3 凸透镜成像规律-2025-2026学年科学八年级上册浙教版

该初中科学单元复习讲义以“透镜成像规律及应用”为核心，通过分类表格梳理透镜类型与对光作用，用光路图呈现特殊光线传播路径，结合实验步骤表和成像规律口诀构建知识体系，清晰呈现重难点内在联系。 讲义亮点在于例题设计贴近生活，如无人机航拍、刷脸支付等情境题培养科学思维，实验探究题（光具座操作）强化探究实践。配套“一倍焦距分虚实”等口诀帮助记忆，分层练习满足不同学生需求，支持教师精准复习教学。

凸透镜成像规律 一、透镜 1、透镜：透明物质制成（一般是玻璃），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。 2、透镜的类型： （1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲） （2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙） 3、主光轴和光心： 概念 定义 图示 主光轴 通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。 光心 主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） 【微点拨】 1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。 2、透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。 二、透镜对光的作用 1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对） 2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对） 　　　　 【微点拨】 1、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，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。 2、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，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。 3、焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。 4、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。 5、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。　 【微点拨】 1、凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；凹透镜有两个虚焦点，关于光心对称。 2、凸透镜的焦距f的大小表示其会聚能力的强弱，f越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距f的大小表示其发散能力的强弱，f越小，对光的发散能力越强。 3、由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。 三、三条特殊光线 凸透镜 通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变 通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴 跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点 凹透镜 通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变 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 跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点 1、根据光路的可逆性可作下图： 2、透镜三条特殊光线 （1）凸透镜 ①平行于主光轴的光线，经过凸透镜折射后过焦点。 ②通过凸透镜中心的光线，传播方向不变。 ③穿过凸透镜焦点的光线，经过凸透镜折射后与主光轴平行。 （2）凹透镜 ①平行于主光轴的光线，经过凹透镜折射后其反向延长线相交于对侧虚焦点上。 ②通过凹透镜中心的光线，传播方向不变。 ③对准凹透镜虚焦点的光线，经过凹透镜折射后与主光轴平行。 四、凸透镜成像的规律 1、凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表（1）。 表（1）凸透镜成像规律表 成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用 u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a） u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b） u=f 不成像 射出的是平行光线 0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c） a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f c.0﹤u﹤f d.u=2f 凸透镜成像光路图 2、凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像，如图所示。 凹透镜成像光路图 注意：大家还要记住：虚像，物、像同侧；实像，物、像异侧。 【知识详解】凸透镜成像的规律 规律1:当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用:照相机、摄像机。 规律2:当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。应用:测焦距。 规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。 规律4:当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。 规律5:当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用:放大镜。 五、透镜凸透镜成像的规律 1、实验内容 【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。 【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。 【实验步骤】Ⅰ、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。 Ⅱ、将蜡烛放在远处（此时u>2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。 Ⅲ、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。 Ⅳ、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。 Ⅴ、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u<f，移动光屏，看在光屏上能否找到像。 Ⅵ、实验表格 物距与焦距关系 物距（cm） 像的性质 像距（cm） 大小 正倒 虚实 u>2f u=2f 2f>u>f u=f u<f Ⅶ、整理器材。 【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。 物距u和焦距f 的关系 像的性质 像距v和焦距f的关系 像与物同侧或异侧 正立 或倒立 缩小 或放大 实像 或虚像 倒立 缩小 实像 异侧 倒立 等大 实像 异侧 倒立 放大 实像 异侧 不成像 正立 放大 虚像 — 同侧 口诀：“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像，物近像远像变大；成虚像，物近像近像变小”。我们可以结合下图加深理解。 由此我们可以得出以下两个性质： (1)焦点分界：是成放大实像与缩小实像的分界点，是成实像与虚像的分界点。 (2)动态特性：物体沿主光轴移动时，物距(物体到凸透镜的距离)减小(增大)，像距(像到凸透镜的距离)增大(减小)，且像变大(小)。 六、眼睛 眼睛的构造（如图） 1、角膜：位于眼球的最前面，是清澈透明的，眼睑的眨眼动作会将泪液均匀地润湿角膜表面，使得光线能直接进入眼内，不受阻挡，它就像是照相机的镜头。 2、瞳孔：会随光线的强弱而自动缩小或放大，相当于照相机的光圈，它可以调节光线进入眼内的亮度，防止眼睛因强光照射而受伤。 3、晶状体：靠睫状肌的缩放而改变厚度，可以调节远近的焦距，让我们视物清晰，相当于调焦的透镜。 4、脉络膜：眼内腔充满着玻璃体，眼球壁中的脉络膜含有相当多的色素，有遮光作用，使得眼内腔变得像暗箱一样。 5、视网膜：含有非常多的感光细胞，有锥状细胞和杆状细胞，分别掌管色觉及明暗视觉，视网膜接受光刺激而成像，就相当于照相机的底片。 七、成像原理 人眼成像原理：眼球的构造和成像的原理与照相机相似。照像机有镜头、光圈、调焦装置、暗箱和底片，眼球也有类似的构造，角膜相当于镜头，瞳孔相当于光圈，晶状体相当于调焦的透镜，脉络膜相当于暗箱，视网膜相当于底片。 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））。 眼睛与照相机 眼睛 照相机 成像元件 晶状体、角膜 凸透镜 承像元件 视网膜 光屏 看远近不同物体的调节 调节晶状体的弯曲程度（调节焦距） 调节像距 八、正常眼睛成像概念 1、远点：当晶状体变得最扁平时，眼睛能看清的最远点叫做远点。正常眼睛的远点在无穷远处。 2、近点：当晶状体变得最凸起时，眼睛能看清的最近点叫做近点。正常眼睛的近点一般为10cm处。 3、明视距离：正常眼睛观看25cm远的物体时，感到既清楚又不易疲劳，因此把25cm的距离叫做正常眼睛的明视距离。 4、当物距变化时，眼睛的睫状肌会改变晶状体的弯曲程度，使物体的像总能落在视网膜上。 九、近视眼、远视眼的成因与矫正方法 1、近视眼：近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。 （1）特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面，而在视网膜上是一个光斑了。 （3）矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。 2、远视眼：在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。 （1）特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。 （2）原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 （3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛，可矫正远视眼的视力。 【微点拨一】近视眼与远视眼的成因与矫正 近视眼和远视眼的成因及纠正 近视眼 远视眼 视觉特征 近处清晰,远处模糊 远处清晰,近处模糊 形成原因 晶状体太厚，折光能力太强 晶状体太薄，折光能力太弱 眼球前后方向太长 眼球前后方向太短 成像位置 在视网膜前方 在视网膜后方 成像光路 矫正镜片 凹透镜 凸透镜 【温馨提示】①理解利用光具座来研究凸透镜成像的过程。会从光具座上读出物距、像距。观察实像或虚像。知道凸透镜所成的像可以是实像，也可以是虚像，而凹透镜只能呈虚像。②整个眼球折光系统相当于一个可变焦距的照相机。③近视眼、远视眼的成像光路图及其矫正方法(见下图)。 【微点拨二】眼镜的度数 （1）焦度：透镜的焦距越短，折光本领越大，透镜焦距的倒数叫透镜焦度。用φ表示即：； （2）焦距以米为单位时，焦度的单位是屈光度。眼镜度数是屈光度数乘以100。如焦距为1/5m的凸透镜，焦度为5屈光度，用它做成的远视镜片为+500度； （3）度数：远视镜的度数为正数，近视眼的度数为负数。 【例1】无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚，提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律，如图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线，下列说法正确的（　　） A．若要扩大拍摄范围，可让无人机飞得更高，景物类似从C到D的过程 B．该航拍镜头焦距为10厘米 C．若航拍环境较暗，可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰 D．若用无人机拍摄，所成的像为倒立缩小的实像，景物类似处于AB间某一位置 【例2】如图是某校园监控摄像头，从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面，摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是（　　） A．平面镜 B．照相机 C．显微镜 D．放大镜 【例3】在图中甲、乙虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（   ） A．图甲中放凸透镜，图乙中放凹透镜 B．图甲中放凹透镜，图乙中放凸透镜 C．图甲、图乙虚线方框中都放凸透镜 D．图甲、图乙虚线方框中都放凹透镜 【例4】“刷脸支付”的方式已在多家超市和商店投入使用。消费者结账时只要面对摄像头眨眨眼等，系统便会自动拍摄、扫描，确认相关信息后，迅速完成交易。下列有关说法正确的是（   ） A．摄像头相当于一个凹透镜 B．摄像头成像利用的是光沿直线传播 C．摄像头成像特点与投影仪相同 D．“刷脸”时，摄像头成的是倒立缩小的实像 【例5】如图所示，是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像，若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺，则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是（　　） A．丙、甲、丁、乙 B．甲、乙、丙、 C．乙、丁、甲、丙 D．丁、乙、丙、甲 【例6】将一副无框近视眼镜放置在太阳光下，在x轴的方向上，平面上的亮度变化符合实际的是 （　　） A．B．C．D． 【例7】小楠将透明小气球充水后，制成水透镜来模拟眼球中的晶状体。如图所示，图甲表示正常眼睛的晶状体，在实验中测得焦距为10cm。再将甲分别挤压成如图乙、丙所示的形状，并分别测出焦距。其中，测得焦距小于10cm的是图 （填“乙”或“丙”），用它可以模拟近视患者的晶状体，在生活中应当配戴 （填“凸透镜”或“凹透镜”）来矫正。 【例8】现如今越来越多的人在购买商品时选择使用扫脸支付的方式（如图甲），其成像原理可用图乙表示。支付设备上镜头的焦距可根据物体远近自动调节，其功能类似于人眼的 （填“瞳孔”“晶状体”或“视网膜”）。人脸在成像板上所成的像，与物体在人视网膜上成像的性质一样，都是 的像（填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”）；若此时镜头的焦点在F处，人脸远离镜头时，仍要在成像板上保持清晰的像，镜头的焦点可能调整到图乙中 处（填“a”或“b”）。 【例9】如图，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的光心烛焰的中心，光屏的中心处于同一水平直线上，当烛焰在A点时，成像在B点；当烛焰在B点时，成像在C点，则凸透镜固定在 （选填“A左侧”、“AB之间”、“BC之间”或“C右侧”）。烛焰从A到B的过程中，像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【例10】三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图1所示。改变入射角度，光路图如图2、图3所示。 (1)经过两次折射后，红光均向三棱镜的 （填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律； (2)了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图4所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有 作用的原因。 【例11】一幅如图甲所示的漫画立在桌面上，小霞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，如图乙所示。小霞观察分析：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 （填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足 （填“f<u<2f”或“u>2f”）。若小霞将水杯 （填“靠近”或“远离”）漫画，她透过水杯将会看到漫画中的老鼠逃离猫。 【例12】将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面，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，装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个 透镜，此时所成的像为 （填“实像”或“虚像”）。小科拿起这张黑白卡片，教室内每个方向的同学都可以清晰看到，这是因为光在该卡片上发生了 （填反射类型）。 1、小敏学习光学知识后，整理了如图所示的知识结构图。小宁补全后应为（　　） A．①凸透镜　②光的直线传播　③正立虚像B．①凸面镜　②光的色散　③正立虚像 C．①凸面镜　②光的直线传播　③正立实像D．①凸透镜　②光的色散　③正立实像 2、小明在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中，分别把一个不透明的木板放在如图甲、乙所示的位置，以下说法正确的是（　　） A．甲不能看到像 B．乙不能看到像 C．甲、乙都不能看到像 D．甲、乙都能看到像 3、如图甲所示的公共宣传投影是利用装在高处的投影灯照在地面上出现图案，投影灯内部结构如图乙。下列说法正确的是（　　） A．投影灯的成像原理与照相机相同 B．不同方向都能看到地面上的图案是由于光在地面发生了漫反射 C．投影灯成正立、放大的实像 D．要使地面上的像更大应将镜头向远离图片的方向调节 4、把一个透明的圆柱形的小玻璃瓶装上水，但不要装满，使得塞上瓶塞后瓶内留有一个空气泡，这就形成了一个既能放大又能缩小的两用透镜，如图所示。如果把它放在书上，则（　　） A．当眼睛对着空气泡看下去时，看到的字是缩小的，当眼睛从其他位置看下去时，看到的字是放大的 B．当眼睛对着空气泡看下去时，看到的字是放大的，当眼睛从其他位置看下去时，看到的字是缩小的 C．不管从哪个位置看都是放大的 D．不管从哪个位置看都是缩小的 5、如图所示，太阳光从左上方射下来，在镜的附近放一小纸片，在纸片上可以得到一个很小很亮的光斑，由此可以判断（　　） A．若纸片放在a处，则MN处放的是凸透镜 B．若纸片放在a处，则MN处放的是凹透镜 C．若纸片放在b处，则MN处放的是凸透镜 D．若纸片放在b处，则MN处放的是凹透镜 6、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．目镜的作用相当于投影仪镜头 B．望远镜物镜的作用相当于放大镜 C．太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的 D．由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成的是虚像 7、小红在家找一个圆柱形的玻璃瓶里面装满水可当成凸透镜，把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶看那支笔的笔尖。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢移动，可以看到什么现象？根据你学习的知识判断其中有错误的是（　　） A．先看到虚像，后看到实像 B．笔尖一直变长变大 C．到某一位置时笔尖改变方向 D．笔尖先变长，后变短变小 8、如图所示，L是嵌在遮光板上的一块透镜，P是光屏，两者的间距为d。一束平行光平行于透镜的主光轴射入，在光屏上得到一个面积大于透镜的光斑。下列判断正确的是（　　） A．L一定是凸透镜 B．L一定是凹透镜 C．若d大于透镜的焦距，则L是凸透镜 D．若d小于透镜的焦距，则L是凹透镜 9、实验小组利用实验装置探究凸透镜成像特点。 (1)小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图甲所示，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出如图乙所示图像。由图可知，该透镜的焦距f为 cm。 (2)当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”） 。 (3)仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆知道，在光屏上仍能得到一个 （选填“放大”“缩小”或“等大”）清晰的像。 (4)实验一段时间后观察到光屏上出现如图丙所示的情况，为得到完整的像，他可将凸透镜向 调节（选填“上”或“下”）。 (5)小明取来一副老花镜眼镜，将其中一个镜片放在凸透镜前，且较靠近凸透镜，仅移动光屏，在光屏上获得一清晰的像（如图丁所示）。拿走眼镜，为了能在光屏上再次得到清晰的像，保持蜡烛和透镜的位置不变，仅需将光屏向 （选填“左”或“右”）移动适当的距离。 10、小毛在STEAM课堂上制作出水凸透镜并结合教材知识进行探究。 (1)在探究凸透镜成像的规律时，通过注水器调节水凸透镜的焦距为10cm。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在光具座上，若点燃蜡烛后，无论怎样左右调节蜡烛的位置，始终不能在光屏上找到烛焰的像，原因是 。 (2)找到原因并解决问题后，在蜡烛处于如图甲所示的位置上，此时在光屏上得到一个清晰的像。这个成像原理与 相同（填“放大镜”、“投影仪”、或“照相机”）。 (3)如果保持甲图中光屏和水凸透镜的位置不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，要在光屏上重新得到清晰的像，可以通过注射器往水凸透镜中 （选填“注入”或“抽出”）适量的水。 (4)随后小毛想给大家展示投影仪中的凸透镜成像的原理，他将实验装置进行了调整，将蜡烛换成了F光源，将水凸透镜的焦距调为15cm（图乙所示），为达到目的，小毛将F光源向右移动，再将光屏向右移动到适合位置时，便能在光屏中央找到一个清晰的像。此时从光屏左侧观察，小余看到的像可能是 。 A． B． C． D． 11、小明探究凸透镜的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。 (1)实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在 上，目的是使像成在光屏中心。 (2)用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的蜡烛移动到光具座上40cm处，光屏不动，此时应对水透镜 （选填“注水”或“抽水”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。 (3)小明因为长期不注意用眼卫生，变成了近视眼，应该配戴 （选填“凸”或“凹”）透镜矫正。 12、小蛟在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、焦距f＝15cm的凸透镜、光屏依次安装在光具座上。 (1)如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的 。 (2)若小蛟想让蜡烛火焰的像成在光屏中心，应向 （选填“上”或“下”）调节凸透镜。 (3)保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜19cm处，发现在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，为了解决这个问题，聪明的小川拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，再在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像。则小川拿起的眼镜是 。（选填“近视镜”或“远视镜”）。 (4)将蜡烛从23cm刻度线处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图象如图丙所示，则像距v与t的大致变化关系为图中的 。（填写选项） A．B．C． D． 13、眼睛是心灵的窗户，爱护眼睛已经成为我们的共识。请据图回答下列问题。 (1)图甲中晶状体和角膜的共同作用相当于一个 镜，把来自物体的光折射后会聚在视网膜上，形成的是 的实像。从 的感觉角度出发，你看到的这些情景都是在你的 形成的。 (2)近视的同学需要佩戴眼镜矫正。图乙中属于近视矫正的是 （选填“①”或“②”）。 (3)长时间用眼后，会使眼睛干涩，有的同学喜欢用眼药水缓解。下列不支持使用眼药水的观点是 （填字母）。 A．有的眼药水，会使睫状肌持续工作，导致疲劳更难缓解 B．有的眼药水主要成分与泪液成分相同，眼睛干涩时，可适当缓解症状 C．眼药水中含有防腐剂，长期过度接触防腐剂，可能会对眼睛产生伤害 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 凸透镜成像规律 一、透镜 1、透镜：透明物质制成（一般是玻璃），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。 2、透镜的类型： （1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲） （2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙） 3、主光轴和光心： 概念 定义 图示 主光轴 通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。 光心 主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） 【微点拨】 1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。 2、透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。 二、透镜对光的作用 1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对） 2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对） 　　　　 【微点拨】 1、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，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。 2、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，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。 3、焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。 4、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。 5、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。　 【微点拨】 1、凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；凹透镜有两个虚焦点，关于光心对称。 2、凸透镜的焦距f的大小表示其会聚能力的强弱，f越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距f的大小表示其发散能力的强弱，f越小，对光的发散能力越强。 3、由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。 三、三条特殊光线 凸透镜 通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变 通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴 跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点 凹透镜 通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变 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 跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点 1、根据光路的可逆性可作下图： 2、透镜三条特殊光线 （1）凸透镜 ①平行于主光轴的光线，经过凸透镜折射后过焦点。 ②通过凸透镜中心的光线，传播方向不变。 ③穿过凸透镜焦点的光线，经过凸透镜折射后与主光轴平行。 （2）凹透镜 ①平行于主光轴的光线，经过凹透镜折射后其反向延长线相交于对侧虚焦点上。 ②通过凹透镜中心的光线，传播方向不变。 ③对准凹透镜虚焦点的光线，经过凹透镜折射后与主光轴平行。 四、凸透镜成像的规律 1、凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表（1）。 表（1）凸透镜成像规律表 成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用 u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a） u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b） u=f 不成像 射出的是平行光线 0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c） a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f c.0﹤u﹤f d.u=2f 凸透镜成像光路图 2、凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像，如图所示。 凹透镜成像光路图 注意：大家还要记住：虚像，物、像同侧；实像，物、像异侧。 【知识详解】凸透镜成像的规律 规律1:当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用:照相机、摄像机。 规律2:当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。应用:测焦距。 规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。 规律4:当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。 规律5:当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用:放大镜。 五、透镜凸透镜成像的规律 1、实验内容 【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。 【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。 【实验步骤】Ⅰ、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。 Ⅱ、将蜡烛放在远处（此时u>2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。 Ⅲ、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。 Ⅳ、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。 Ⅴ、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u<f，移动光屏，看在光屏上能否找到像。 Ⅵ、实验表格 物距与焦距关系 物距（cm） 像的性质 像距（cm） 大小 正倒 虚实 u>2f u=2f 2f>u>f u=f u<f Ⅶ、整理器材。 【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。 物距u和焦距f 的关系 像的性质 像距v和焦距f的关系 像与物同侧或异侧 正立 或倒立 缩小 或放大 实像 或虚像 倒立 缩小 实像 异侧 倒立 等大 实像 异侧 倒立 放大 实像 异侧 不成像 正立 放大 虚像 — 同侧 口诀：“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像，物近像远像变大；成虚像，物近像近像变小”。我们可以结合下图加深理解。 由此我们可以得出以下两个性质： (1)焦点分界：是成放大实像与缩小实像的分界点，是成实像与虚像的分界点。 (2)动态特性：物体沿主光轴移动时，物距(物体到凸透镜的距离)减小(增大)，像距(像到凸透镜的距离)增大(减小)，且像变大(小)。 六、眼睛 眼睛的构造（如图） 1、角膜：位于眼球的最前面，是清澈透明的，眼睑的眨眼动作会将泪液均匀地润湿角膜表面，使得光线能直接进入眼内，不受阻挡，它就像是照相机的镜头。 2、瞳孔：会随光线的强弱而自动缩小或放大，相当于照相机的光圈，它可以调节光线进入眼内的亮度，防止眼睛因强光照射而受伤。 3、晶状体：靠睫状肌的缩放而改变厚度，可以调节远近的焦距，让我们视物清晰，相当于调焦的透镜。 4、脉络膜：眼内腔充满着玻璃体，眼球壁中的脉络膜含有相当多的色素，有遮光作用，使得眼内腔变得像暗箱一样。 5、视网膜：含有非常多的感光细胞，有锥状细胞和杆状细胞，分别掌管色觉及明暗视觉，视网膜接受光刺激而成像，就相当于照相机的底片。 七、成像原理 人眼成像原理：眼球的构造和成像的原理与照相机相似。照像机有镜头、光圈、调焦装置、暗箱和底片，眼球也有类似的构造，角膜相当于镜头，瞳孔相当于光圈，晶状体相当于调焦的透镜，脉络膜相当于暗箱，视网膜相当于底片。 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））。 眼睛与照相机 眼睛 照相机 成像元件 晶状体、角膜 凸透镜 承像元件 视网膜 光屏 看远近不同物体的调节 调节晶状体的弯曲程度（调节焦距） 调节像距 八、正常眼睛成像概念 1、远点：当晶状体变得最扁平时，眼睛能看清的最远点叫做远点。正常眼睛的远点在无穷远处。 2、近点：当晶状体变得最凸起时，眼睛能看清的最近点叫做近点。正常眼睛的近点一般为10cm处。 3、明视距离：正常眼睛观看25cm远的物体时，感到既清楚又不易疲劳，因此把25cm的距离叫做正常眼睛的明视距离。 4、当物距变化时，眼睛的睫状肌会改变晶状体的弯曲程度，使物体的像总能落在视网膜上。 九、近视眼、远视眼的成因与矫正方法 1、近视眼：近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。 （1）特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面，而在视网膜上是一个光斑了。 （3）矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。 2、远视眼：在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。 （1）特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。 （2）原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 （3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛，可矫正远视眼的视力。 【微点拨一】近视眼与远视眼的成因与矫正 近视眼和远视眼的成因及纠正 近视眼 远视眼 视觉特征 近处清晰,远处模糊 远处清晰,近处模糊 形成原因 晶状体太厚，折光能力太强 晶状体太薄，折光能力太弱 眼球前后方向太长 眼球前后方向太短 成像位置 在视网膜前方 在视网膜后方 成像光路 矫正镜片 凹透镜 凸透镜 【温馨提示】①理解利用光具座来研究凸透镜成像的过程。会从光具座上读出物距、像距。观察实像或虚像。知道凸透镜所成的像可以是实像，也可以是虚像，而凹透镜只能呈虚像。②整个眼球折光系统相当于一个可变焦距的照相机。③近视眼、远视眼的成像光路图及其矫正方法(见下图)。 【微点拨二】眼镜的度数 （1）焦度：透镜的焦距越短，折光本领越大，透镜焦距的倒数叫透镜焦度。用φ表示即：； （2）焦距以米为单位时，焦度的单位是屈光度。眼镜度数是屈光度数乘以100。如焦距为1/5m的凸透镜，焦度为5屈光度，用它做成的远视镜片为+500度； （3）度数：远视镜的度数为正数，近视眼的度数为负数。 【例1】无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚，提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律，如图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线，下列说法正确的（　　） A．若要扩大拍摄范围，可让无人机飞得更高，景物类似从C到D的过程 B．该航拍镜头焦距为10厘米 C．若航拍环境较暗，可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰 D．若用无人机拍摄，所成的像为倒立缩小的实像，景物类似处于AB间某一位置 【答案】A 【解析】A．根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，若要扩大拍摄范围，即所成的像变小，应增大物距，也就是让无人机飞得更高。从图中看，景物从C到D的过程，物距增大，故A正确； B．由图可知，当u=v=10cm时，根据凸透镜成像规律，u=v=2f时成倒立、等大的实像，所以2f=10cm，则该凸透镜的焦距f=5cm，故B错误； C．若航拍环境较暗时，为了使照片更清晰，需要增加进光量，应调大镜头光圈，而不是调小镜头光圈减少进光量，故C错误； D. 若用无人机拍摄，所成的像为倒立缩小的实像，此时物距应大于二倍焦距，即u＞10cm，从图中看，景物应类似处于BD间某一位置，而不是AB间某一位置，故D错误；故选A。 【例2】如图是某校园监控摄像头，从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面，摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是（　　） A．平面镜 B．照相机 C．显微镜 D．放大镜 【答案】B 【解析】摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的。 A．平面镜成正立、等大的虚像，成像原理为光的反射，故A不符合题意； B．照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，故B符合题意； C．显微镜的物镜所成的像是倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故C不符合题意； D．放大镜是物体经透镜成正立、放大的虚像，故D不符合题意。故选B。 【例3】在图中甲、乙虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（   ） A．图甲中放凸透镜，图乙中放凹透镜 B．图甲中放凹透镜，图乙中放凸透镜 C．图甲、图乙虚线方框中都放凸透镜 D．图甲、图乙虚线方框中都放凹透镜 【答案】B 【解析】两束光通过甲后折射光线变的发散了，所以甲是凹透镜，通过乙后折射光线变的会聚了，所以乙是凸透镜。故选A。 【例4】“刷脸支付”的方式已在多家超市和商店投入使用。消费者结账时只要面对摄像头眨眨眼等，系统便会自动拍摄、扫描，确认相关信息后，迅速完成交易。下列有关说法正确的是（   ） A．摄像头相当于一个凹透镜 B．摄像头成像利用的是光沿直线传播 C．摄像头成像特点与投影仪相同 D．“刷脸”时，摄像头成的是倒立缩小的实像 【答案】D 【解析】摄像头中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，“刷脸”时，u＞2f，由凸透镜成像原理可知，成倒立、缩小的实像，与照相机原理相同，故D正确，ABC错误。故选D。 【例5】如图所示，是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像，若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺，则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是（　　） A．丙、甲、丁、乙 B．甲、乙、丙、 C．乙、丁、甲、丙 D．丁、乙、丙、甲 【答案】A 【解析】由甲、丙、丁三图可知，刻度尺成倒立的实像，根据凸透镜成像特点，此时u>f，物距越小，像距越大，像也越大，所以先后顺序是丙、甲、丁。图乙，刻度尺成正立的虚像，u<f，此时凸透镜距刻度尺最近，所以看到刻度尺的像的先后顺序是丙、甲、丁、乙。故A正确，BCD错误。故选A。 【例6】将一副无框近视眼镜放置在太阳光下，在x轴的方向上，平面上的亮度变化符合实际的是 （　　） A．B．C．D． 【答案】C 【解析】近视眼镜的镜片为凹透镜，其特点是中间薄、边缘厚，凹透镜对平行入射的太阳光有发散作用，使光线向外扩散而非聚焦，所以亮度呈现中间暗两边亮的情况；从平面向远离镜片的方向移动，光线因凹透镜发散，平面上的亮度会先降低（因为发散导致光线分布更分散）； 超过发散的影响范围后，光线逐渐恢复，亮度又会慢慢升高；但因起点亮度较高，下降后回升的亮度不会超过初始亮度，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 【例7】小楠将透明小气球充水后，制成水透镜来模拟眼球中的晶状体。如图所示，图甲表示正常眼睛的晶状体，在实验中测得焦距为10cm。再将甲分别挤压成如图乙、丙所示的形状，并分别测出焦距。其中，测得焦距小于10cm的是图 （填“乙”或“丙”），用它可以模拟近视患者的晶状体，在生活中应当配戴 （填“凸透镜”或“凹透镜”）来矫正。 【答案】乙 凹透镜 【解析】凸透镜的凸度越大，焦距越小，实验中测得甲图焦距为10cm，再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状，并分别测量焦距，由图可以看出，乙图的凸度比丙图大，则测得焦距小于10cm的是图乙，焦距大于10cm的是图丙；因为乙的焦距比丙的焦距小，所以会聚能力强，像会成在视网膜的前方，因此乙可以模拟近视眼的成因。为了使像成在视网膜上，近视眼需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。 【例8】现如今越来越多的人在购买商品时选择使用扫脸支付的方式（如图甲），其成像原理可用图乙表示。支付设备上镜头的焦距可根据物体远近自动调节，其功能类似于人眼的 （填“瞳孔”“晶状体”或“视网膜”）。人脸在成像板上所成的像，与物体在人视网膜上成像的性质一样，都是 的像（填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”）；若此时镜头的焦点在F处，人脸远离镜头时，仍要在成像板上保持清晰的像，镜头的焦点可能调整到图乙中 处（填“a”或“b”）。 【答案】晶状体 倒立缩小 b 【解析】支付设备的镜头可以根据物体的远近自动调节焦距，这一功能类似于人眼的晶状体。人眼的晶状体通过睫状肌的收缩和放松来改变曲率，从而调节焦距，使远近不同的物体都能在视网膜上形成清晰的像。支付设备和人眼在成像时，物体通过镜头（或晶状体）后会在成像板（或视网膜）上形成倒立缩小的实像。这是因为镜头（或晶状体）相当于凸透镜，当物体位于二倍焦距以外时，成像特点是倒立缩小的实像。当人脸远离镜头时，物距增大，根据凸透镜成像规律可知，像距将变小，为了不改变像距，则应增大焦距，相当于减小物距，从而增大像距，使像恰好成在成像板上。所以，镜头的焦点可能调整到图乙中b处。 【例9】如图，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的光心烛焰的中心，光屏的中心处于同一水平直线上，当烛焰在A点时，成像在B点；当烛焰在B点时，成像在C点，则凸透镜固定在 （选填“A左侧”、“AB之间”、“BC之间”或“C右侧”）。烛焰从A到B的过程中，像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】A左侧 变大 【解析】当烛焰在A点时，成像在B点，当烛焰在B点时，成像在C点；如果凸透镜所成的像为实像，则像和物体应位于凸透镜的两侧，如果凸透镜所成的像为虚像，则像和物体位于凸透镜的同侧，且像在物体的外侧。故凸透镜不可能在BC之间或C右侧；若凸透镜在AB之间，A通过凸透镜成实像在B点，由光路的可逆性可知，若物体在B点，则像应在A点而不在C点，故凸透镜不可能在AB之间；若凸透镜在A左侧时，像和物体位于凸透镜的同侧成虚像，且像在物体的外侧。当烛焰在A点时，成像在B点；当烛焰在B点时，成像在C点，满足凸透镜成虚像的特征，故凸透镜应固定在A点左侧。由凸透镜成像规律可知，凸透镜在A左侧，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，烛焰从A到B的过程中，物距变大，像距变大，像的大小变大。 【例10】三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图1所示。改变入射角度，光路图如图2、图3所示。 (1)经过两次折射后，红光均向三棱镜的 （填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律； (2)了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图4所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有 作用的原因。 【答案】(1)底面BC(2)会聚 【解析】（1）由图1、图2、图3分析可知，红光都向底面BC偏折。 （2）凸透镜可以看出是两个三棱镜，两个三棱镜底边BC重合，当光线传播到凸透镜上，光线会向BC偏折，即起到会聚作用。 【例11】一幅如图甲所示的漫画立在桌面上，小霞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，如图乙所示。小霞观察分析：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 （填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足 （填“f<u<2f”或“u>2f”）。若小霞将水杯 （填“靠近”或“远离”）漫画，她透过水杯将会看到漫画中的老鼠逃离猫。 【答案】凸透镜 实 靠近 【解析】装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚，边缘薄，相当于凸透镜；题图乙中老鼠的像与题图甲中的老鼠相比，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；当物距小于一倍焦距时，物体成正立、放大的虚像，因此若想透过水杯看到漫画中的老鼠逃离猫，应将水杯继续靠近漫画。 【例12】将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面，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，装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个 透镜，此时所成的像为 （填“实像”或“虚像”）。小科拿起这张黑白卡片，教室内每个方向的同学都可以清晰看到，这是因为光在该卡片上发生了 （填反射类型）。 【答案】凸 实像 漫反射 【解析】高脚杯的装水部分中间厚、边缘薄，所以装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个凸透镜。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，即该凸透镜成倒立的像，由凸透镜成像的规律可知，所成倒立的像为实像。小科拿起这张黑白卡片，教室内每个方向的同学都可以清晰看到，说明卡片对光发生了漫反射。 1、小敏学习光学知识后，整理了如图所示的知识结构图。小宁补全后应为（　　） A．①凸透镜　②光的直线传播　③正立虚像B．①凸面镜　②光的色散　③正立虚像 C．①凸面镜　②光的直线传播　③正立实像D．①凸透镜　②光的色散　③正立实像 【答案】A 【解析】凸面镜成像原理是光的反射，凸透镜成像原理是光的折射；小孔成像的原理是光的直线传播；平面镜所成的像是正立、等大的虚像。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 2、小明在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中，分别把一个不透明的木板放在如图甲、乙所示的位置，以下说法正确的是（　　） A．甲不能看到像 B．乙不能看到像 C．甲、乙都不能看到像 D．甲、乙都能看到像 【答案】D 【解析】因为虚像是光的反射延长线相交得到的，光屏不能承接虚像，因此凸透镜和平面镜所成的虚像都不能呈现在光屏上，所以在图中放置不透明木板，对成虚像不产生影响，所以烛焰的像不会发生变化，故D正确，ABC错误。故选D。 3、如图甲所示的公共宣传投影是利用装在高处的投影灯照在地面上出现图案，投影灯内部结构如图乙。下列说法正确的是（　　） A．投影灯的成像原理与照相机相同 B．不同方向都能看到地面上的图案是由于光在地面发生了漫反射 C．投影灯成正立、放大的实像 D．要使地面上的像更大应将镜头向远离图片的方向调节 【答案】B 【解析】A．投影灯成像的原理是物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，照相机成像的原理是物距在两倍焦距之外，成的是倒立、缩小实像，故A错误； B．能看到地面上的图案是由于光在地面发生了反射，而能够从各个方向都看到，是因为发生了漫反射，故B正确； C．投影灯成像的原理是物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立的放大的实像，故C错误； D．根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，故应将镜头靠近图片，才能使地面上的像更大，故D错误。故选B。 4、把一个透明的圆柱形的小玻璃瓶装上水，但不要装满，使得塞上瓶塞后瓶内留有一个空气泡，这就形成了一个既能放大又能缩小的两用透镜，如图所示。如果把它放在书上，则（　　） A．当眼睛对着空气泡看下去时，看到的字是缩小的，当眼睛从其他位置看下去时，看到的字是放大的 B．当眼睛对着空气泡看下去时，看到的字是放大的，当眼睛从其他位置看下去时，看到的字是缩小的 C．不管从哪个位置看都是放大的 D．不管从哪个位置看都是缩小的 【答案】A 【解析】因气泡的存在，水面变得向下凹，在此位置相当于一个凹透镜，所以从气泡看下面的字，看到的是变小的字，其他位置则相当于一个不规则的凸透镜，据前题的分析知，放在书上，此时物距小于焦距，故成为放大镜；当看到的是在垂直于小瓶轴线方向上变大的文字，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 5、如图所示，太阳光从左上方射下来，在镜的附近放一小纸片，在纸片上可以得到一个很小很亮的光斑，由此可以判断（　　） A．若纸片放在a处，则MN处放的是凸透镜 B．若纸片放在a处，则MN处放的是凹透镜 C．若纸片放在b处，则MN处放的是凸透镜 D．若纸片放在b处，则MN处放的是凹透镜 【答案】C 【解析】BD．太阳光射向地球，可以认为是平行光，在纸片上可以得到一个很小很亮的光斑，则这个透镜是凸透镜，因为凹透镜对光线有发散作用，太阳光经凹透镜会变为发散光线，不会会聚成点；所以在纸上不能接到最小最亮的点，故BD不符合题意； AC．由图可知，若纸片放在b处，则MN处放的是凸透镜。若纸片放在a处，那么纸片将挡住太阳光，故A不符合题意，C符合题意。故选C。 6、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．目镜的作用相当于投影仪镜头 B．望远镜物镜的作用相当于放大镜 C．太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的 D．由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成的是虚像 【答案】C 【解析】AB．望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，靠近眼睛的B镜是目镜，靠近物体的A镜是物镜，物镜的作用相当于照相机，目镜的作用相当于放大镜；故AB错误； CD．物镜的作用物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立缩小的实像，故C正确，D错误。故选C。 7、小红在家找一个圆柱形的玻璃瓶里面装满水可当成凸透镜，把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶看那支笔的笔尖。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢移动，可以看到什么现象？根据你学习的知识判断其中有错误的是（　　） A．先看到虚像，后看到实像 B．笔尖一直变长变大 C．到某一位置时笔尖改变方向 D．笔尖先变长，后变短变小 【答案】B 【解析】A．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，当离玻璃瓶较远时成倒立、缩小的实像，故A正确，不符合题意； BCD．玻璃瓶相当于一个柱面透镜，当铅笔由靠近凸透镜的位置逐渐远离的过程中，透过透镜会看到铅笔逐渐变长变大，但形状保持不变，当到达某一位置时，由正立的虚像变为倒立的实像，铅笔尖也会改变方向，继续移动像逐渐变短变小，故B错误，符合题意，CD正确，不符合题意。故选B。 8、如图所示，L是嵌在遮光板上的一块透镜，P是光屏，两者的间距为d。一束平行光平行于透镜的主光轴射入，在光屏上得到一个面积大于透镜的光斑。下列判断正确的是（　　） A．L一定是凸透镜 B．L一定是凹透镜 C．若d大于透镜的焦距，则L是凸透镜 D．若d小于透镜的焦距，则L是凹透镜 【答案】D 【解析】凹透镜对光线具有发散作用，不论d与凹透镜的焦距有什么关系，都能在光屏上得到放大的光斑；凸透镜对光线具有会聚作用，若d大于凸透镜的焦距，平行光线经凸透镜会聚焦点后继续传播，在光屏上可以形成放大的光斑；若d小于凸透镜的焦距，在光屏上只能得到缩小的光斑。若d大于透镜的焦距，L可能是凸透镜，也可能是凹透镜；若d小于透镜的焦距，L是凹透镜，故D正确，ABC错误。故选D。 9、实验小组利用实验装置探究凸透镜成像特点。 (1)小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图甲所示，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出如图乙所示图像。由图可知，该透镜的焦距f为 cm。 (2)当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”） 。 (3)仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆知道，在光屏上仍能得到一个 （选填“放大”“缩小”或“等大”）清晰的像。 (4)实验一段时间后观察到光屏上出现如图丙所示的情况，为得到完整的像，他可将凸透镜向 调节（选填“上”或“下”）。 (5)小明取来一副老花镜眼镜，将其中一个镜片放在凸透镜前，且较靠近凸透镜，仅移动光屏，在光屏上获得一清晰的像（如图丁所示）。拿走眼镜，为了能在光屏上再次得到清晰的像，保持蜡烛和透镜的位置不变，仅需将光屏向 （选填“左”或“右”）移动适当的距离。 【答案】(1)10(2)投影仪(3)缩小(4)下(5)右 【解析】（1）凸透镜正对太阳光时，平行光经凸透镜会聚于焦点，焦点处温度最高，将纸烤焦时间最短。由图乙可知，当透镜与白纸间距离f=10cm时，白纸被烤焦时间最短，所以该透镜的焦距f=10cm。 （2）已知透镜焦距f=10cm，当透镜与蜡烛的距离（物距）为15cm时，f＜u＜2f。根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，投影仪是利用这一成像原理制成的。 （3）在光的折射现象中，光路可逆。题（2）中物距f＜u＜2f时，成倒立、放大实像，像距v＞2f；将蜡烛和光屏位置对调后，此时物距u＞2f，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像。 （4）由图丙可知，像成在光屏上方，为使像成在光屏中央，可使蜡烛向上移动，或把凸透镜向下移动，或把光屏向上移动。所以为得到完整的像，可将凸透镜向下调节。 （5）老花镜是凸透镜，对光线有会聚作用。将老花镜镜片放在凸透镜前，光线提前会聚，拿走眼镜后，光线发散程度恢复，像会成在光屏右方。保持蜡烛和透镜的位置不变，要在光屏上再次得到清晰的像，需增大像距，所以仅需将光屏向右移动适当的距离。 10、小毛在STEAM课堂上制作出水凸透镜并结合教材知识进行探究。 (1)在探究凸透镜成像的规律时，通过注水器调节水凸透镜的焦距为10cm。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在光具座上，若点燃蜡烛后，无论怎样左右调节蜡烛的位置，始终不能在光屏上找到烛焰的像，原因是 。 (2)找到原因并解决问题后，在蜡烛处于如图甲所示的位置上，此时在光屏上得到一个清晰的像。这个成像原理与 相同（填“放大镜”、“投影仪”、或“照相机”）。 (3)如果保持甲图中光屏和水凸透镜的位置不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，要在光屏上重新得到清晰的像，可以通过注射器往水凸透镜中 （选填“注入”或“抽出”）适量的水。 (4)随后小毛想给大家展示投影仪中的凸透镜成像的原理，他将实验装置进行了调整，将蜡烛换成了F光源，将水凸透镜的焦距调为15cm（图乙所示），为达到目的，小毛将F光源向右移动，再将光屏向右移动到适合位置时，便能在光屏中央找到一个清晰的像。此时从光屏左侧观察，小余看到的像可能是 。 A． B． C． D． 【答案】(1)蜡烛、透镜、光屏的中心不在同一高度上(2)照相机(3)注入(4)A 【解析】（1）若点燃蜡烛后，无论怎样左右调节蜡烛的位置，始终不能在光屏上找到烛焰的像，说明烛焰、透镜、光屏的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上。 （2）由图甲可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。 （3）如果保持甲图中光屏和水凸透镜的位置不变，当蜡烛向水凸透镜靠近，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，像成在光屏的后方，要在光屏上重新得到清晰的像，可以通过注射器往水凸透镜中注入适量的水，让水凸透镜的凸度变大，对光的会聚能力变强，将光线提前会聚成像。 （4）投影仪成倒立、放大的实像，故从光屏左侧观察，小余看到的像可能是A。 11、小明探究凸透镜的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。 (1)实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在 上，目的是使像成在光屏中心。 (2)用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的蜡烛移动到光具座上40cm处，光屏不动，此时应对水透镜 （选填“注水”或“抽水”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。 (3)小明因为长期不注意用眼卫生，变成了近视眼，应该配戴 （选填“凸”或“凹”）透镜矫正。 【答案】(1)同一高度(2)注水(3)凹 【解析】（1）实验时，为了使像成在光屏中心，要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在同一高度上。 （2）用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的烛移动到光具座上40cm处，物距减小，光屏不动，像距不变，也就是需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使其焦距变短，才能在光屏上重新得到一个清晰的像。 （3）近视眼是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处点的光会聚在视网膜前，对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。 12、小蛟在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、焦距f＝15cm的凸透镜、光屏依次安装在光具座上。 (1)如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的 。 (2)若小蛟想让蜡烛火焰的像成在光屏中心，应向 （选填“上”或“下”）调节凸透镜。 (3)保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜19cm处，发现在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，为了解决这个问题，聪明的小川拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，再在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像。则小川拿起的眼镜是 。（选填“近视镜”或“远视镜”）。 (4)将蜡烛从23cm刻度线处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图象如图丙所示，则像距v与t的大致变化关系为图中的 。（填写选项） A．B．C． D． 【答案】(1)D(2)下(3)远视眼(4)C 【解析】（1）凸透镜的焦距是15cm，由图甲可知，物距为40.0cm，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，所以这个像是图乙中的D。 （2）由图甲可知，实验过程中，蜡烛在光屏上的像偏上，要使光屏上的像呈现在光屏的中央位置，由于通过凸透镜光心的光线传播方向不变，所以应向下调节凸透镜。 （3）把蜡烛放在距凸透镜19cm处，物距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，则像可能在100cm之外，所以在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像；实验中，小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，即说明该眼镜对光线有会聚作用（使光线提前会聚而成像在光屏上），故这副眼镜是凸透镜，即远视镜。 （4）当物距大于焦距时，凸透镜成的是实像；将蜡烛从大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距变大，像距则变小，成实像时，像距大于一倍焦距，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 13、眼睛是心灵的窗户，爱护眼睛已经成为我们的共识。请据图回答下列问题。 (1)图甲中晶状体和角膜的共同作用相当于一个 镜，把来自物体的光折射后会聚在视网膜上，形成的是 的实像。从 的感觉角度出发，你看到的这些情景都是在你的 形成的。 (2)近视的同学需要佩戴眼镜矫正。图乙中属于近视矫正的是 （选填“①”或“②”）。 (3)长时间用眼后，会使眼睛干涩，有的同学喜欢用眼药水缓解。下列不支持使用眼药水的观点是 （填字母）。 A．有的眼药水，会使睫状肌持续工作，导致疲劳更难缓解 B．有的眼药水主要成分与泪液成分相同，眼睛干涩时，可适当缓解症状 C．眼药水中含有防腐剂，长期过度接触防腐剂，可能会对眼睛产生伤害 【答案】(1)凸透镜 倒立、缩小 视觉神经 大脑皮层(2)②(3)AC 【分析】（1）凸透镜成像规律：物距在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像；物距在一倍和两倍焦距之间，像距大于两倍焦距时，成倒立、放大的实像，物距等于像距等于两倍焦距时，成倒立、等大的实像；物距大于两倍焦距，像距在一倍和两倍焦距之间时，成倒立、缩小的实像。 （2）凹透镜可以发散光线，使像延后会聚，矫正近视眼。 （3）不支持使用眼药水的观点，即认为眼药水弊大于利的观点。 【解析】（1）图甲中晶状体和角膜的作用相当于一个凸透镜，把来自物体的光折射后会聚在视网膜上，形成的是倒立的实像。视网膜上的感光细胞将光信号转化为神经信号，通过视神经传递至大脑视觉中枢，最终形成视觉。 （2）近视的成因及矫正：近视是由于晶状体曲度过大或眼球前后径过长，导致像成在视网膜前方，需用②凹透镜（发散光线）矫正，凹透镜中间薄、两边厚。 （3）A．眼药水会使睫状肌持续工作，导致疲劳更难缓解，属于不支持使用眼药水的观点，故A正确。 B．认为眼药水可以缓解症状，可知属于支持使用眼药水的观点，故B错误。 C． 认为眼药水会对眼睛造成伤害，属于不支持使用眼药水的观点，故C正确。故选AC。 1 学科网（北京）股份有限公司 $