眼球结构的限制，晶状体与视网膜之间的距离不可调节，为了使远、近的物体都能成像到视网膜上，只能通过调节晶状体和角膜的形状来实现。 由凸透镜成实像时遵循物近像远像变大，物远像近像变小的规律可知，当看远处的物体时，像距很小，成像在了视网膜的前方，为了使像成在视网膜上，需要睫状肌放松，使晶状体变薄，减弱光的偏折能力，使像向远离晶状体的方向移动直至视网膜上；当看近处的物体时，像距变大，这是成像在视网膜的后方，为了使像成在视网膜上，需要睫状肌收缩，使晶状体变厚，增强光的偏折能力，使像向靠近晶状体的方向移动直至视网膜上。 易错点： 1．照相机可调节的是物距和焦距，一般相机的焦距不可调节。 2．眼睛可调节的是透镜焦距和物距，像距不可调节。 知识点14 投影仪 投影仪原理 投影仪是利用凸透镜能成放大实像的原理制成的。它下面的盒是聚光器，盒中光源发出的光线均匀地照射在置于盒面上的透明投影片上。盒面上方有一成像凸透镜，将投影片发出的光线折射后，经上方与水平面成45°角的平面镜改变光路后，成像在前面的屏幕上。 投影仪的调节 由凸透镜成实像时遵循物近像远像变大，物远像近像变小的规律可知，当需要使成像变大时，应增大投影仪与屏幕的距离，减小成像凸透镜与投影片的距离；反之，当需要使成像变小时，应减小投影仪与屏幕的距离，增大成像凸透镜与投影片的距离。 知识点15 放大镜 放大镜的原理 放大镜是利用凸透镜能成放大虚像的原理制成的。 放大镜的调节 由凸透镜成虚像时遵循物近像近像变小，物远像远像变大的规律可知，当需要使成像变大时，应增大放大镜与物体的距离；反之，当需要使成像变小时，应减小放大镜与物体的距离。 知识点16 视力的缺陷与矫正 视力缺陷：由于人眼的调节功能降低，不能使物体成像在视网膜上引起的。 示例：近视眼看不清远处的物体，是因为调节晶状体的弯曲度后，物体的像仍落在视网膜的前方。利用凹透镜能使光发散的特点，在眼球前面放一个合适的凹透镜，就能使像向后移到视网膜上。 利用凹透镜能使光发散的特点，在眼球前面放一个合适的凹透镜，就能使像向后移到视网膜上。因此，近视镜是凹透镜。 远视眼看不清近处的物体，是因为调节晶状体的弯曲度后，物体的像仍落在视网膜的后面。利用凸透镜能使光会聚的特点，在眼球前面放一个合适的凸透镜，就能使像向前移到视网膜上。 利用凸透镜能使光会聚的特点，在眼球前面放一个合适的凸透镜，就能使像向前移到视网膜上。因此，远视镜（老花镜）是凸透镜。 知识点17 视力的矫正 眼镜的度数在数值上等于镜片焦距（以米为单位）倒数的100倍。远视镜片（凸透镜）度数为正，近视镜片（凹透镜）度数为负。 示例：焦距为0.5 m的远视镜片度数为200度，焦距为0.2 m的近视镜片度数为－500度。 知识点18 望远镜和显微镜 望远镜： 1．伽利略望远镜：第一位把望远镜用于天文观测的是意大利物理学家伽利略。他用自制的望远镜（用一块凸透镜作为物镜、用一块凹透镜作为目镜）观察天体，以确凿的证据支持了 哥白尼的“ 日心说 ”。 2．开普勒望远镜：德国天文学家开普勒用两个凸透镜组成望远镜，焦距较长的作为物镜，焦距较短的作为目镜。这种望远镜更适宜于观察天体。 示例： 显微镜： 显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，与开普勒望远镜不同的是，它的物镜的焦距很短、目镜的焦距较长。微小的物体经过物镜和目镜两次放大后，人眼就可以看清楚了。 示例： 知识点19 红外线 红外线：在色散光带红光外侧能使物体发热的不可见光 特点：（1）红外线具有比较显著的热效应，能使被照射的物体发热。 （2） 自然界中的物体都在不停地向外辐射红外线。物体辐射的红外线的强度与其温度有关，温度越高，辐射的红外线越强。 示例：应用：红外热成像仪、红外线检测设备、红外测温仪、红外夜视仪、遥控器、卫 星遥感、红外加热等 知识点20 紫外线 紫外线：在色散光带紫光外侧的不可见光。 特点：（1）紫外线能使荧光物质发光；（2）紫外线能杀菌。 示例：应用：验钞机、消毒柜、灭菌灯等。 危害：过量的紫外线照射对人体有害，可引发白内障或导致皮肤过早衰老，甚至导致皮肤癌变。 题型一 光的折射现象 解｜题｜技｜巧 光的折射现象观察者和被观察对象一定处于不同介质中，光的直线传播光在同种均匀介质中，光反射时反射光线与入射光线在同种介质中。 【典例1】（2025春•海门区期中）我国古书《梦溪笔谈》中有关于海市蜃楼的记载，下列四幅图与海市蜃楼涉及的光现象相同的是（　　） A．杯中“折”笔 B．水中倒影 C．日晷计时 D．林间光斑 【答案】A 【解析】解：海市蜃楼是光的折射现象； A、杯中“折”笔是光的折射形成的，故A符合题意； B、水中倒影是平面镜成像，是由光的反射形成的，故B不符合题意； C、日晷计时利用了光的直线传播，故C不符合题意； D、林间光斑是光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选：A。 【变式1】（2024秋•江阴市期中）如图所示是一位游客在海洋公园拍到的北极熊的照片，北极熊的头身居然分离了！对此，小亮解释道：游客看到的北极熊的身体是光从 　水　 中斜射入 　空气　 （前两空均选填“水”或“空气”）中时，在界面发生折射形成的 　虚　 （选填“实”或“虚”）像。 【答案】水；空气；虚。 【解析】解：游客看到的熊是水中的熊反射的光从水中斜射入空气中时，光线发生折射，折射光线偏离法线，人逆着折射光线看去，看到的熊的虚像。 故答案为：水；空气；虚。 【变式2】（2024秋•建湖县期中）如图，小明将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到，沿碗壁缓缓向碗中加水，在A处又能看到“硬币”了，这是由于光从水斜射向空气时，折射光线偏 　离　 法线，看到位于真实硬币 　上　 方的 　虚　 像；如果要照亮硬币，激光笔应对准 　像　 照射。 【答案】离；上；虚；像。 【解析】解：小明将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到，沿碗壁缓缓向碗中加水，在A处又能看到“硬币”了，这是由于光从水斜射向空气时，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，人眼逆着折射光线看去，看到的便是位于真实硬币上方的虚像。由于光路可逆，如果要照亮硬币，激光笔应对准像照射。 故答案为：离；上；虚；像。 题型二 判断光斑的位置 易｜错｜点｜拨 在判断光斑移动位置时，一定要根据光的折射规律作图，分别作出不同情形下的折射光线，若在同种介质中，则根据光的直线传播或光的反射定律，作出相应光线，则问题迎刃而解。 【典例1】（2024秋•常州期中）如图所示，长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔，沿图示方向发出一束激光，在侧壁上B处形成一个光斑，下列操作不能使光斑向上移动的是（　　） A．其他条件不变时，激光笔竖直向上移动 B．其他条件不变时，激光笔水平向左移动 C．其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动 D．其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水 【答案】D 【解析】解：A．其他条件不变时，激光笔竖直向上移动，光线入射角不变，入射点左移，折射光线也向左侧移动，且与原折射光线平行，因此光斑向上移动，故A不符合题意； B．其他条件不变时，激光笔水平向左移动，光线入射角不变，入射点左移，折射光线也向左侧移动，且与原折射光线平行，因此光斑向上移动，故B不符合题意； C．其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动，入射点左移，光线入射角减小，根据光的折射规律可知，折射角也减小，使侧壁上的光斑向上移动，故C不符合题意； D．其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水，水面下降，入射点左移，光线入射角不变，折射光线也向下侧移动，且与原折射光线平行，因此光斑向下移动，故D符合题意。 故选：D。 【变式1】（2024秋•江阴市期中）某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点：如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（　　） A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 B．P点在S点的下方，Q点在S点的下方 C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方 D．P点在S点的上方，Q点在S点的下方 【答案】A 【解析】解： （1）往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射角大于入射角画出折射光线，P点如下图所示： （2）水面上升至b位置时，光在水中沿直线传播，经水池侧壁反射后，光线从水中斜射向空气中，折射角大于入射角，折射光线远离法线，如下图所示： 通过上图可知：我们在上方看起来，光斑的虚像在Q点，即Q在S的上方。 故选：A。 【变式2】（2024秋•东台市期中）如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点 　左　 侧。打开水槽底部水龙头缓慢放水的过程中，折射角大小 　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）同时观察到水槽底部光斑向 　右　 移动。 【答案】左；不变；右 【解析】解：水槽内没有注水时，光沿直线传播，照射到O点；当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，折射光线偏向法线，因此水槽底部光斑移动到O点的左侧； 打开水槽底部水龙头缓慢放水，水面下降，入射角不变，折射角不变，折射点向右移动，因此折射光线逐渐向右移动。 故答案为：左；不变；右。 题型三 折射光路 解｜题｜技｜巧 在判断光的折射光路时，首先明确观察对象和人眼所处的位置，即确定了入射光和折射光所在介质，明确光的传播方向，则问题得以解决。 【典例1】（2024秋•滨湖区校级期中）如图所示，小明在此位置恰好看不到碗中硬币，缓缓注水后，硬币再现。此时，小明看到硬币的光路图为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】解：当我们用眼睛看到水中的硬币，是因为硬币反射的光经水和空气发生折射时，折射光线进入到了我们的眼睛的缘故，故AD图错误； 根据光的折射规律知，光从水斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角，故B错误，C正确。 故选：C。 【变式1】（2024秋•南京期中）如图所示，射水鱼观察到停歇在水面上方的猎物后，会从口中喷射出水柱，将小虫击落到水中吃掉。下列能反映它在水下看到水面上的小虫时的光路图的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】解：AD、射水鱼在水下看到水面上的小虫，则光线是由射水鱼反射出的，所以光线的传播方向应该是从空气射向水里，故AD错误； BC、根据光的折射规律可知，当光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，而C图中折射角大于入射角，故B正确、C错误。 故选：B。 【变式2】（2024秋•天宁区校级期中）如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线 　③　 是同一束光，通过界面时光的传播速度 　变快　 （选填“变快”、“变慢”或“不变”）。 【答案】③；变快。 【解析】解：根据光的折射规律的内容可知：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气射入玻璃时，折射角小于入射角；当光线从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角。由图可知，②和③是同一束光线，界面上方为空气； 光从玻璃传空气中后，传播速度会变快。 故答案为：③；变快。 题型四 光的折射作图 答｜题｜模｜板 光的折射成像实质是折射光线反向延长线的交点，即所有折射光线都好像是从像点发出的。因此完成此类问题时，先确定像点，将像与观察点连接起来。注意像点到两介质分界面之间用虚线，观察点到入射点之间用实线，注意箭头方向与光的传播方向一致。 【典例1】（2022秋•工业园区期中）如图所示，在平静的湖边上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像，图中A、B两点，其中一点是路灯的发光点，另一点是路灯的像点。请你区分发光点、像点，在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。 【答案】 【解析】解：连接EB，EB与界面的交点即为入射点O，OE就是折射光线，连接AO，AO就是入射光线，即可完成水下E处的人看到路灯A的光路图；如图所示： 【变式1】（2024秋•靖江市月考）如图所示，一条从S点发出的光射向水面，在水面处发生反射和折射后，反射光线经过A点，水中的折射光线经过P点，请作出入射光线、反射光线和折射光线。 【答案】 【解析】解：根据平面镜成像的规律，作出点光源S在平面镜中成的像S′，由于反射光线的反向延长线要过像点S′，连接AS′，其与水面的交点就是入射点O。 分别连接SO、OA、OP，可以确定入射光线、反射光线、折射光线，如下图所示： 【变式2】（2024秋•兴化市期末）如图所示，渔民看到水中S′处有一条鱼，而S才是鱼的真实的位置，现要利用激光手电筒从A点发出一束光照射到S上，请你在图中完成光路。 【答案】 【解析】解：利用激光手电筒从A点发出一束光照射到S上，根据光路可逆，入射点为A与S′连线与水面的交点，连接S与交点，做出折射光线，如图所示： 。 题型五 探究光的折射规律 易｜错｜点｜拨 光从一种介质射入另一种介质的过程有两种情形：一是垂直入射，光的传播方向不变；另一种是斜射，光的传播方向改变。光在空气与其他介质中传播过程中，空气中的光线与法线的夹角均较大。 【典例1】（2024秋•句容市校级期中）在探究光的折射规律实验中，某小组同学将光分别射入水和玻璃中，并记录了如下数据，请分析表中的数据，可以得出： 空气中的入射角i 0° 30° 45° 60° 水中的折射角r 0° 22° 32° 40° 玻璃中的折射角β 0° 17° 24° 30° （1）当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向 　不一定　 （选填“一定”或“不一定”）发生改变； （2）当光从空气斜射入水或玻璃中时，入射角增大，折射角 　增大　 （选填“增大”或“减小”），且折射角 　小于　 入射角，由此可猜想，光从空气斜射入其他介质时，折射角 　不可能　 （选填“可能”或“不可能”）达到90°； （3）在光的折射现象中，光路也是可逆的，则可猜想：光从水斜射入空气中时，入射角为32°，折射角应为 　45°　 ； （4）从表中数据中还能得出：不同介质对光的折射本领是不同的，可猜想：当光从水中斜射入玻璃中时，折射角 　小于　 入射角。 【答案】（1）不一定；（2）增大；小于；不可能；（3）45；（4）小于。 【解析】解：（1）当空气中的入射角i为0°时，水中的折射角r和玻璃中的折射角β都为0°，故当光从一种介质垂直射入到另一种介质时，传播方向不变。因此可知，当光从一种介质进入另一种介质中时，光的传播方向不一定发生改变。 （2）由表中信息可知，当空气中的入射角逐渐增大时，折射角也随之增大；但折射角始终小于入射角，入射角最大为90°，在光的折射现象中，光路是可逆的，由表可知，光从空气斜射入空气中时，故光从空气斜射入其他介质时，折射角不可能达到90°。 （3）在光的折射现象中，光路是可逆的，由表可知，光从空气斜射入空气中时，入射角为45°，折射角为32°，那么当光从水斜射入空气中时，入射角为32°，则折射角应为45°。 （4）由表中数据可知，玻璃的折射能力更强，所以当光从水中斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。 故答案为：（1）不一定；（2）增大；小于；不可能；（3）45；（4）小于。 【变式1】（2024秋•宿迁期中）用如图装置探究光的折射特点，向圆形水槽中注水使水面恰好通过背景屏的圆心O。 （1）开始时将一束光从空气沿着与水面垂直的方向经圆心O射入水中时，光在水中的传播方向 　不变　 （改变/不变），此时折射角为 　0　 度。逐次增大入射角时，可以发现折射角 　变大　 （变大/变小/不变），且折射角 　小于　 （大于/小于/等于）入射角。 （2）使一束光从水经圆心斜射入空气中，可以发现折射角随入射角的增大而 　增大　 （增大/减小/不变），且折射角 　大于　 （大于/小于/等于）入射角。 【答案】（1）不变；0；变大；小于；（2）增大；大于。 【解析】解：（1）光从一种介质进入另一种介质时，垂直入射传播方向不变。折射角为0度。光从空气斜射入水中时，随着入射角逐渐增大，折射角也逐渐增大，折射角小于入射角。 （2）光从水经圆心斜射入空气中时，折射角大于入射角，随着入射角增大，折射角也会随之增大。 故答案为：（1）不变；0；变大；小于；（2）增大；大于。 【变式2】（2024秋•常州期中）用如图所示的装置“探究光的折射规律” （1）实验数据如下表，分析数据可得结论：当光由空气 　斜射　 入水中时，折射角小于入射角；且入射角增大时，折射角 　增大　 。 （2）当杯底的光点在B点时，若仅从容器中抽出一些水，则杯底光点将向B点的 　右　 （左/右）侧移动。 入射角a 0° 15° 30° 45° 60° 折射角β 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9° 【答案】（1）斜射；增大；（2）右。 【解析】解：（1）由表中数据可知，当光从空气垂直射到水面时，即入射角等于0°，此时折射角也等于0°，说明光从空气垂直射到水面时传播方向不会改变； 由表中数据可知，当光从空气斜射入水时，折射角小于入射角； 由表中数据可知，当入射角增大时，折射角随之增大； （2）当杯底的光点在B点时，若仅从容器中抽出一些水，则入射点会向右移，则折射光线也会向右移，故杯底光点将向B点的右侧移动。 故答案为：（1）斜射；增大；（2）右。 题型六 判断透镜的类别 解｜题｜技｜巧 判断透镜类别的方法：1.根据构造。比较中间与边缘的厚度，中央厚边缘薄的是凸透镜；2.根据成像性质。近处物体，成放大像的是凸透镜，成缩小像的是凹透镜；远处物体，成倒立像的是凸透镜，成正立像的是凹透镜；3.根据对光的作用，对光有会聚作用的是凸透镜，对光有发散作用的是凹透镜。 【典例1】（2024秋•姑苏区校级期中）在如图所示的虚线框内，甲、乙均是透镜，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙都是凸透镜 B．甲、乙都是凹透镜 C．甲是凸透镜，乙是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜 【答案】A 【解析】解：由图知，通过甲、乙透镜的光线都比入射光线向主光轴靠拢，所以甲、乙对光线有会聚作用，因此都是凸透镜。故A正确、BCD错误。 故选：A。 【变式1】（2024秋•玄武区期中）单反相机镜头由多种光学器件组成，其中较为重要的是透镜组，如图所示透镜组中属于凹透镜的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【解析】解：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜，图中②是凹透镜，故B正确，ACD错误。 故选：B。 【变式2】（2024秋•铜山区期中）用铁丝绕成一个内径约为3mm左右的圆环，将圆环在清水中蘸一下后取出，布满圆环的水膜犹如一个透镜（如图所示）。下列辨别水膜是凸透镜还是凹透镜的方法中简易可行的是（　　） A．用手触摸水膜，比较中间和边缘的厚度 B．用刻度尺测量水膜中间和边缘的厚度 C．透过水膜观察物体成像 D．用强光照射水膜 【答案】C 【解析】解：A、用手摸水膜会弄破水膜，故A不符合题意； B、水膜太薄，不能够直接用刻度尺测量其厚度，故B不符合题意； C、透过水膜靠近看书本上的字时，如果字是放大的，说明水膜相当于凸透镜，如果看到的字是缩小的，说明水膜相当于凹透镜，这种判断方法较为可靠，故C符合题意； D、强光照射可能会破坏水膜，且强光照射时不一定能得到会聚的光斑（需要与主光轴平行的光线，同时需调整水膜与光屏间的距离），故D不符合题意。 故选：C。 题型七 凸透镜对光的会聚作用 易｜错｜点｜拨 对光有会聚作用，是出射光线与入射光线相比，出射光线与入射光线相比偏向主光轴，所以会聚作用，出射光线不一定是会聚光线。 【典例1】（2023秋•海门市校级期中）一束光经过凸透镜后（　　） A．一定是平行光 B．一定会聚于一点 C．一定是发散光线 D．一定较入射光线会聚一些 【答案】D 【解析】解：一束光经过凸透镜后，可能是平行光，也可能会聚一点，也可能是发散光线，但一定较入射光线会聚一些，故ABC错误，D正确。 故选：D。 【变式1】（2024秋•姑苏区校级期中）如图甲所示，晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火”。“削冰令圆”就是把冰块制成 　凸透　 镜。该透镜对光线与图乙虚框中透镜对光线所起到的作用 　不同　 （填“相同”或“不同”）。 【答案】凸透；不同。 【解析】解：“削冰令圆”，“圆”中间厚边缘薄，是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。 图乙中光线，经过透镜后推迟会聚，即对光线具有发散作用，为凹透镜，所以该透镜对光线与图乙虚框中透镜对光线所起到的作用不同。 故答案为：凸透；不同。 【变式2】（2024秋•东台市期中）如图所示，将一只透镜正对着太阳，把一张纸放在它下方，纸上呈现一个圆光斑，光斑直径小于透镜直径，测得光斑到透镜的距离为l。由此可推断该透镜对光线有 　会聚　 作用，透镜种类是 　凸透镜　 。若透镜焦距小于l，在透镜逐渐靠向纸面的过程中，会看到圆光斑 　先变小后变大　 （填光斑大小变化情况）。 【答案】会聚；凸；先变小后变大。 【解析】解；（1）因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用，根据图示可知，此透镜一定是对光线起了会聚作用，因此为凸透镜； （2）凸透镜正对阳光，光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜会聚在主光轴上最小、最亮的点，该点是凸透镜的焦点； 当透镜焦距小于l时，透镜靠近纸面会经过焦点，会看到圆光斑先变小后变大。 故答案为：会聚；凸；先变小后变大。 题型八 凹透镜对光的发散作用 易｜错｜点｜拨 对光有发散作用，是出射光线与入射光线相比，出射光线与入射光线相比偏离主光轴，因此发散作用，出射光线不一定是会聚光线。 【典例1】（2024秋•昆山市期中）如图甲，一束光原来聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入一透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点，则该透镜是 　凹　 透镜；若在虚线框内放入如图乙所示的玻璃砖，这束光将会聚于透镜 　b点右侧　 （b点/b点左侧/b点右侧）。 【答案】凹；b点右侧 【解析】解：由图知，光会聚于b点；光经过甲透镜后会聚在右侧的c点，折射光线推迟会聚，说明甲透镜对光线有发散作用，是凹透镜； 放上一块厚的玻璃砖，光线会发生二次折射，先靠近法线，出去时远离法线，最终出射的光线与原光线平行，但会聚点在后面；即两条光线在透过玻璃砖后，都向外侧平移了一小段距离，所以焦点向右移动一段距离，即b点右侧。 故答案为：凹；b点右侧。 【变式1】（2024秋•高邮市期中）在一个不透明的木板上，钻一个小孔，用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围，如图所示，为了能获得最大观察范围，在小孔中最好嵌入 　凹透镜　 （选填“玻璃砖”、“凸透镜”或“凹透镜”）。因为其对光有 　发散　 作用。 【答案】凹透镜；发散 【解析】解：为了能获得最大观察范围，在小孔中最好嵌入凹透镜，因为其对光有发散作用。 故答案为：凹透镜；发散。 【变式2】（2024秋•盱眙县期中）如图1和2所示。小明在阳光下研究透镜对光的作用，将透镜正对太阳光，移动与透镜平行的白纸，在白纸上得到了如图3所示的现象。则该同学所用的透镜为 　凹透镜　 （选填“凹透镜”、“凸透镜”或“凹透镜或凸透镜”）；继续将白纸稍远离该透镜，则暗斑的面积将 　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），亮环的亮度将 　变暗　 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 【答案】凹透镜；不变；变暗。 【解析】解：平行光透过凹透镜后，光会向偏离主光轴的方向发散，中央部分较暗，周围会形成亮光，从而形成图3所示的环形亮斑，因此使用的可能是凸透镜也可能是凹透镜。 由图1可知，通过凸透镜边缘的光线沿直线传播，其余光线会向内会聚，凸透镜与白纸的距离大于2倍焦距时，会形成环形光斑，但是由于与凸透镜轴线平行的光传播方向不变，因此暗斑大小不变，当白纸远离透镜时，亮环的亮度将变暗。 由图2可知，通过凹透镜边缘的光线沿直线传播，其余光线会向外发散，形成亮环，则暗斑的边缘就是凹透镜边缘平行的位置，由于凹透镜位置不变，则暗斑的面积不变，当白纸远离凹透镜时，亮环的面积会变大，但是由于透过凹透镜的光总量不变，则亮环将变暗。 故答案为：凹透镜或凸透镜；不变；变暗。 题型九 三条特殊光线 解｜题｜技｜巧 过光心的光线传播方向不变；平行于主光轴的入射光线，出射光线过焦点（凸透镜是实际光线过焦点，凹透镜是延长线过焦点）；入射光线过焦点（凸透镜是实际光线过焦点，凹透镜是延长线过焦点），出射光线平行于主光轴的。 【典例1】（2024秋•京口区校级期中）如图所示，两条平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于点F，若①②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离，则会聚点将 　保持原位置不变　 （选填“向右移动”、“保持原位置不变”或“向左移动”）；取一点光源放在A点处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜的过程中，纸上的光斑大小 　变大　 （选填“变大”“不变”“变小”）。 【答案】保持原位置不变；变大。 【解析】解：（1）凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫焦点，同一个凸透镜焦点是固定的，不随光线的改变而改变。所以若①、②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离，经凸透镜折射后的会聚点将保持原位置不变。 （2）如图，将一点光源放在A点处，位于焦点以内，凸透镜对光线有会聚作用，所以将白纸沿主光轴远离透镜的过程中，纸上的光斑将逐渐变大。 故答案为：保持原位置不变；变大。 【变式1】（2024秋•宿城区期中）如图所示，从一个点光源发出的两条光线，请作出经过凸透镜以后的折射光线。 【答案】 【解析】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；如图所示： 【变式2】（2024秋•金坛区校级期中）完成图中的光路图（画出每条入射光线对应的折射光线）。 【答案】 【解析】解：延长线过另一侧焦点的光线，经凹透镜折射后将平行于主光轴；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。如图所示： 题型十 探究凸透镜成像规律 解｜题｜技｜巧 探究凸透镜成像规律实验要抓住以下几点：1.器材的组装。烛焰、凸透镜和光屏应至左向右依次摆放，凸透镜的焦距一般选10cm或15cm的，为便于调节高度，应将蜡烛点燃，并将三者靠拢，便于使烛焰、光屏的中心处于凸透镜的主光轴上，达到使烛焰的像成在光屏的中央；2.找到像的位置。操作时先固定蜡烛的位置，然后让光屏由远处逐渐靠近凸透镜，初步确定像的位置后，再将光屏左右小幅度移动，直至找到清晰的像；3.像的大小。凸透镜成像规律中像的大小有两种情形：一是像与物的大小比较，如放大或缩小；二是像与像的比较，如变大或变小。4.像距与物距的读数。注意问题的方向，一是物距或像距的大小，二是烛焰或光屏在光具座上的具体位置，考查刻度尺的度数。 【典例1】（2023春•沭阳县期中）在“探究凸透镜成像规律”的实验中。 （1）一束平行于主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为 　10.00　 cm，所用刻度尺的分度值是 　0.1cm　 ； （2）各元件位置如图乙所示，在光屏上得到了一个清晰的像，为了让像呈现到光屏中央，此时应将凸透镜向 　下　 调节； （3）保持透镜和蜡烛相对于刻度尺的位置不变，在蜡烛和透镜之间加一个近视镜片，观察到光屏上的像变模糊，若使光屏上的像再次清晰，可将光屏向 　右　 （选填“左”或“右”）移动。 【答案】（1）10.00；0.1cm；（2）下；（3）右。 【解析】解：（1）由图甲知，刻度尺的分度值为0.1cm，焦点到凸透镜的距离为25.50cm﹣15.50cm＝10.00cm，所以凸透镜的焦距为10.00cm； （2）凸透镜成的实像是倒立的，要使像向下移动，则应把凸透镜向下调节； （3）近视眼镜为凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，为了再次在光屏上得到清晰的像，蜡烛和透镜的位置不变，可将光屏向右移动。 故答案为：（1）10.00；0.1cm；（2）下；（3）右。 【变式1】（2024春•滨湖区期中）如图所示，“探究凸透镜成像的规律”实验，O为凸透镜光心，位于“50cm”刻度处，刻度尺与主光轴重合。来自蜡烛的光束a、b均平行于主光轴，光束a经透镜折射后，折射光过主光轴上“60cm”刻度处。下列说法中正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为60cm B．烛焰经透镜成像的特点与投影仪成像特点相同 C．光束b经透镜折射后，折射光交主光轴上“50cm﹣60cm”刻度之间 D．仅改用焦距为5cm的凸透镜继续实验，蜡烛的像将左移 【答案】D 【解析】解：A、平行主光轴的光经凸透镜折射后过焦点，焦点到光心的距离为焦距，故由图可知，焦距为f＝10.0cm，故A错误； B、此时物距u＝30.0cm，大于二倍焦距，故成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理一致，故B错误； C、光束b与主光轴平行，折射后应该过焦点，故应该过60cm刻度线处，故C错误； D、改用焦距为5cm的凸透镜继续实验，凸透镜折光能力变强，使成像靠近凸透镜，即蜡烛的像会左移，故D正确。 故选：D。 【变式2】（2024秋•江苏期中）在“探究凸透镜成像规律”的实验中， （1）让平行光正对凸透镜照射，移动光屏直至出现 　最小、最亮的光斑　 ，如右图凸透镜的焦距f＝ 　10.0　 cm； （2）将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上，使烛焰中心、光屏的中心在 　凸透镜的主光轴　 上，这样做的目的是 　使像成在光屏中央　 ； （3）按要求安装好实验器材后，点燃蜡烛，当蜡烛、凸透镜在如图甲所示位置时，移动光屏，在光屏上 　不能　 （选填“能”或“不能”）得到清晰的像； （4）保持凸透镜、光屏在图示位置不变，把蜡烛移至10cm刻度处，光屏上可得到一个 　等大　 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，此时有一只小飞虫落在了凸透镜上，光屏上 　没有　 （选填“有”或“没有”）飞虫的像，此时保持凸透镜的位置不变，再将把蜡烛移至15cm刻度处，若要在光屏上得到清晰的像，需将光屏向 　右　 （选填“左”或“右”）移动，光屏移动的距离 　大于　 5cm（选填“大于”“等于”或“小于”）； （5）保持凸透镜位置不变，将蜡烛换成发光二极管组成A字型光源，将凸透镜紧贴A字型光源，然后逐渐远离它，透过透镜所能看到的4个像，如图乙所示，则在远离的过程中看到4个像的先后顺序是：　④②③①　 。（填序号） （6）另一组的小华根据记录的实验数据得到了如图丙的图像，线段AB为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系，根据图像信息可知，该小华所用凸透镜的焦距为 　10　 cm。 【答案】（1）最小、最亮的光斑；10.0；（2）凸透镜的主光轴；使像成在光屏中央；（3）不能；（4）等大；没有；右；大于；（5）④②③①；（6）10。 【解析】解： （1）让平行光正对凸透镜照射，移动光屏直至出现最小、最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，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＝20.0cm﹣10.0cm＝10.0cm； （2）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰中心、光屏的中心在凸透镜的主光轴上； （3）当蜡烛、凸透镜在如图甲所示位置时，因物距等于焦距，则由凸透镜成像规律可知，移动光屏，在光屏上不能得到清晰的像； （4）保持凸透镜、光屏在图示位置不变，把蜡烛移至10cm刻度处，此时物距等于二倍焦距（因为2f＝20cm），所以光屏上可得到一个等大的像； 当有一只小飞虫落在了凸透镜上时，因小飞虫到凸透镜距离小于f，此时成正立、放大的虚像，且虚像不能用光屏承接，所以光屏上没有飞虫的像； 保持凸透镜的位置不变，且原来蜡烛在10cm刻度处，再将蜡烛移至15cm刻度处，即蜡烛向右移动；此时物距大于一倍焦距但小于二倍焦距，所以成倒立、放大的实像；由于物距大于一倍焦距但小于二倍焦距，则物距变化的幅度小于像距变化的幅度，所以若要在光屏上得到清晰的像，需将光屏向右移动，且光屏移动的距离大于5cm； （5）将凸透镜紧贴A字型光源，然后逐渐远离它，根据凸透镜成像特点，当物距小于1倍焦距时，成正立、放大的像，且在1倍焦距以内，越靠近焦点，像越大；当物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时，成倒立、放大的像；当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的像，所以在远离的过程中看到4个像的顺序是：④②③①； （6）由图像可知，当物距的倒数为5m﹣1时像距的倒数也为5m﹣1，即物距的倒数等于像距的倒数，都等于， 故5m﹣1， 解得：f＝0.1m＝10cm。 故答案为：（1）最小、最亮的光斑；10.0；（2）凸透镜的主光轴；使像成在光屏中央；（3）不能；（4）等大；没有；右；大于；（5）④②③①；（6）10。 题型十一 判断凸透镜成像的性质 解｜题｜技｜巧 判断凸透镜成像的情形有以下几种：1.实像与虚像。能成在光屏上的是实像，光屏上不能承接的像为虚像；物距在一倍焦距以外时，所成的像为实像。物距小于一倍焦距时所成像为虚像；2.放大或缩小的实像。首先物距必须大于一倍焦距，物距小于两倍焦距时，所成的像为放大的实像。物距小于两倍焦距时，所成的像为缩小的实像。像距大于两倍焦距，此时光屏上的像是放大的；像距大于一倍焦距，小于两倍焦距，此时光屏上的像是缩小的。 【典例1】（2024秋•沛县校级月考）某发光体通过凸透镜在光屏上成一个缩小的像，像距为30厘米。若将发光体向透镜方向移动10厘米，关于成像情况下列判断正确的是（　　） A．一定成倒立的像 B．一定成放大的像 C．一定成缩小的像 D．一定成正立的像 【答案】A 【解析】解：发光体通过凸透镜在光屏上成一个缩小的像，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，则2f＞30cm＞f，解得：15cm＜f＜30cm， 且此时物体在2倍焦距以外，即物距一定大于30cm，当将发光体向透镜方向移动10厘米，移动距离小于焦距，移动后物距在1倍焦距以外，一定成倒立的实像，故A正确，BCD错误。 故选：A。 【变式1】（2023春•淮安区期末）把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此凸透镜前20cm处，可得到一个（　　） A．倒立放大的实像 B．倒立缩小的实像 C．正立放大的实像 D．正立放大的虚像 【答案】A 【解析】解：凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑，这个亮斑就是凸透镜的焦点，所以15厘米就是该凸透镜的焦距，这是利用平行光聚焦法测得了透镜的焦距。现在的物距是20厘米，大于一倍焦距，小于二倍焦距，由凸透镜的成像规律可知，此时凸透镜成倒立放大的实像。 故选：A。 【变式2】（2023•常州二模）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至10cm刻度处后再移动光屏，在光屏上能观察到（　　） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的虚像 D．大小变化的光斑 【答案】A 【解析】解：如图u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此时u＝v，成倒立等大的实像，则f＝15cm； 将蜡烛移至10cm刻度处，u'＝50cm﹣10cm＝40cm，大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像。 故选：A。 题型十二 判断凸透镜的焦距 解｜题｜技｜巧 凸透镜焦距的判断是根据像的性质，判断出物距、像距与焦距的关系，再结合题中已知条件，列出关于焦距的不等式，通常有两个不等式，找出它们交集部分，这可解题。 【典例1】（2024秋•高新区校级期中）将物体放在焦距为f的凸透镜主光轴上，分别离凸透镜20cm、14cm、6cm时，各能得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像，则该凸透镜的焦距f为（　　） A．10cm＞f＞6cm B．10cm＞f＞7cm C．14cm＞f＞10cm D．20cm＞f＞14cm 【答案】B 【解析】解： （1）当物体离凸透镜20cm时，成缩小的实像，因此物体位于凸透镜的2倍焦距之外，即20cm＞2f，解得f＜10cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； （2）当物体离凸透镜14cm时，成放大的实像，因此物体位于凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，即f＜14cm＜2f，解得7cm＜f＜14cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； （3）当物体离凸透镜6cm时，成放大的虚像，因此物体位于凸透镜的1倍焦距之内，即6cm＜f﹣﹣﹣﹣﹣﹣③； 综合①②③可得7cm＜f＜10cm。 故选：B。 【变式1】（2024秋•靖江市期中）如图所示，光屏上接收到烛焰清晰的像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．7.5cm B．12.0cm C．15.0cm D．20.0cm 【答案】B 【解析】解：由图可知，u＜v，且成实像，说明2f＞u＝15cm＞f，v＝30cm＞2f，即15cm＞f＞7.5cm，故ACD错误，B正确。 故选：B。 【变式2】（2023秋•泗洪县期末）张明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，该凸透镜的焦距是 　8　 cm，当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中，所成像的大小 　变大　 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】8；变大 【解析】解：u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u＝v＝2f＝16cm 时，所以f＝8cm。 当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中，物距始终小于焦距，成正立、放大的虚像，物距变大，像距变大，像变大。 故答案为：8；变大。 题型十三 凸透镜成像的动态变化 解｜题｜技｜巧 凸透镜成像的动态变化抓住一下两点：1.无论物体通过凸透镜成实像还是虚像，像的移动方向与物体移动方向始终是一致的，即物体相对于凸透镜向左移，则像相对于凸透镜也一定向左移。2.无论物体通过凸透镜成实像还是虚像，像距增大，像一定变大，反之像距减小，像一定变小。 【典例1】（2024春•海安市月考）小明做作业时，动手操作了如下的实验探究：找了一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水，把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到那支笔，如图所示把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，不会观察到的现象是（　　） A．先成虚像，后成实像 B．笔尖一直变长变大 C．到某一位置，笔尖突然改变方向 D．笔尖先变长，后变短 【答案】B 【解析】解：装满水的玻璃瓶相当于一个凸透镜； 当笔尖离玻璃瓶较近时，玻璃瓶相当于放大镜，成正立放大的虚像；当笔尖离玻璃瓶较远时（物距大于焦距），成倒立的实像，所以先成虚像，后成实像； 当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，先成虚像后成实像，且虚像是正立的、实像是倒立的，所以到达某一位置时，笔尖会突然改变方向； 凸透镜成虚像时，物远像远像变大（即越靠近焦点，虚像越大）；凸透镜成实像时，物远像近像变小，所以，把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，笔尖先变长后变短（在水平方向上改变大小）；因为装水的玻璃杯上下粗细相同，所以笔尖在竖直方向上不会改变大小，即不会变粗或变细； 由此可知，不会观察到的现象是笔尖一直变长变大，故B符合题意。 故选：B。 【变式1】（2023•扬州）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（　　） A．图2中铅笔向前移，像一直变小 B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大 C．图3中铅笔向后移，像一直变大 D．图3中铅笔向后移，像先变小后变大 【答案】A 【解析】解：（1）由图示和题意可知，图2中铅笔与杯子左侧壁之间的水柱相当于凸透镜，能观察到铅笔放大的像，此时铅笔在“水凸透镜”的一倍焦距之内，则可知凸透镜成的是正立、放大的虚像； 图2中的铅笔向前移时，铅笔仍紧贴水柱，水柱变薄，对光的会聚能力减弱，则焦距变大，同时铅笔离“水凸透镜”的焦点越来越远，相当于物距变小，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变小，像一直变小； （2）根据图示和题意可知，装有水的杯子相当于凸透镜，图3中也能观察到铅笔放大的像，图3中的铅笔向后移动，物距变大，若铅笔在凸透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变大，像变大；当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；所以图3中铅笔向后移，像先变大后变小； 综上所述，A正确。 故选：A。 【变式2】（2023•崇川区校级模拟）如图所示，凸透镜焦距为10cm，烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。现将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离20cm，移动蜡烛的同时移动光屏，使烛焰始终能在光屏上成清晰的像，则光屏上的像（　　） A．一直变小 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【答案】A 【解析】解：烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像，由图可知，像距大于物距，成倒立放大的实像，将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离2f，物距增大，像距变小，像变小。 故选：A。 题型十四 凸透镜的应用 易｜错｜点｜拨 凸透镜的典型应用有：照相机、投影仪和放大镜，照相机和投影仪所成的像均为实像，在调节成像时，抓住“像的大小变化与像距变化相同”，为得到清晰的像，在调节像距的同时，物距也随之变化，且像与物相对于凸透镜的移动方向相同。物体在凸透镜一倍焦距内，通过凸透镜成虚像，同样像与物相对于凸透镜的移动方向相同，像距增大（减小），像也变大（变小）。 【典例1】（2023•盱眙县一模）毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入取景框，接下来的操作是（　　） A．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头靠近胶片 B．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头靠近胶片 C．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头远离胶片 D．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头远离胶片 【答案】B 【解析】解：为了使全体同学都进入镜头，需要把成的像变小点，根据凸透镜成像的规律可知，就要减小像距，增大物距，所以全体同学不动，照相机向后移，且镜头向后缩，故B正确。 故选：B。 【变式1】（2023秋•大丰区月考）如图所示，若要增大屏幕上的像，则像距要增大，屏幕固定时投影仪要向 　右　 （“左”或“右”）移；同时物距要减小，镜头要向 　下　 （“上”或“下”）调。投影仪上的平面镜的作用是 　改变光的传播方向　 ，使像成在屏幕上，不改变像的大小。 【答案】右；下；改变光的传播方向 【解析】解：投影仪成倒立、放大的实像，因此要使屏幕上的像变大，则需要减小物距，增大像距，当屏幕固定时，由图可知投影仪要向右移；物距要减小，镜头要向下调； 投影仪中的平面镜可以将透镜会聚的光反射到屏幕上，起到改变光的传播方向的作用。 故答案为：右；下；改变光的传播方向。 【变式2】（2023秋•锡山区月考）如图所示，放大镜到图片之间的距离为物距，从甲图到乙图的过程中，所成的 　虚　 （选填“虚”或“实”）像变大，这是 　增大　 （选填“增大”或“减小”）物距的结果。 【答案】虚；增大 【解析】解：根据图示可知，甲、乙中的像都是正立、放大的虚像，此时的物距小于焦距；凸透镜成虚像时，物距变大，像变大，所以从甲到乙是增大物距的结果。 故答案为：虚；增大。 题型十五 视力的矫正 解｜题｜技｜巧 人眼球类似于照相机，通过调节晶状体的凸出程度改变晶状体的焦距，使远近不同的物体均能在视网膜上成像。近视眼是由于晶状体凸出程度偏大，对光的会聚能力偏强，使远处物体的像成在视网膜的前方，因此要用凹透镜来矫正，使远处物体的像向后移至视网膜上。远视眼是由于晶状体凸出程度偏小，对光的会聚能力偏弱，使近处物体的像成在视网膜后方，因此要用凸透镜来矫正，使近处物体的像向前移至视网膜上。 【典例1】（2024秋•东台市期中）如图，小华同学在做探究“凸透镜成像规律”实验时，把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了。接着，他再将光屏远离凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。关于周老师的眼睛和眼镜说法正确的是（　　） A．周老师是近视眼，戴凹透镜 B．周老师是近视眼，戴凸透镜 C．周老师是远视眼，戴凹透镜 D．周老师是远视眼，戴凸透镜 【答案】A 【解析】解：将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明延迟成像了，故放置的是使光线发散的凹透镜，这种眼镜是用来矫正近视眼的。 故选：A。 【变式1】（2023秋•泗阳县期末）随着年龄增长，人眼调节能力逐渐下降，从而引起患者视近困难，形成老花眼。如图所示，关于老花眼及其矫正的原理图正确的是（　　） A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【答案】A 【解析】解：①图眼睛看近处的物体，像成在视网膜的后方，是远视眼的成因； ②图眼睛看远处的物体，像成在视网膜的前方，是近视眼的成因； ③图凸透镜对光线有会聚作用，能使像提前会聚在视网膜上，说明配戴凸透镜能矫正远视眼； ④图凹透镜对光线有发散作用，能使像推迟会聚在视网膜上，说明配戴凹透镜能矫正近视眼。 故选：A。 【变式2】（2021秋•常州期末）中国号称“小眼镜王国”，很多孩子都患有近视眼。已引起相关部门高度重视，如图所示的甲、乙两幅图中，反映近视眼成因的是 　甲　 图，戴一个合适的 　凹　 （凹/凸）透镜就能实现成像于视网膜上。 【答案】甲；凹。 【解析】解：甲图，看物体时，像成在视网膜的前方，是近视眼的成像情况，即用凹透镜矫正。 图乙像成在视网膜的后方，是远视眼，需用凸透镜来矫正的。 故答案为：甲；凹。 题型十六 红外线与紫外线 解｜题｜技｜巧 太阳光经过三棱镜后被分解成多种色光，在红光外侧存在红外线，红外线具有很强的热效应，因此常用红外线来加热、取暖，日常生活中所用的遥控器也是利用的红外线。在紫光外侧存在紫外线，紫外线的显著特征是使荧光物质发光，典型应用是验钞机。 【典例1】（2024秋•盐城期末）小明在探究红外线是否具有与可见光相同规律时，利用电视机、红外线遥控器等器材，设计下面几个方案，其中不可行的是（　　） A．用遥控器隔着纸板遥控电视机，探究红外线能否穿过不透明的物体 B．用遥控器隔着透明玻璃遥控电视机，探究红外线能否穿过透明物体 C．用制造的烟雾显示红外线的传播径迹，探究红外线在空气中是否沿直线传播 D．用平面镜将遥控器发出的红外线反射到电视机上，探究平面镜是否反射红外线 【答案】C 【解析】解：A．用遥控器隔着纸板遥控电视机，可以探究红外线能否穿过不透明的物体，故A不符合题意； B．用遥控器隔着透明玻璃遥控电视机，可以探究红外线能否穿过透明物体，故B不符合题意； C．红外线是不可见光，无法用制造的烟雾显示红外线的传播径迹，故C符合题意； D．用平面镜将遥控器发出的红外线反射到电视机上，可以探究平面镜是否反射红外线，故D不符合题意。 故选：C。 【变式1】（2023秋•宿迁期末）红外线和紫外线的应用非常广泛，下列仪器中，属于利用紫外线工作的是（　　） A．电视遥控器 B．医用“B超机” C．夜视仪 D．验钞机 【答案】D 【解析】解：A、红外线方向性好，可以用作电视遥控器； B、超声波可以传递信息，B超就说明这一点； C、红外线热作用强，一切物质不停地辐射红外线，高温物质辐射红外线强，因此制成红外线夜视仪，可以用在军事上； D、紫外线有荧光效应，使荧光物质发出荧光，可以做成验钞机，检验钱的真伪。 故选：D。 【变式2】（2024秋•沭阳县期末）关于红外线和紫外线，下列说法正确的是（　　） ①家用消毒柜的灭菌灯是利用红外线进行消毒的 ②电视机的遥控器是利用红外线进行遥控的 ③验钞机是利用紫外线来鉴别钞票真伪的 ④红外线、紫外线均不可以在真空中传播 A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．只有①④ 【答案】B 【解析】解：①家用消毒柜的灭菌灯是利用紫外线进行消毒的，故①错误； ②电视机的遥控器是利用红外线进行遥控的，故②正确； ③验钞机是利用紫外线来鉴别钞票真伪的，故③正确； ④红外线、紫外线均都可以在真空中传播，故④错误。 综上所述，②③正确，故B正确，ACD错误。 故选：B。 题型十七 望远镜与显微镜 易｜错｜点｜拨 开普勒望远镜与显微镜的物镜、目镜均是凸透镜，不同的是望远镜的物镜焦距长、目镜焦距短，显微镜的物镜焦距短、目镜焦距长。 【典例1】（2024秋•阜宁县期末）某跨学科实践小组通过纯手工打磨镜片自制了望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，如图是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是（　　） A．小组通过纯手工磨制的镜片是凹透镜 B．装在望远镜套筒上的寻星装置利用了光沿直线传播原理制作的 C．木星到物镜的距离u满足f＜u＜2f（f为物镜的焦距） D．人眼通过目镜观察到的是放大实像 【答案】B 【解析】解：A、望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，利用了光的折射现象，目镜相当于放大镜，成正立的放大的虚像，物镜相当于照相机，故A错误； B、通过寻星装置寻找木星，是利用了光沿直线传播的原理，故B正确； C、木星到物镜的距离u满足u＞2f，成倒立缩小的实像，故C错误。 D、目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像，故D错误。 故选：B。 【变式1】（2024秋•秦淮区期末）如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器，下列说法正确的是（　　） A．显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜 B．天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机 C．用显微镜观察物体，看到的像是正立的 D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，但成像特点不同 【答案】D 【解析】解：AC、显微镜的物镜都是凸透镜，物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像； 目镜液是凸透镜，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，所以用显微镜观察物体，看到的像是倒立的，故AC错误； BD、天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，故B错误，D正确。 故选：D。 【变式2】（2022秋•无锡期末）小华利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可目镜调支架等制作了一台“水滴显微镜”（如图甲）。调节支架高度，适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离实现了与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。 （1）水滴相当于显微镜的 　物　 镜，标本经过水滴成倒立 　放大　 的实像； （2）若要让标本放大倍数更高，可以使水滴适当 　靠近　 （填“靠近”或“远离”）标本。 【答案】物；放大；靠近。 【解析】解：（1）从图甲可以看到，水滴靠近标本，所以水滴相当于光学显微镜中的物镜。 水滴相当于显微镜的物镜，物镜有放大的作用，即标本经过水滴成倒立放大的实像。 （2）若要让标本放大倍数更高，水滴相当于凸透镜，根据凸透镜成实像的动态规律，物近像远像变大，则可以使水滴适当靠近标本。 故答案为：物；放大；靠近。 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（2024秋•盐城期末）小强在水中练习潜水，能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】解：教练看到水中的小强，应该是小强反射的光线在水中沿直线传播，从水中进入空气时，发生折射，故光线的传播方向应该是从水里射向空气，折射光线向水面偏折，折射光线进入教练的眼睛，教练就看到了小强，而CD图光线的传播方向是从空气射向水里，故B正确，ACD错误。 故选：B。 2．（2023秋•常州期中）下列设备中，利用紫外线工作的是（　　） A．感应水龙头 B．非接触温度计 C．电视遥控器 D．验钞机 【答案】D 【解析】解： A、红外线热作用强，一切物质不停地辐射红外线，高温物质辐射红外线强，因此可制成红外线感应水龙头，故A不符合题意； B、非接触温度计是根据不同温度物体辐射红外线的数量不同工作的，故B不符合题意； C、红外线的波长长，更容易绕过障碍物，可以用作电视遥控器，故C不符合题意； D、紫外线有荧光效应，使荧光物质发出荧光，可以做成验钞机，检验钱的真伪，故D符合题意。 故选：D。 3．（2024秋•姜堰区期末）如图所示为一束光线在空气和玻璃的分界面AC上发生反射和折射的现象，已知∠1＝125°，∠2＝∠3＝30°，则图中的入射光线是 　EO　 ，折射角大小是 　35°　 °，AC的 　下　 （选填“上”或“下”）侧为空气。 【答案】EO；35°；下 【解析】解：由图可知，AC为界面；过入射点做出法线FG， 因为EO和BO分居法线两侧，并且在两种介质中，因此EO为入射光线，OD为反射光线，OB为折射光线； ∠EOG为入射角，∠DOG为反射角，已知∠2＝∠3＝30°则反射角∠DOG＝90°﹣30°＝60°； 已知∠1＝125°，所以∠BOC＝180°﹣125°＝55°， ∠FOB为折射角等于90°﹣55°＝35°； 入射角∠EOG＝60°，因为入射角大于折射角，所以AC的下侧为空气，上侧为玻璃。 故答案为：EO；35°；下。 4．（2024秋•江阴市期中）二维码在现代生活中随处可见。我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了 　反　 （填“反”或“折”）射；用手机扫描二维码时，手机的镜头相当于 　凸透　 镜，二维码图案通过手机镜头成 　实　 （填“实”或“虚”）像。如图所示是时下流行用自拍杆拍照的情景，与直接拿手机自拍相比，使用自拍杆增大了 　物距　 （填“物距”或“像距”）。 【答案】反；凸透；实；物距 【解析】解： 看见二维码是由于光在二维码图案上发生了反射，反射的光线进入人的眼睛； 手机的镜头为凸透镜，二维码反射的光经过摄像头后，成倒立、缩小的实像； 用自拍杆拍照时，增大了人与镜头间的距离，增大了物距。 故答案为：反；凸透；实；物距。 5．（2024秋•海安市期中）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图1，让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 　10.0　 cm。 （2）蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图2，此时光屏上得到了一个清晰的像。 （3）在图2的实验中，随着实验的进行，蜡烛逐渐变短，像不成在光屏中央。设想烛焰中心以0.5cm/min的速度垂直于光具座向下运动，光屏上的像 　向上　 （向上/向下）移动，移动的速度 　大于　 （大于/小于/等于）0.5cm/min。以下操作可以把像调整到光屏中央是 　B　 。 A．将蜡烛向下移动 B．将凸透镜向下移动 C．将光屏向下移动 （4）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，要使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛向 　左　 （左/右）移。 （5）如图4所示，光屏上出现蜡烛清晰的像。当蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C时，为在光屏上再次成清晰的像，应将光屏向左移动，光屏移动距离为s′　＞　 s（填“＞”“＝”或“＜”）。 （6）如图5，保持透镜位置不变，蜡烛移动至“42cm”刻度线处，则人眼在图中 　B　 处（选填“A”或“B”）能观察到烛焰放大的像。 （7）将蜡烛置于一倍焦距处，在光屏上仍能观察到烛焰放大的像，是因为：　蜡烛有一定的体积，有部分烛焰在f和2f之间　 。 （8）本实验用烛焰作为发光物体探究成像规律，存在的不足是：　烛焰会晃动，成像不稳定，且蜡烛会越烧越短　 。 【答案】（1）10.0；（3）向上；大于；B；（4）左；（5）＞；（6）B；（7）蜡烛有一定的体积，有部分烛焰在f和2f之间；（8）烛焰会晃动，成像不稳定，且蜡烛会越烧越短。 【解析】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，所以凸透镜的焦距是：f＝60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm； （3）将蜡烛移至1倍焦距与2倍焦距之间某处，像距大于物距，此时光屏上成倒立、放大的实像；设想烛焰中心以0.5cm/min的速度垂直于光具座向下运动，根据经过光心的光线传播方向不变和数学知识可知光屏上的像向上移动，且移动的速度大0.5cm/min；随着实验的进行，蜡烛燃烧逐渐变短，即物体向下移动，因为凸透镜成的像是倒立的，所以像向上移动，要使像成在光屏上，可以把蜡烛升高或向上移动光屏或向下移动凸透镜，也可以将凸透镜和光屏都向下移动一些，故B正确； （4）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，因此要使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛向左移； （5）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，物距小于二倍焦距时，物距增大的速度小于像距减小的速度，所以应将光屏向左移动，且光屏移动距离为s′＞s； （6）如图5，保持透镜位置不变，蜡烛移动至“42cm”刻度线处，此时物距u＝50cm﹣42cm＝8cm＜f，成正立、放大的虚像，像与物同侧，故人眼在图中B处能观察到烛焰放大的像； （7）因为蜡烛有一定的体积，把它放到焦点时，它有一部分光会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像； （8）用烛焰作为发光物体存在的两点不足之处：①烛焰不稳定，火焰在有风的时候会晃动；②蜡烛会越烧越短，光屏上的像向上移动。 故答案为：（1）10.0；（3）向上；大于；B；（4）左；（5）＞；（6）B；（7）蜡烛有一定的体积，有部分烛焰在f和2f之间；（8）烛焰会晃动，成像不稳定，且蜡烛会越烧越短。 期中综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（2024秋•邗江区期末）将一长方形玻璃砖沿对角线切开，并分开一段距离放置，如图所示。四条光线沿图示位置入射，能得到右边出射光线的只可能是（　　） A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d 【答案】C 【解析】解：已知出射光线与最右边玻璃面垂直，因此入射光线方向与出射光线方向相同；然后根据光从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角画出入射光线，再利用光从玻璃斜射入空气时，折射角小于入射角画出入射光线；因为∠2＝∠1，所以∠4＝∠3，因此在左侧玻璃中的光线与最左侧玻璃面垂直，故最左侧的入射光线垂直于左侧的玻璃面；如下图所示： 显然最左侧的入射光线与最左侧的玻璃面垂直，并且在b光线的下方，故入射光线的方向只可能是c。 故选：C。 2．（2024秋•常州期末）如图所示，盒子中N处有水平向右的平行光，P为盒右侧面上的一个圆孔，M是竖直光屏。小明在厚平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个恰好嵌入圆孔P，发现在左右移动光屏M的过程中，始终在光屏上呈现一个比圆孔P大的圆形光斑。则嵌入圆孔P的那个光学器件是 　凹透镜　 ，该光学器件对光有 　发散　 作用。 【答案】凹透镜；发散 【解析】解：①当在P处嵌入一个凹透镜时，因为凹透镜对光线有发散作用，所以光斑要比圆孔P大。 ②当在P处嵌入一个焦距较小的凸透镜时，因为凸透镜对光线有会聚作用，则光斑可能比圆孔P小，也可能比圆孔P大。 ③当在P处嵌入一个时平板玻璃时，因为平板玻璃对光线即没有会聚也没有发散作用，所以光斑与圆孔P一样大。 故答案为：凹透镜；发散。 3．（2024秋•高新区校级期中）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在 　5　 cm以内；把物体从距凸透镜3cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将 　先变大再变小　 （选填“变大”“变小”“先变小再变大”“先变大再变小”）。 【答案】5；先变大再变小 【解析】解：由凸透镜成像规律可知，u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，由图象可知，u＝v＝2f＝10cm 时，所以f＝5cm，用该凸透镜作放大镜使用时，u＜f，成正立、放大的虚像，即被观察的物体到透镜的距离在5cm以内； 把物体从距凸透镜3cm处移动到距凸透镜5cm处的过程中，物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像，物距增大，像距增大，像变大； 把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，物距大于焦距，成的是实像，物距增大，像距减小，像变小； 故像先变大后变小。 故答案为：5；先变大再变小。 4．（2024秋•句容市校级期中）小明的爷爷是老花眼，爸爸是近视眼，如图1甲、乙中，图 　乙　 （选填“甲”或“乙”）是爸爸眼睛的成像示意图，矫正需戴眼镜的镜片应选用图 　丙　 （选填“丙”或“丁”）。爷爷想看书，小明应拿图2中 　A　 （选填“A”或“B”）眼镜给他。 【答案】乙；丙；A。 【解析】解：甲图将光线会聚在视网膜后方，因此甲图表示远视眼，远视眼应该配戴凸透镜进行矫正。 乙图将光线会聚在视网膜前方，因此乙图表示近视眼，近视眼应该配戴凹透镜进行矫正。 因为小明的爸爸是近视眼，所以乙图是爸爸眼睛的成像示意图；矫正需配戴眼镜的镜片应选用凹透镜（丙）， A是成的正立、放大的虚像，与放大镜的成像情况相符，所以爷爷想看书，小明应拿A眼镜给他。 故答案为：乙；丙；A。 5．（2025春•苏州校级期中）在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）小明同学在组装完实验器材后，应调节各个部分的高度，确保焰心、凸透镜的光心、光屏中心在 　同一高度　 ； （2）实验装置正确安装并调节后，小芳同学在如图所示的光屏上看到了烛焰清晰的像，则她看到的像是 　缩小　 的像（放大/缩小）； （3）在问题（2）的基础上，保持光屏和凸透镜的位置不变，可在蜡烛与凸透镜之间放一个透镜把蜡烛向右移动一小段距离后，光屏上再次得的到清晰像，该透镜为 　凸　 （凸/凹）透镜，用于矫正 　远　 （近/远）视眼； （4）小红同学用图乙中“F”光源和光屏进行实验，对此两位同学实验装置的评价不正确的是 　D　 ； A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定 B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小 C．F光源的亮度高，成像比较清晰 D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距 （5）航天员王亚平用吸管将乒乓球轻轻按入装在圆柱形杯子内的水中（如图丙）。未浸入水中前乒乓球如图丁①所示，当乒乓球浸没在水下时，我们从侧面观察到水下的乒乓球的形状是图丁中的 　④　 （填写数字编号）图。 【答案】（1）同一高度；（2）缩小；（3）凸；远；（4）D；（5）④。 【解析】解：（1）为了使像能够成在光屏中心，通常将烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度。 （2）从光具座上读出：物距30厘米，像距15厘米，物距距大于像距，根据凸透镜成像的规律，所以成倒立缩小的实像。 （3）在问题（2）的基础上，保持光屏和凸透镜的位置不变，将蜡烛向右移动一小段距离后，根据凸透镜成实像的规律，物近像远像变大，而光屏位置不变，则需要像提前形成，因此可在蜡烛与凸透镜之间放一个凸透镜，该透镜可以用来矫正远视眼。 （4）A．发光二极管作为光源与烛焰相比，光源不会晃动，则像更稳定，故A正确，不符合题意； B．用同样的白色方格板做光屏，根据方格数，便于比较像与物的大小，故B正确，不符合题意； C．F光源的亮度高，光源越亮，则成像越清晰，故C正确，不符合题意； D．若凸透镜的焦距未知，可调节物距及像距，当成等大的实像时，物距便等于2倍焦距，这样可以测出凸透镜的焦距，故D错误，符合题意。 故选D。 （5）将乒乓球轻轻按入装在圆柱形杯子内的水中，此时圆柱形杯子竖直方向厚度相同，因此乒乓球看起来不变；水平方向为中间厚边缘薄的凸透镜，因此相当于放大镜，看起来乒乓球变宽了，故从侧面观察到水下的乒乓球的形状是图丁中的④图。 故答案为：（1）同一高度；（2）缩小；（3）凸；远；（4）D；（5）④。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $