1.5 透镜和视觉 导学案 2026-2027学年浙教版科学八年级上册

该初中科学导学案聚焦“透镜和视觉”，涵盖透镜种类、作用、成像规律，眼睛结构与视觉形成，近视远视成因及矫正等核心知识点。通过思维导图搭建知识框架，连接光现象与透镜应用，以学习支架形式帮助学生梳理前后知识脉络。 资料特色在于结合实验探究与典例变式，通过“探究凸透镜成像规律”等实验培养科学思维的模型建构与推理论证能力，项目化活动（如自制投影仪）提升探究实践能力，思维导图与分层习题设计助力学生自主学习，落实科学观念与态度责任的核心素养。

第5节 透镜和视觉 ( 思维导图 ) 考点一、透镜 1.凸透镜和凹透镜 种类 概念 图示 实例 凸透镜 中间厚、边缘薄的透镜 (放大镜) 凹透镜 中间薄、边缘厚的透镜 (近视眼镜) 2.关于透镜的几个科学术语 名称 概念 图示 主光轴 通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴，画主光轴应用点划线 光心 主轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心，用字母“O”表示 焦点、焦距 凸透镜能使跟主轴平行的光会聚在主轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦点，用字母“F”表示，凸透镜两侧各有一个焦点；焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，用字母“f”表示 焦点、焦距 凹透镜能使跟主轴平行的光变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交在主轴上的一点，这一点不是实际光线的会聚点，而是实际光线反向延长线的会聚点，所以叫凹透镜的虚焦点，凹透镜有两个虚焦点 (1)凸透镜表面越凸，焦距越小，会聚能力越强，反映在光路图上就是光通过凸透镜后偏折程度越大，如下图所示。 (2)凹透镜焦距越小，表面越凹，凹透镜对光的发散能力越强。 3.粗测凸透镜焦距的方法 如图所示，让凸透镜正对着太阳光(太阳离我们非常远，照射到地面的太阳光可看成平行光),再拿一张白纸放在它的另一侧，调整凸透镜到白纸的距离，直到白纸上的光斑最小、最亮(这个点就是凸透镜的焦点),测出这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距，这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法。 注意：(1)凸透镜的镜面要正对太阳光，不是平行于地面。 (2)纸上形成最小、最亮的光斑后，不要长时间照射纸张，防止纸张被烤焦。 4.凸透镜和凹透镜对光的作用 (1)凸透镜对光有会聚作用，如图甲所示。 甲 乙 丙 由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光，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，如图乙所示。 (2)凹透镜对光有发散作用，如图丙所示。 注意：凸透镜对光有会聚作用，并不是指光经过凸透镜后一定会聚到一点，而是指光通过凸透镜折射后，折射光线比原来的入射光线更靠近主光轴，如下图所示。 凹透镜对光有发散作用，并不是指光经过凹透镜后一定是发散的，而是指光通过凹透镜折射后，折射光线比原来的入射光线更远离主光轴，如下图所示。 5.透镜的三条重要光线 凸透镜 凹透镜 通过光心的光线经凸透镜折射后，折射光的传播方向不变 通过光心的光线经凹透镜折射后，折射光的传播方向不变 跟主光轴平行的光经凸透镜折射后，折射光线通过焦点 跟主光轴平行的光经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过虚焦点，注意作图时过虚焦点的虚线一定要画出 通过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴 射向凹透镜的光，如果其延长线通过虚焦点，则该光经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴，注意作图时过虚焦点的虚线一定要画出 点拨：对凹透镜和凸透镜的三条重要光线，可概括为以下三点： (1)过光心方向不变(即经过光心的光线传播方向不变)。 (2)平行必过焦点(即平行于主光轴的光线经透镜折射后，折射光线或其光线的反向延长线经过焦点或虚焦点)。 (3)过焦点必平行(即入射光线或其延长线经过焦点或虚焦点时，折射光线平行于主光轴)。 ( 思维导图 ) 典例1：（1）图①中，两条光线是由同一点光源S发出经平面镜反射后形成的，请完成光路图，并确定光源S的位置。 （2）如图②，两条入射光线分别过凸透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凸透镜折射后的光线。 （3）如图③所示，一束光从玻璃斜射入空气中，请作出图中的反射光线和折射光线 （4）如图④，两条入射光线分别过凹透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凹透镜折射后的光线。 ( 举一反三 ) 变式1：在如图中，请画出光射出水面的折射光线以及经过透镜的折射光线。 变式2：光学器件在生活中有很多应用：如图 (a)所示，盘山公路拐弯处的反光镜使用的是　 　镜，它对光具有　 　(填“发散”或“会聚”)作用，因此能增大驾驶员的观察范围；如图(b)所示为采集奥运圣火的画面，圣火采集器是一个　 　镜，它对太阳光具有　 　作用，从而把火炬点燃。 变式3：根据要求完成作图： （1）用平面镜成像的特点在图甲中画出物体AB在平面镜中所成的像； （2）如图乙所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线，并标出反射角的度数； （3）如图丙所示，根据光路图，在方框内填上正确的透镜符号。 考点二、凸透镜成像规律 1.物距和像距 (1)物距：物体到凸透镜的距离叫作物距，用字母u表示。 (2)像距：像到凸透镜的距离叫作像距，用字母v表示。 2.探究实践：探究凸透镜成像规律 【目标】通过改变物体相对于凸透镜的位置，探究凸透镜成像的特点。 【器材】凸透镜，光具座，光屏，蜡烛等。 【过程】(1)进行实验 ①如图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛火焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。 ②把蜡烛分别放在与凸透镜的距离大于2倍焦距、等于2倍焦距、2倍焦距和1倍焦距之间的地方，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的蜡烛火焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的。改变物距，重复实验。 ③把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像。 ④把蜡烛移到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到蜡烛火焰的像吗? 从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察蜡烛火焰(如图),是不是看到了一个正立、放大的蜡烛火焰的像?这个像不是由实际光线会聚成的，因此不能用光屏承接，是虚像。改变物距，重复实验。 (2)记录实验数据(凸透镜的焦距为10cm) 物距/cm 像距/cm 光屏上像的性质 像的其他性质 40 13.5 倒立的、缩小的 与物分居凸透镜的两侧，光屏能承接 30 15 倒立的、缩小的 与物分居凸透镜的两侧，光屏能承接 20 20 倒立的、等大的 与物分居凸透镜的两侧，光屏能承接 15 30 倒立的、放大的 与物分居凸透镜的两侧，光屏能承接 13.5 40 倒立的、放大的 与物分居凸透镜的两侧，光屏能承接 10 一 光屏上没有像 一 8 一 光屏上没有像，但通过凸透镜观察烛焰，能看到它正立的、放大的像 与物同侧，光屏不能承接 (3)实验结论：由实验表明，凸透镜成像规律如下表： 物距与焦距的关系 像距与焦距的关系 物与像的位置关系 像的性质 大小 正倒 虚实 u>2f f<v<2f 异侧 缩小 倒立 实像 u=2f v=2f 异侧 等大 倒立 实像 f<u<2f v>2f 异侧 放大 倒立 实像 u=f 不能成像 u<f 一 同侧 放大 正立 虚像 一规律总结一 (1)凸透镜所成实像必倒立，且物、像异侧，可以是放大的、等大的或缩小的；而虚像必正立，且物、像同侧，一定是放大的。 (2)两个分界点：1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小，即焦点是成实像、虚像的分界点，物体在焦点外成实像，在焦点内成虚像。2倍焦距点是实像放大、缩小的分界点，物体在2倍焦距外成缩小实像，在2倍焦距以内、1倍焦距以外成放大实像。 (3)凸透镜成实像时，像与物上下、左右都相反。当物距大于像距时，所成的像是倒立、缩小的；当物距等于像距时，所成的像是倒立、等大的；当物距小于像距时，所成的像是倒立、放大的。 (4)凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，且像变大，即物近像远像变大；物距增大，像距减小，且像变小，即物远像近像变小。成虚像时，物距减小，像距减小且像变小，即物近像近像变小。 (5)实像与物的三个关系 ①移动方向：物像同向移。 ②移动速度：成放大的像时，像的移动速度大于物的移动速度；成缩小的像时，像的移动速度小于物的移动速度。 ③物像可对调：对调后像的性质发生变化。 ( 思维导图 ) 典例1：在“探究凸透镜成像规律”的实验中。 （1）如图甲所示，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、最亮的光斑，由图甲可知，凸透镜的焦距为　 　cm。 （2）在探究凸透镜成像的实验中，由于蜡烛火焰的高度不合适，在光屏上得到如图乙所示不完整的像，要得到蜡烛火焰完整的像，应将蜡烛向　 　调节。 （3）把烛焰放在距凸透镜17Cm处时，如图丙所示，在凸透镜另一侧移动光屏，会在 光屏上得到一个倒立、　 　(填“放大"或“缩小”)的实像。 （4）在(3)的基础上，保持光屏的位置不动，如果将蜡烛向左移动一段距离，然后在蜡烛与凸透镜之间合适的位置放一个　 　(填“近视眼”或“远视眼”)镜片，在光屏上仍能得到清晰的实像。 ( 举一反三 ) 变式1：（2025八下·宁波期中）某班同学在“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，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C．当u=20cm时成放大的像．投影仪就是根据这一原理制成的 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 变式2：如图所示，为小明在探究凸透镜成像规律实验中的部分图示，请回答下列问题； （1）如图甲所示，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则小明所用凸透镜的焦距为　 　厘米； （2）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，为使像仍能成在光屏的中央，以下操作可达到目的的是　 　（选填字母）； A．将凸透镜往上移　　B．将光屏往下移 C．将蜡烛往上移　　D．将蜡烛往下移 （3）图乙光屏上已经得到一个清晰的像，若此时保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，要想在光屏上再次成清晰的像，则光屏必须　 　（选填“向左移”、“向右移”或“不移动”）。 变式3：小科同学利用图示装置来研究凸透镜成像规律。 （1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，其目的是　 　。 （2）如图甲所示，当凸透镜位于光具座上 A 处时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，则成的是　 　(填“正立”或“倒立”)的像。 （3）在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处(图中未标出)，光屏上再次成清晰的像，则该像是　 　(填“放大”“缩小”或“等大”)的。 （4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为 L0，蜡烛与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L(如图乙所示)，则透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=　 　(用L0、L表示)。 考点三、放大镜、投影仪和照相机 1.放大镜、投影仪和照相机的工作原理和调节方法 项目 放大镜 投影仪(幻灯机) 照相机 工作原理 u<f时，物体经过凸透镜成正立、放大的虚像 f<u<2f时，物体经过凸透镜成倒立、放大的实像 u>2f时，物体经过凸透镜成倒立、缩小的实像 调节依据 成虚像时，物近像近像变小 成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小 调节方法 像偏小：物体稍微远离透镜，适当调整眼睛位置 像偏大：物体稍微靠近透镜，适当调整眼睛位置 像偏小：投影片靠近镜头，投影仪远离屏幕 像偏大：投影片远离镜头，投影仪靠近屏幕 像偏小：物体靠近相机，暗箱拉长 像偏大：物体远离相机，暗箱缩短 2.实像和虚像 比较项目 实像 虚像 形成原因 由实际光线会聚而成的像 由实际光线的反向延长线相交而成的像 呈现形式 可以用光屏承接 不可以用光屏承接 图解 特点 倒立的，像、物异侧 正立的，像、物同侧 实例 照相机成像、投影仪成像 放大镜成像 相同点 都能被眼睛观察到，都能用照相机拍成照片 ( 思维导图 ) 典例1：小科用长方体纸盒作为暗箱，配置焦距为15cm的凸透镜制作了一个图甲所示的简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面。 （1）现有水平方向长度分别为10cm、15cm和30cm的三个纸盒(宽和高均为18cm)，应选择长度为　 　cm的纸盒做暗箱。 （2）为方便改变物距，小科给暗箱增加了一个抽屉(如图乙所示)。若要使白屏上的像变得更大，需要进行的操作是　 　。 （3）观影时，小科发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上方开槽(如图丙所示)，并插入透镜X后，屏上呈现像的亮度增强，但模糊不清，接着他将白屏靠近暗箱，得到了清晰的像。透镜X是一块　 　透镜(选填“凸”或“凹”)。 ( 举一反三 ) 变式1：如图是老年人专用指甲钳，手柄处嵌有辅助放大透镜，看到的手指是（　　） A．正立的虚像 B．倒立的虚像 C．正立的实像 D．倒立的实像 变式2：“AI跳绳”是一种基于人工智能技术的训练系统，能通过手机摄像头对用户的跳绳次数、速度等数据进行记录。如图所示为小科跳绳时的手机界面，下列说法中，正确的是 （　　）. A．手机摄像头的光学核心元件是凹透镜 B．小科通过手机摄像头所成的像是虚像 C．小科通过摄像头所成的像位于摄像头的2倍焦距以内 D．小科到摄像头的距离位于摄像头的1倍焦距以内 变式3：学完凸透镜成像规律后，某兴趣小组用凸透镜以及其他器材自制了投影仪模型和照相机模型。 （1）图中表示投影仪模型的是　 　(选填“甲”或“乙”)。 （2）完成模型制作后，小组成员用投影仪展示相关影像，发现像较小。为了呈现更大的像，应将投影仪模型中的凸透镜向　 　移(选填“左”或“右”)。 （3）照相机模型中充当胶片的膜应选用____材料制作，以便于观察。(填字母) A．全透明的塑料膜 B．半透明的薄宣纸 C．不透光卡纸 考点四、眼睛 1.眼球的结构(如右图)和功能 结构 功能 巩膜 坚韧的外壳、保护眼球 虹膜 中央是瞳孔，可根据光的强弱调节瞳孔大小，瞳孔可以控制进光量 角膜、晶状体、玻璃体 一起组成折光系统 睫状肌 调节晶状体曲度，改变眼球的焦距 视网膜 有感光细胞，接受光刺激，产生兴奋 视神经 把感光细胞所产生的信息传入大脑 2.视觉的形成 眼睛的工作原理：眼睛中的晶状体和角膜共同作用，相当于一个凸透镜，折射后的光线在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上有很多感光细胞，这些细胞受到光刺激后发出信息，信息沿着视神经传到大脑而形成视觉。即眼睛观察到物体的过程是光→眼球折光系统→视网膜→视神经→大脑皮层视觉中枢。 3.眼睛的调节 眼睛通过睫状肌改变晶状体的形状，使我们能够看清远近不同的物体。 (1)看近处的物体时，睫状肌收缩，晶状体变厚，焦距变小，对光的会聚能力变强，近处物体射来的光会聚在视网膜上，从而看清近处的物体，如图甲所示。 (2)看远处的物体时，睫状肌放松，晶状体变薄，焦距变大，对光的会聚能力变弱，远处物体射来的光会聚在视网膜上，从而看清远处的物体，如图乙所示。可见，眼睛是一种精巧的变焦系统. 4.近视与远视 项目 近视 远视 特点 能看清近处的物体，看不清远处的物体 能看清远处的物体，看不清近处的物体 形成原因 眼球的前后径过长或晶状体曲度过大，来自远处物体的光会聚在视网膜前，使视网膜上的物像模糊不清 眼球的前后径过短或晶状体曲度过小，使来自近处物体的光会聚在视网膜的后面 矫正 方法 配戴凹透镜可矫正近视 配戴凸透镜可矫正远视 ( 思维导图 ) 典例1：保护视力是当下青少年关注的焦点。小科同学在长时间的学习中出现了假性近视现象，但他发现通过眺望远处绿植的方法可以改善用眼疲劳。当小科由看书状态到眺望远方状态的过程中，眼球晶状体厚度和对光的会聚能力的变化情况分别是 (　　) A．晶状体变厚，对光的会聚能力变弱 B．晶状体变薄，对光的会聚能力变强 C．晶状体变厚，对光的会聚能力变强 D．晶状体变薄，对光的会聚能力变弱 ( 举一反三 ) 变式1：如图所示，当我们看近处物体时（一般不小于10cm），近处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看近处物体改为看远处物体时，为了使远处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（ ） A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变小，焦距变长 C．小蛟同学看不清楚近处的物体，他是近视眼 D．小江同学看不清楚远处的物体，应该佩戴凸透镜 变式2：（2026八上·杭州期末）手机给人们的生活带来许多便利和乐趣，但是使用手机的过程中也产生了一系列负面影响，因为不合理使用手机导致的健康问题不容忽视。 （1）如图甲所示，某同学拿出手机，保持手机到鼻尖的距离不变，开启屏幕打开手机前置摄像头，他通过前置摄像头所成的像为P1，手机锁屏屏幕变黑以后又在屏幕中看见了自己所成的另一个像P2。这两个像中，其中实像是　 　，由光的反射所成的像是　 　，两个像的大小关系为P1　 　(填“>”“=”或“<”)P2。 （2）由于不合理使用手机，该同学患上了近视，图乙中表示近视的光路图是　 　(填字母)，近视的矫正用图丙中的透镜　 　(填序号)。 变式3：近视已经成为青少年常见的视力问题之一，科学小组利用如下实验装置来模拟眼球成像。 （1）搭建“正常眼球”模型：调节蜡烛和光屏的位置，直至在光屏上呈现　 　(填像的性质)的实像，记录蜡烛和光屏所处的刻度。 （2）模拟“正常眼球”调节：在 (1)的基础上，保持水透镜、光屏的位置不变，将蜡烛适当远离水透镜，要使光屏上重新成清晰的像，应该向水透镜中　 　(填“注水”或“抽水”)，模拟睫状肌调节晶状体曲度。 （3）搭建“近视眼球”模型：要想搭建“近视眼球”模型，根据近视的成因，请在(1)的基础上，写出一种调节实验装置的方法：　 　。 （4）探究近视的矫正在 (3)搭建的模型中，将不同焦距的　 　(填“凹”或“凸”)透镜放在蜡烛与水透镜之间，模拟佩戴近视眼镜进行矫正。 ( 易错点与提高 ) 1.透镜部分被遮挡后的成像情况 当凸透镜部分破损或部分被遮挡时，通过透镜的折射光比原来少了，像会变暗，但像的形状不会改变。以凸透镜成实像为例。如图所示，物体所成的像A'点的形成，实际上是由物体上A点发出的无数条光经凸透镜后会聚在A′点形成的，如果凸透镜的上端破损，经过这一部分的光不再经过凸透镜折射后会聚在A'点，但是其他的光仍然可以通过凸透镜的其他部分成像在A'点；由于会聚在A'点上的光少了，像就显得暗了；同理，物体所成的像上的其他点也发生了同样的变化。这样，物体通过凸透镜所成的像仍是完整的，只是稍微变暗了。 ( 课后巩固 ) 1．雾视镜能使人眼产生“雾视”，从而刺激晶状体变薄，重新看清物体，以达到放松眼部肌肉，预防近视的效果。“雾视”原理为：戴上雾视镜后，进入眼睛的光线将聚焦在视网膜前，使人眼看不清物体。下图中能正确表示雾视镜的“雾视”原理的是（　　） A． B． C． D． 2．早在我国西汉时期成书的《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”下列关于该记载解释的光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（　　） A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长 C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长 4．为研究近视眼的形成和矫正方法，小明用凸透镜、凹透镜和光屏制作了如图所示的模型，使像恰好成在光屏上。不改变光屏和凸透镜的位置，去掉凹透镜，则像会（　　） A．成像在光屏左边 B．成像在光屏右边 C．无法成像 D．成像在光屏上 5．学习了透镜的知识以后，小明借来了爸爸的眼镜片进行探究。使太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑如图甲所示；把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，墙上出现了窗户清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是（　　) A．爸爸的镜片是凸透镜，焦距为35cm B．乙图中的像是倒立放大的实像 C．乙图中成像和照相机的原理是一样的 D．乙图中小明将镜片上移，窗户的像将向下移动 6．照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如图所示(P点为二倍焦距点)，下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是(　　) A．照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立、缩小的实像 B．照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立、缩小的实像 C．放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立、放大的虚像 D．放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立、放大的实像 7．某物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，像距为30cm、像高为2cm。移动该物体使物距变为40cm，关于此时所成像高度的判断正确的是(　　) A．一定大于2cm B．可能小于2cm C．一定小于2cm D．不可能等于2cm 8．小明在完成“探究凸透镜成像规律”实验后，为进一步了解“视力矫正”的原理，移动蜡烛，先让烛焰在光屏上成一个清晰的像（如图所示），然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了不同类型的眼镜片，下列关于本次实验现象的描述，正确的是（　　） A．放置眼镜片之前，蜡烛在图示位置，光屏上得到的是倒立、放大的实像 B．放置眼镜片之前，蜡烛在图示位置，光屏上得到的是倒立、缩小的虚像 C．将远视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏靠近透镜，又能在光屏上看到清晰的像 D．将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏靠近透镜，又能在光屏上看到清晰的像 9．在“探究凸透镜成像的规律”时得出的一些结论：如图所示，　 　倍焦距处是成实像和虚像的分界点，　 　倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。无论成实像还是成虚像，蜡烛总是越靠近　 　， 成的像越大。蜡烛向上移动时像向　 　移动。用火柴盒把凸透镜的一半遮掉，光屏上　 　(填“能”或“不能”)成完整的像，光屏上像的亮度变　 　。 10.春节假期，小科同学一家自驾车到周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。 发现1：小轿车的前挡风玻璃都是倾斜安装的，而不是竖直安装（如图甲所示）。 发现2：小轿车两侧的观后镜都是凸面镜（如图乙），它们的可视范围比车内的观后镜（平面镜）要大。 发现3：小轿车的远光灯是凹面形，安装在车前方较低的位置，灯丝位于焦点，夜间开灯时，发现照射的距离特别远（如图丙所示）。 请你利用所学的光学知识和原理，解释小科同学的这三个发现。 11．某区“望远心远”护眼行动实施以来，儿童总体近视率已连续多年实现下降。甲、乙两图中表示近视眼成像的光路图是　 　(填“甲”或“乙”)，可在眼球前面放一个合适的　 　(填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。当同学们在走廊上眺望远方时，晶状体变　 　(填“厚”或“薄”)。 12．小科对“眼睛视物原理”和“视力矫正原理”进行探究。 （1）如图1为眼球结构示意图，图2为模拟眼球成像原理的实验装置示意图，则模拟成像实验中的凸透镜相当于眼球的　 　(填名称)。 （2）如图3所示，他观察到如下现象：将近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像，这说明近视眼镜对光线有　 　作用(填“发散”或“会聚”)。 13．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图1，此时烛焰恰能在光屏上成一个清晰的像，此成像原理与　 　(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)相同。 （2）实验中，实像不仅可以用光屏承接，也可以用肉眼直接看到。如图2所示，拿掉光屏，用肉眼在　 　(选填“A”、“B”或“C”)位置沿图示方向能看到这个实像。 （3）图3 用手机扫描二维码，没有将二维码全部置于扫描框内导致识别失败，若要成功识别，根据凸透镜成像规律应将手机　 　(选填“靠近”或“远离”)二维码。 14.小科利用图甲装置探究凸透镜成像规律，将实验所得数据绘制成图像，如图乙所示； （1）根据图乙可知，该实验所用凸透镜的焦距为　 　厘米； （2）实验过程中，蜡烛燃烧长度变短，光屏上烛焰的像会向　 　移动； （3）利用凸透镜成像规律可制成投影仪，投影仪的部分结构和成像原理可简化为图丙；u表示物距，v表示像距，要使投影仪所成的像变大，u应适当　 　（选填“变大”或“变小”）。 15．小科利用实验室的器材探究凸透镜成像的规律。 （1）实验前，调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是使像成在　 　。 （2）调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图，光屏恰好得到清晰的像，则该凸透镜的焦距是　 　厘米。将蜡烛移至10厘米刻度线处，如果要使光屏上再次出现清晰的像，小科应进行的操作是　 　。 （3）实验中，小科将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变得模糊。将光屏适当远离凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像。由此，可判断小科佩戴的是　 　(填“近视”或“远视”)眼镜。 16．如图甲所示，在一个圆环支架上安装一个进出水口，在圆环支架的两侧密封上透明的橡皮膜，用注射器通过软管连接进出水口，并向圆环与橡皮膜所围成的空间内注水，使其呈中间厚、边缘薄的形状，便制成了一个焦距可调节的水透镜，如图乙所示。请回答： （1）将制好的水透镜、蜡烛和光屏安装在水平光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰中心、水透镜中心和光屏中心保持在　 　上，之后将水透镜的位置固定，调节蜡烛和光屏的位置，在光屏上观察到与烛焰等大的清晰的像，如图丙所示。 （2）当光具座上将三个原件放置在如图丙所示位置时，光屏上有清晰的像，该水透镜的焦距为　 cm。 （3）从水透镜中抽水时，水透镜的焦距变大，若不改变蜡烛和水透镜的位置，光屏应向　 　(选填“左”或“右”)移动，光屏上仍能呈现出烛焰清晰的像。当向水透镜中注水时，若不改变蜡烛光屏和水透镜的位置，则在蜡烛和水透镜之间放　 　(选填“凸透镜”或“凹透镜”)，光屏仍呈现出烛焰清晰的像。 17．为了探究凸透镜成像的规律，小嘉利用如图装置进行探究，实验步骤为： ①将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，分别调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致处于同一高度； ②把蜡烛放在离凸透镜较远的位置上，调整____的位置，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察和记录物距、像距、像的大小、正倒。 ③将蜡烛逐次移近凸透镜，重复步骤②。 （1）上述实验研究的是凸透镜所成像的性质与　 　的关系。 （2）步骤②中“?”处，应填入　 　 （3）当小嘉将蜡烛移近到某个位置后，发现无论如何移动光屏，都不能在光屏上观察到烛焰的像。出现这种现象的原因是　 　。 18．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，凸透镜的位置固定，当把发光的小灯泡放在40cm刻度线处时，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为　 　 cm。 （2）小敏用蜡烛代替小灯泡继续做实验，蜡烛在如图乙所示位置时能在光屏上成一清晰的像，则该像是倒立、　 　 （填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。若将蜡烛远离凸透镜移动，则像的大小将　 　 。 （3）在图乙中，小明借来老师的眼镜，并将其放在凸透镜左侧，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是　 　 透镜。 19．小黄通过实验研究“凸透镜成像规律”时，发现肉眼有时很难判断光屏上的像是否最清晰。为了解决这个问题，小黄想到可以将光屏上的光信号转换为电信号，于是他将光屏改为具有数显功能的显示屏(显示屏上的数字越大，代表像越清晰)，并利用该装置进行了以下的研究： （1）将蜡烛、凸透镜和显示屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜和显示屏三者的中心在　 　。 （2）调节蜡烛、凸透镜和显示屏三者的位置如图甲所示，光屏上出现一个清晰的像，该凸透镜的焦距为　 　cm。 （3）如图乙所示，保持蜡烛与显示屏的位置不变，移动凸透镜，发现凸透镜在A 位置附近移动时，显示屏上数字随光具座上刻度值的变化如图丙所示。继续向左移动凸透镜至B 位置，在B 位置附近移动时，再次出现类似图丙的波形变化，请判断B 位置的刻度值为　 　cm。 20．如图是小科探究“凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲平行光正对着凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜焦距是　 cm。 （2）当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示时，光屏上得到了一个清晰的像，这个像是右图中的　 　。 （3）如图乙所示，保持凸透镜位置不动，将蜡烛向左移动，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向　 　移动。 （4）随着实验的进行，蜡烛逐渐变短，出现了如图丙所示现象，为了把像调整到光屏中央，应进行的操作是　 　。 21．小科利用图示装置来研究凸透镜成像。 （1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在　 　。 （2）如图所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，利用此成像特点可制成　 　(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)。 （3）蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的上方，以下方法中能够将烛焰移至光屏中心的是（ ）(可多选)。 A．将光屏向左移动 B．将凸透镜向下移动 C．将蜡烛向上移动 D．将光屏向下移动 （4）在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下，只移动凸透镜，光屏上　 　(选填“能”或“不能”)形成清晰的等大的像。 22．2025年6月6日是第28个全国“爱眼日”，为探究眼睛的成像规律，小王自制了一个“水凸透镜”模拟人眼晶状体，通过注水或抽水改变透镜厚度(焦距)。实验装置如图所示：蜡烛、水凸透镜、光屏依次安装在光具座上。 （1）调整蜡烛、透镜和光屏的高度，使它们的中心在同一高度线上，目的是　 　。 （2）如图所示，刚好成清晰的像，则此时像的性质是　 　。 （3）若用不透明纸遮住透镜的一半，光屏上的像会____。 A．只剩一半 B．完整但变暗 C．模糊不清 D．完全消失 （4）小王用此装置模拟近视眼，发现像成在光屏前方。若想矫正，应在水凸透镜前放置　 　透镜。 23．老年人使用手机时，由于屏幕画面小，很不方便，为了解决该问题，某兴趣小组开展了《自制手机投影仪》的项目化活动。 【项目材料】凸透镜若干、纸板、胶水、剪刀等。 （1）【项目设计】同学们设计如图甲所示的方案，将纸板制成了纸盒，凸透镜固定至 A处，手机固定至B处，则在白墙上所成的像为倒立、　 　、实像。 （2）【项目实施】 用剪刀裁剪纸板并用胶水固定，制作了一个长50cm、宽20cm、高20cm的纸盒。 选择焦距合适的凸透镜。利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是　 　。 根据合理的方法，小科测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为15cm。 （3）将凸透镜固定在硬纸盒的一侧，并在纸盒中卡入纸板便于放置手机。 【项目调试】打开手机屏幕，通过调节纸盒与白墙的距离，可以在白墙上得到清晰的像。 【项目评价】评价量表既是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据。 《自制手机投影仪》评价量表 (部分) 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 设计合理，结构完整 设计不合理，结构完整 设计不合理，结构不完整 指标二 能模拟投影仪成像，成像清晰 能模拟投影仪成像，但成像不清晰 无法模拟投影仪成像 兴趣小组根据评价量表对小科自制的投影仪(如图乙所示)进行评价， “指标一”评为优秀，“指标二”评为合格。请结合凸透镜成像规律的相关知识，你认为该同学自制的投影仪还需要改进的措施是： 　 　。 24．在学习“凸透镜成像的规律”后，某校项目化小组的同学开展“自制校标 logo投影灯”的项目化学习活动，活动包括投影灯设计、制作和评价三个环节。 【投影原理】凸透镜成像规律。投影灯结构包括光源、透明图标、镜头。通过凸透镜将透明图标上的图案呈现在屏幕上。 【实验材料】开关、电池、电池盒、电线若干、小灯泡、透明校标 logo、凸透镜(焦距未知)、固定材料、热熔胶(用于粘合)、鞋盒、剪刀等。 【测量焦距】小江用发光二极管制成的“F”型光源进行实验。 （1）小江将光具座放在水平桌面上，将光源、凸透镜和光屏固定在光具座上，调整三者的高度，使它们的中心大致在　 　 （2）小江任意选择了一个凸透镜固定在光具座40cm刻度线处(如图甲)，不断调节光源和光屏的位置，当光屏上出现了清晰的像后，记录物距和像距，得到如图乙的图像。他选择的凸透镜焦距为　 　cm 【评价量表】 投影灯评价量表 (部分) 评价指标 达标 待改进 指标一 结构 结构完整 结构不完整 指标二 像的大小 像的大小可调 像的大小无法调节 指标三 像的清晰度 像的清晰度可调 像的清晰度无法调节 （3）【设计制作】为了在地面上观察到正立的校标 logo，投影灯内校标应　 　(填“正立”或“倒立”)放置； （4）【评价优化】小江的设计作品如图丙所示。老师观看后说：此作品在指标二评价结果为“待改进”。请你帮助小江给出解决对策：　 　 学科网（北京）股份有限公司 第5节 透镜和视觉 考点一、透镜 典例1：（1）图①中，两条光线是由同一点光源S发出经平面镜反射后形成的，请完成光路图，并确定光源S的位置。 （2）如图②，两条入射光线分别过凸透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凸透镜折射后的光线。 （3）如图③所示，一束光从玻璃斜射入空气中，请作出图中的反射光线和折射光线 （4）如图④，两条入射光线分别过凹透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凹透镜折射后的光线。【答案】（1）（2） （3）（4） 【解析】（1）平面镜所成的像是所有反射光线反向延长线的交点；物体和像关于平面镜对称，据此完成作图； （2）根据凸透镜的特殊光线解答； （3）根据光的反射定律和折射规律完成作图； （4）根据凹透镜的特殊光线解答。 【解答】（1）①将两条反射光线反向延长，它们的交点为像点S'； ②通过像点S’作镜面的垂线，然后根据“物像等距”在这条直线上镜面另一侧找到对应的发光点S； ③将发光点S与入射点连接，从而得到对应的入射光线，如下图所示： （2）①从焦点射出的光线，经过凸透镜后，折射光线与主轴平行； ②射向凸透镜光心的光线，传播方向不变，如下图所示： （3）①通过入射点作垂直界面的法线，然后根据“反射角等于入射角”在法线上侧画出对应的反射光线； ②光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，如下图所示： （4）①与主轴平行的光线，经过凹透镜后，折射光线的反向延长线经过入射光线同侧的虚焦点； ②射线光心的光线，传播方向不变，如下图所示： ( 举一反三 ) 变式1：在如图中，请画出光射出水面的折射光线以及经过透镜的折射光线。 【答案】 【知识点】作光的折射光路图；透镜的光路图 【解析】根据光的折射规律和凸透镜的三条特殊光线完成作图。 【解答】根据光的折射规律可知，光从水中斜射入空气时，折射角大于入射角。通过焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线与主轴平行，如下图所示： 变式2：光学器件在生活中有很多应用：如图 (a)所示，盘山公路拐弯处的反光镜使用的是　 　镜，它对光具有　 　(填“发散”或“会聚”)作用，因此能增大驾驶员的观察范围；如图(b)所示为采集奥运圣火的画面，圣火采集器是一个　 　镜，它对太阳光具有　 　作用，从而把火炬点燃。 【答案】凸面；发散；凹面；会聚 【解析】（1）凸面镜对光线有发散作用，成正立缩小的虚像，能够扩大视野； （2）凹面镜对光线有会聚作用，据此分析解答。 【解答】（1）如图 (a)所示，盘山公路拐弯处的反光镜使用的是凸面镜，它对光具有发散作用，因此能增大驾驶员的观察范围； （2）如图(b)所示为采集奥运圣火的画面，圣火采集器是一个凹面镜，它对太阳光具有会聚作用，从而把火炬点燃。 变式3：根据要求完成作图： （1）用平面镜成像的特点在图甲中画出物体AB在平面镜中所成的像； （2）如图乙所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线，并标出反射角的度数； （3）如图丙所示，根据光路图，在方框内填上正确的透镜符号。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】（1）根据平面镜成像的对称性完成作图； （2）根据凸透镜的特殊光线，结合光的反射定律完成作图； （3）根据图片确定透镜对光线的作用即可。 【解答】（1）①通过A点作镜面的垂线，然后根据“物像等距”在镜面右侧这条直线上找到对应的像点A'； ②同理，找到B点对应的像点B'； ③ 连接A'B'即可，如下图所示： （2）①与主轴平行的光线，经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点； ②通过入射点作垂直镜面的法线，然后根据“反射角等于入射角”在法线右侧画出对应的反射光线，如下图所示： 根据图片可知，入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为：90°-30°=60°。根据“反射角等于入射角”可知，反射角为60°。 （3）根据丙图可知，经过透镜后折射光线靠拢法线偏折，即使光线会聚，那么为凸透镜，如下所示： 考点二、凸透镜成像规律 典例1：在“探究凸透镜成像规律”的实验中。 （1）如图甲所示，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、最亮的光斑，由图甲可知，凸透镜的焦距为　 　cm。 （2）在探究凸透镜成像的实验中，由于蜡烛火焰的高度不合适，在光屏上得到如图乙所示不完整的像，要得到蜡烛火焰完整的像，应将蜡烛向　 　调节。 （3）把烛焰放在距凸透镜17Cm处时，如图丙所示，在凸透镜另一侧移动光屏，会在 光屏上得到一个倒立、　 　(填“放大"或“缩小”)的实像。 （4）在(3)的基础上，保持光屏的位置不动，如果将蜡烛向左移动一段距离，然后在蜡烛与凸透镜之间合适的位置放一个　 　(填“近视眼”或“远视眼”)镜片，在光屏上仍能得到清晰的实像。 【答案】（1）11 （2）上 （3）放大 （4）近视眼 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；近视眼的成因与矫正办法 【解析】（1）凸透镜光心到最小最亮光斑之间的距离即为焦距，据此进行分析。 （2）蜡烛出现在光屏上方，要使像出现在光屏中央，除了调整蜡烛的位置以外，还可以向上调整光屏或向下调整凸透镜。 （3）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。 （4）凸透镜成实像时，具有“物远像近像变小，物近像远像变大”的特点。近视眼是凹透镜可以使光线发散，延后会聚；远视镜是凸透镜，可以会聚光线，使像提前会聚。 【解答】（1）由图可知，凸透镜光心到最小最亮光斑之间的距离为41cm-30cm=11cm，可知该凸透镜的焦距为11cm。 （2）图中蜡烛的像出现在光屏上方，由经过光心的光线不发生偏折可知，此时蜡烛的位置低于光屏中央，所以应将蜡烛向上移，直至像呈现在光屏中央。 （3）当物距等于17cm时，物距在一倍和两倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像。 （4）将蜡烛向左移，物距变大，像距会变小，要使像仍呈在光屏上，应在蜡烛和光屏之间放置具有发散光线功能的近视眼镜。 ( 举一反三 ) 变式1：（2025八下·宁波期中）某班同学在“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，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C．当u=20cm时成放大的像．投影仪就是根据这一原理制成的 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 【答案】D 【解析】此题主要考查了凸透镜成像的应用，要熟记凸透镜成像的规律，特别搞清像的特点及像距与物距之间的关系，解决此题的关键是通过图象确定凸透镜的焦距。要解决此题，首先要通过图象分析出该凸透镜的焦距。要掌握凸透镜成像的规律。凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大的虚像。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像。物距等于二倍焦距成倒立等大实像。物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小，若物距减小，像距增大，像变大。 【解答】A、由图知，当物距为16cm时，像距也为16cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等，所以2f=16cm，则f=8cm，故A错误； B、f=8cm，2f=16cm，当u=12cm时，物距处于f和2f之间，所以成倒立、放大的实像，投影仪是根据这一原理制成的，故B错误； C、当物距u=20cm时，物距大于2倍焦距，所以此时成倒立、缩小的实像．照相机是根据这一原理制成的，故C错误； D、把物体从距凸透镜12cm处移到24cm处的过程中，物距逐渐增大，所以成的像逐渐减小，故D正确。故选D 变式2：如图所示，为小明在探究凸透镜成像规律实验中的部分图示，请回答下列问题； （1）如图甲所示，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则小明所用凸透镜的焦距为　 　厘米； （2）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，为使像仍能成在光屏的中央，以下操作可达到目的的是　 　（选填字母）； A．将凸透镜往上移　　B．将光屏往下移 C．将蜡烛往上移　　D．将蜡烛往下移 （3）图乙光屏上已经得到一个清晰的像，若此时保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，要想在光屏上再次成清晰的像，则光屏必须　 　（选填“向左移”、“向右移”或“不移动”）。 【答案】10.0；C；向左移 【解析】（1）凸透镜的光心到焦点的距离为焦距； （2）根据“通过凸透镜光心的光线传播方向不变”分析； （3）根据凸透镜成像时“物近像远大，物远像近小”的规律分析。 【解答】（1）根据题意可知，光屏到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距f=20.0cm-10.0cm =10.0cm； （2）蜡烛变短，相当于火焰向下移动，根据过光心的光线传播方向不变可知，烛焰的像在光屏上的位置会向上方移动。为了使像回到光屏的正中央，可以将凸透镜向下调节、光屏向上移，或者将蜡烛向上移动，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 （3）若将蜡烛向左移动，即物距增大，根据“物近像远大”的规律可知，此时像距会减小，则必须将光屏向左移。 变式3：小科同学利用图示装置来研究凸透镜成像规律。 （1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，其目的是　 　。 （2）如图甲所示，当凸透镜位于光具座上 A 处时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，则成的是　 　(填“正立”或“倒立”)的像。 （3）在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处(图中未标出)，光屏上再次成清晰的像，则该像是　 　(填“放大”“缩小”或“等大”)的。 （4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为 L0，蜡烛与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L(如图乙所示)，则透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=　 　(用L0、L表示)。 【答案】（1）使像呈在光屏中央 （2）倒立 （3）缩小 （4）L0-2L 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】这道题围绕凸透镜成像规律展开，考查了实验操作、成像性质及光路可逆原理的应用。 【解答】(1) 调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央，便于观察清晰的像。 (2) 图甲中，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立的放大实像（实像均为倒立）。 (3) 保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜右移，根据光路可逆原理，此时物距变大、像距变小，物距大于像距，成缩小的实像。 (4) 蜡烛与光屏间距为 L0，第一次物距为L，则像距为L0−L。第二次成像时，物距等于原来的像距 L0−L，像距等于原来的物距 L。因此，透镜两次位置 A、B 之间的距离：s=(L0−L)−L=L0−2L。 考点三、放大镜、投影仪和照相机 典例1：小科用长方体纸盒作为暗箱，配置焦距为15cm的凸透镜制作了一个图甲所示的简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面。 （1）现有水平方向长度分别为10cm、15cm和30cm的三个纸盒(宽和高均为18cm)，应选择长度为　 　cm的纸盒做暗箱。 （2）为方便改变物距，小科给暗箱增加了一个抽屉(如图乙所示)。若要使白屏上的像变得更大，需要进行的操作是　 　。 （3）观影时，小科发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上方开槽(如图丙所示)，并插入透镜X后，屏上呈现像的亮度增强，但模糊不清，接着他将白屏靠近暗箱，得到了清晰的像。透镜X是一块　 　透镜(选填“凸”或“凹”)。 【答案】（1）30 （2）手机靠近透镜(向右推抽屉)，同时增大暗箱与白屏的距离 （3）凸 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）凸透镜成像规律在投影仪中的应用知识点：投影仪的成像原理是当 f<u<2f 时，凸透镜成倒立、放大的实像，且像距 v>2f。已知凸透镜焦距为 15cm，因此像距（暗箱长度）必须大于 2 倍焦距（2×15cm=30cm），才能保证成像清晰。 （2）凸透镜成实像时的动态变化规律知识点：凸透镜成实像时，遵循 “物近像远像变大” 的规律。即要使像变大，需要减小物距（手机与透镜的距离），同时增大像距（暗箱与白屏的距离）。 （3）透镜对光线的作用与矫正知识点：插入透镜 X 后像变模糊且靠近暗箱（即像距变小，光线提前会聚），说明透镜 X 对光线有会聚作用，因此透镜 X 是凸透镜。插入凸透镜后相当于增加了会聚能力，矫正时需将白屏靠近暗箱（或在白屏前放凹透镜，此处考查透镜 X 的性质）。 【解答】(1) 根据投影仪的成像原理，凸透镜焦距 f=15cm，成像时需要满足像距 v>2f=30cm。现有纸盒长度分别为 10cm、15cm、30cm，只有 30cm 的纸盒长度满足并留有余量，因此应选择长度为 30 cm 的纸盒做暗箱。 (2) 根据凸透镜成像 “物近像远像变大” 的规律，要使白屏上的像变得更大，需减小手机与凸透镜的距离（物距），同时增大暗箱与白屏的距离（像距）。具体操作为：手机靠近透镜（向右抽抽屉），同时增大暗箱与白屏的距离。 (3) 插入透镜 X 后，像变得模糊且靠近暗箱，说明光线提前会聚了。透镜 X 对光线具有会聚作用，符合凸透镜对光线的会聚特性（凹透镜对光线有发散作用，会使像延后会聚）。因此，透镜 X 是一块 凸 透镜。 故答案为：(1) 30； (2) 手机靠近透镜 (向右抽屉)，同时增大暗箱与白屏的距离； (3) 凸。 ( 举一反三 ) 变式1：如图是老年人专用指甲钳，手柄处嵌有辅助放大透镜，看到的手指是（　　） A．正立的虚像 B．倒立的虚像 C．正立的实像 D．倒立的实像 【答案】A 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】当物体在凸透镜的一倍焦距内时，成正立放大的虚像，根据凸透镜成像的特点和应用判断。 【解答】放大透镜是一个凸透镜， 当物体（手指）位于凸透镜的焦点以内时，透镜会形成一个正立、放大的虚像。 故选A。 变式2：“AI跳绳”是一种基于人工智能技术的训练系统，能通过手机摄像头对用户的跳绳次数、速度等数据进行记录。如图所示为小科跳绳时的手机界面，下列说法中，正确的是 （　　）. A．手机摄像头的光学核心元件是凹透镜 B．小科通过手机摄像头所成的像是虚像 C．小科通过摄像头所成的像位于摄像头的2倍焦距以内 D．小科到摄像头的距离位于摄像头的1倍焦距以内 【答案】C 【知识点】透镜及其特点与分类；凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用 【解析】照相机的特点：使物体离照相机镜头的距离（物距）大于底片离照相机镜头的距离（像距）；物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成的像越小，像的位置（底片或胶卷到镜头的距离）越近，暗箱越短；像和物体在镜头（凸透镜）两侧；物体在胶卷上成的是倒立、缩小的实像。 【解答】选项A：手机摄像头的核心元件是凸透镜，凹透镜主要用于发散光线，无法用于成像。故A错误，不符合题意。 选项B：手机摄像头成的是实像，因为光线实际会聚在传感器上。虚像无法被传感器记录。故B错误，不符合题意。 选项C：根据凸透镜成像规律，当物距u > 2f时，f <像距v < 2f，即像位于1倍焦距和2倍焦距之间。 故C正确，符合题意。 选项D：如果物距u < f，会成正立放大的虚像，应用于放大镜，但手机摄像头无法记录虚像。实际拍摄时物距远大于焦距。故D错误，不符合题意。 故正确答案是 C。 变式3：学完凸透镜成像规律后，某兴趣小组用凸透镜以及其他器材自制了投影仪模型和照相机模型。 （1）图中表示投影仪模型的是　 　(选填“甲”或“乙”)。 （2）完成模型制作后，小组成员用投影仪展示相关影像，发现像较小。为了呈现更大的像，应将投影仪模型中的凸透镜向　 　移(选填“左”或“右”)。 （3）照相机模型中充当胶片的膜应选用____材料制作，以便于观察。(填字母) A．全透明的塑料膜 B．半透明的薄宣纸 C．不透光卡纸 【答案】（1）甲 （2）左 （3）B 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）投影仪的工作原理：投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像，需要物体（如幻灯片）位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间（f < u < 2f），像距大于二倍焦距（v > 2f）。 （2）根据凸透镜成像“物近像远大”的规律分析； （3）照相机中，胶片用于接收凸透镜形成的实像，因此需要能够显示像的材料，据此分析判断。 【解答】（1）甲图中，物体（胶片）位于凸透镜左侧较近位置（f < u < 2f），像（倒立放大）位于右侧较远位置（v > 2f），符合投影仪模型。 乙图中，物体位于凸透镜左侧较远位置（u > 2f），像（倒立缩小）位于右侧较近位置（f < v < 2f），符合照相机模型。 （2）为了呈现更大的像， 根据凸透镜成像“物近像远大”的规律可知，此时要减小物距，即 将投影仪模型中的凸透镜向左移动； （3）在照相机中，胶片用于接收凸透镜形成的实像，因此需要能够显示像的材料。 A. 全透明的塑料膜：无法显示像，因为光线会直接透过，故A不合题意； B. 半透明的薄宣纸：可以漫反射光线，便于观察实像，故B符合题意； C. 不透光卡纸：无法透光，无法观察到像，故C不合题意。 故选B。 考点四、眼睛 典例1：保护视力是当下青少年关注的焦点。小科同学在长时间的学习中出现了假性近视现象，但他发现通过眺望远处绿植的方法可以改善用眼疲劳。当小科由看书状态到眺望远方状态的过程中，眼球晶状体厚度和对光的会聚能力的变化情况分别是 (　　) A．晶状体变厚，对光的会聚能力变弱 B．晶状体变薄，对光的会聚能力变强 C．晶状体变厚，对光的会聚能力变强 D．晶状体变薄，对光的会聚能力变弱 【答案】D 【知识点】眼球的结构与视觉的形成 【解析】凸透镜的凸度越小，对光线的会聚能力越弱；凸度越大，则对光线的会聚能力越强，据此分析判断。 【解答】当小科由看书状态到眺望远方状态的过程中， 由于物距增大，此时像会成在视网膜前面。由于视网膜的位置不变，因此只能改变晶状体的会聚能力。要使像后移到视网膜上，需要光线发散，即晶状体变薄，对光的会聚能力变弱，故D正确，而ABC错误。 故选D。 ( 举一反三 ) 变式1：如图所示，当我们看近处物体时（一般不小于10cm），近处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看近处物体改为看远处物体时，为了使远处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（ ） A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变小，焦距变长 C．小蛟同学看不清楚近处的物体，他是近视眼 D．小江同学看不清楚远处的物体，应该佩戴凸透镜 【答案】B 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；近视眼的成因与矫正办法；远视眼的成因与矫正办法 【解析】AB.根据凸透镜“物远像近小”的规律分析看远处物体时像距变化，进而判断要看清物体需要光线会聚还是发散，进而确定晶状体的会聚能力变化即可； CD.看不清近处的物体为远视眼，用凸透镜矫正；看不起远处的物体叫近视眼，用凹透镜矫正。 【解答】AB.当我们从看近处物体改为看远处物体时，此时的物距变大，根据“物远像近小”的规律可知，此时像距会变小，那么像成在视网膜的前面。为了使远处物体成像在视网膜上，需要使光线发散，即减小眼睛晶状体对光的偏折能力，即要减小晶状体的凸度，使得焦距变长，故A错误，B正确； C. 小蛟同学看不清楚近处的物体， 则为远视眼，故C错误； D. 小江同学看不清楚远处的物体， 则为近视眼，用凹透镜矫正，故D错误。 故选B。 变式2：（2026八上·杭州期末）手机给人们的生活带来许多便利和乐趣，但是使用手机的过程中也产生了一系列负面影响，因为不合理使用手机导致的健康问题不容忽视。 （1）如图甲所示，某同学拿出手机，保持手机到鼻尖的距离不变，开启屏幕打开手机前置摄像头，他通过前置摄像头所成的像为P1，手机锁屏屏幕变黑以后又在屏幕中看见了自己所成的另一个像P2。这两个像中，其中实像是　 　，由光的反射所成的像是　 　，两个像的大小关系为P1　 　(填“>”“=”或“<”)P2。 （2）由于不合理使用手机，该同学患上了近视，图乙中表示近视的光路图是　 　(填字母)，近视的矫正用图丙中的透镜　 　(填序号)。 【答案】（1）P1；P2；< （2）B；② 【解析】（1）根据凸透镜成像的特点和平面镜成像的特点分析解答； （2）根据近视眼的症状、成因和矫正方法解答。 【解答】（1）根据题意可知，手机前置摄像头成像原理类似于凸透镜成像。当物体（如人脸）位于凸透镜的二倍焦距之外时，会在摄像头内部形成倒立、缩小的实像（P1）。 当手机锁屏后，屏幕变黑相当于一面平面镜，此时通过屏幕反射形成的是正立、等大的虚像（P2）。 因此P1 < P2。 （2）近视是由于眼球晶状体过凸或眼轴过长，导致光线聚焦在视网膜前，因此表示近视的光路图是B。近视眼应该用凹透镜矫正，故选②。 变式3：近视已经成为青少年常见的视力问题之一，科学小组利用如下实验装置来模拟眼球成像。 （1）搭建“正常眼球”模型：调节蜡烛和光屏的位置，直至在光屏上呈现　 　(填像的性质)的实像，记录蜡烛和光屏所处的刻度。 （2）模拟“正常眼球”调节：在 (1)的基础上，保持水透镜、光屏的位置不变，将蜡烛适当远离水透镜，要使光屏上重新成清晰的像，应该向水透镜中　 　(填“注水”或“抽水”)，模拟睫状肌调节晶状体曲度。 （3）搭建“近视眼球”模型：要想搭建“近视眼球”模型，根据近视的成因，请在(1)的基础上，写出一种调节实验装置的方法：　 　。 （4）探究近视的矫正在 (3)搭建的模型中，将不同焦距的　 　(填“凹”或“凸”)透镜放在蜡烛与水透镜之间，模拟佩戴近视眼镜进行矫正。 【答案】（1）倒立、缩小 （2）抽水 （3）向水透镜中注水或者将光屏向远离凸透镜的方向移动 （4）凹 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用；近视眼的成因与矫正办法 【解析】（1）根据正常眼球成像时，视网膜上会形成倒立、缩小的实像进行分析。 （2）凸透镜越凸，焦距越小，聚光能力越强。 （3）（4）根据近视眼像成在视网膜前面和凹透镜可以发散光线进行分析。 【解答】（1）正常眼球成像时，视网膜上会形成倒立、缩小的实像。因此，调节蜡烛和光屏的位置，直至在光屏上呈现 倒立、缩小的实像。 （2）将蜡烛适当远离水透镜，物距变大，像距会变小，为了使像仍呈现在光屏上，应向透镜中抽水，增大凸透镜的焦距，减弱对光线的会聚作用。 （3）近视眼像成在视网膜前面，是因为晶状体曲度过大或者眼轴距过长，所以要模拟近视的成因，可以向水透镜中注水或者将光屏向远离凸透镜的方向移动。 （4）近视眼像成在视网膜前，为了矫正近视，应在模型中放置不同焦距具有发散光线能力的凹透镜，使像延后会聚，成在视网膜上。 ( 课后巩固 ) 1．雾视镜能使人眼产生“雾视”，从而刺激晶状体变薄，重新看清物体，以达到放松眼部肌肉，预防近视的效果。“雾视”原理为：戴上雾视镜后，进入眼睛的光线将聚焦在视网膜前，使人眼看不清物体。下图中能正确表示雾视镜的“雾视”原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】凸透镜对光有会聚作用，结合题干信息选出正确答案。 【解答】AB、由图知道，图中光线经过凸透镜后是发散的，故AB不符合题意； CD、根据“戴上雾视镜后，进入眼睛的光线将聚焦在视网膜前”知道，C符合题意，D不符合题意。 故答案为：C。 2．早在我国西汉时期成书的《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”下列关于该记载解释的光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据凸透镜对光线的作用，以及特殊光线的知识判断。 【解答】根据“ 举以向日，以艾承其影，则火生 ”可知，冰透镜对着太阳能聚光，使艾绒着火，由此可知冰透镜是凸透镜，故B、D错误； 此时描述的是平行于主光轴的太阳光线，经凸透镜折射后会聚成一点，故A正确，C错误。 故选A。 3．如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（　　） A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长 C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长 【答案】A 【解析】眼睛的晶状体是一个焦距可调凸透镜，眼睛通过睫状体来改变晶状体的凸度：当睫状体放松时，晶状体凸度变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体凸度变大，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大。 【解答】当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上，当我们从看远处物体改为看近处物体时，物距减小，若晶状体的凸度和焦距不变，由凸透镜成像规律知道，此时像距会变大，则成像在视网膜之后。为了使近处物体所成的像前移到视网膜上，应将通过晶状体的光线更加会聚，所以，晶状体的凸度要变大，使焦距变短，故A正确。故答案为：A。 4．为研究近视眼的形成和矫正方法，小明用凸透镜、凹透镜和光屏制作了如图所示的模型，使像恰好成在光屏上。不改变光屏和凸透镜的位置，去掉凹透镜，则像会（　　） A．成像在光屏左边 B．成像在光屏右边 C．无法成像 D．成像在光屏上 【答案】A 【解析】（1）凸透镜和凹透镜的光学性质：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。 （2）近视眼的矫正原理：近视眼是晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方。矫正时需佩戴凹透镜，凹透镜先对光线发散，再经晶状体折射后，使像成在视网膜上。 【解答】去掉凹透镜，就如同近视的人摘掉眼镜，像成在视网膜之前，即成像在光屏左边，故A符合题意，BCD不符合题意。故答案为：A。 5．学习了透镜的知识以后，小明借来了爸爸的眼镜片进行探究。使太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑如图甲所示；把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，墙上出现了窗户清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是（　　) A．爸爸的镜片是凸透镜，焦距为35cm B．乙图中的像是倒立放大的实像 C．乙图中成像和照相机的原理是一样的 D．乙图中小明将镜片上移，窗户的像将向下移动 【答案】C 【解析】凸透镜对光线起会聚作用，凹透镜对光线起发散作用。太阳经过凸透镜后会聚在焦点，焦点到光心的距离叫焦距。凸透镜成像规律：u>2f，此时2f>v>f。成倒立缩小的实像，应用是照相机；2f>u>f，此时v>2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪。u<f，成正立放大的虚像，应用是放大镜。【解答】A.由图甲可知： 爸爸的镜片是凸透镜，焦距为35cm ，故A正确； B.窗户到凸透镜的距离大于像到凸透镜的距离，所以一定成倒立放大的实像，故B正确； C.照相机的原理是物距大于像距，成倒立缩小的实像，故C错误； D.因为凸透镜成的是倒立的像，所以将镜片上移，像将向下移，故D正确。故答案为：C。 6．照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如图所示(P点为二倍焦距点)，下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是(　　) A．照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立、缩小的实像 B．照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立、缩小的实像 C．放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立、放大的虚像 D．放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立、放大的实像 【答案】A 【解析】根据图像可知，F为焦点，而P为二倍焦距处。 照相机的成像原理为：当u>2f时，成倒立、缩小的实像，物体在甲区域内，故A正确，B错误； 放大镜的成像原理为：当u<f时，成正立、放大的虚像，则物体在丙区域内，故C、D错误。 7．某物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，像距为30cm、像高为2cm。移动该物体使物距变为40cm，关于此时所成像高度的判断正确的是(　　) A．一定大于2cm B．可能小于2cm C．一定小于2cm D．不可能等于2cm 【答案】B 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】首先根据凸透镜成像的规律确定凸透镜的焦距范围，然后将物距和焦距比较，进而再次确定凸透镜成像的大小范围即可。 【解答】根据题意可知，物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，可知此时满足：u＞2f时，2f＞v＞f。 此时像距为30cm，像高为2cm，则物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，即f<30cm<2f，解得透镜的焦距：15cm<f<30cm； 则物体的高度肯定大于2cm； 若改变物体的位置，再移动光屏使像清晰，此时物距为40cm， 当f<20cm时，物体在二倍焦距以外，成倒立缩小的实像，则像可能小于2cm； 当20cm<f<30cm时，像在2倍焦距以内，此时成倒立、放大的实像，因此像可能大于2cm，故B正确。 故选B。 8．小明在完成“探究凸透镜成像规律”实验后，为进一步了解“视力矫正”的原理，移动蜡烛，先让烛焰在光屏上成一个清晰的像（如图所示），然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了不同类型的眼镜片，下列关于本次实验现象的描述，正确的是（　　） A．放置眼镜片之前，蜡烛在图示位置，光屏上得到的是倒立、放大的实像 B．放置眼镜片之前，蜡烛在图示位置，光屏上得到的是倒立、缩小的虚像 C．将远视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏靠近透镜，又能在光屏上看到清晰的像 D．将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏靠近透镜，又能在光屏上看到清晰的像 【答案】C 【解析】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。 凸透镜成实像时，具有“物远像近像变小”的特点【解答】AB、由图知，物距大于2f，像距小于物距，光屏上得到的是倒立、缩小的实像，应用于照相机，故AB错误； C、远视镜片是凸透镜，对光线具有会聚作用，所以远视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，像将提前会聚，为使光屏上看到清晰的像，采取的方法为：蜡烛靠近透镜，减小物距，增大像距；或者使光屏靠近透镜，使像成在光屏上，故C正确； D、近视镜片是凹透镜，对光线具有发散作用，所以近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，像将延迟会聚，为使光屏上看到清晰的像，采取的方法为：蜡烛远离透镜，增大物距，减小像距；或者使光屏远离透镜，使像成在光屏上，故D错误。 故答案为：C。 9．在“探究凸透镜成像的规律”时得出的一些结论：如图所示，　 　倍焦距处是成实像和虚像的分界点，　 　倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。无论成实像还是成虚像，蜡烛总是越靠近　 　， 成的像越大。蜡烛向上移动时像向　 　移动。用火柴盒把凸透镜的一半遮掉，光屏上　 　(填“能”或“不能”)成完整的像，光屏上像的亮度变　 　。 【答案】一；二；焦点；下；能；暗 【解析】（1）（2）（3）根据凸透镜成像的规律分析解答； （4）凸透镜大小不会影响成像的大小和性质，只会影响会聚光线的多少，进而影响成像的亮度。【解答】（1）如图所示，一倍焦距处是成实像和虚像的分界点，二倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。 （2）无论成实像还是成虚像，蜡烛总是越靠近焦点， 成的像越大。 （3）凸透镜成像是倒立的，即蜡烛向上移动时像向下移动。 （4）用火柴盒把凸透镜的一半遮掉，光屏上能成完整的像，光屏上像的亮度变暗。 10.春节假期，小科同学一家自驾车到周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。 发现1：小轿车的前挡风玻璃都是倾斜安装的，而不是竖直安装（如图甲所示）。 发现2：小轿车两侧的观后镜都是凸面镜（如图乙），它们的可视范围比车内的观后镜（平面镜）要大。 发现3：小轿车的远光灯是凹面形，安装在车前方较低的位置，灯丝位于焦点，夜间开灯时，发现照射的距离特别远（如图丙所示）。 请你利用所学的光学知识和原理，解释小科同学的这三个发现。 【答案】发现1：小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜，如果竖直安装，所成的像会在正前方，干扰司机观察路况，倾斜安装可以成像在斜上方，不干扰司机观察路况。 发现2：汽车后视镜是凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，能扩大视野。 发现3：凹面镜对光有会聚作用，照得远是因为车头的远光灯发光点位于焦点处时，灯泡发出的光经凹面镜反射后会聚成平行光射出，光能集中易射得远；车灯装的较低，可使强光照在地面上或坑洼处等物体上，通过物体反射，司机就容易看清照到的物体。 【解析】发现1：根据平面镜成像的对称性分析车内物体在前风挡内成像的位置，从而说明是否会对水平方向上的车外物体产生影响即可。 发现2：凸面镜对光线有发散作用，物体在凸面镜内成正立缩小的虚像； 发现3：从焦点射出的光线，经过凹面镜的反射后反射光线与主轴平行，据此分析解答。 11．某区“望远心远”护眼行动实施以来，儿童总体近视率已连续多年实现下降。甲、乙两图中表示近视眼成像的光路图是　 　(填“甲”或“乙”)，可在眼球前面放一个合适的　 　(填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。当同学们在走廊上眺望远方时，晶状体变　 　(填“厚”或“薄”)。 【答案】乙；凹；薄 【知识点】近视眼的成因与矫正办法；远视眼的成因与矫正办法 【解析】（1）近视眼的成因与矫正：近视眼是因为晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球前后径过长，导致远处物体的像成在视网膜前方。矫正近视眼需要佩戴凹透镜，利用凹透镜对光线的发散作用，使像后移到视网膜上。 （2）眼睛的调节：当看远处物体时，睫状体放松，晶状体变薄，折光能力变弱，使远处物体的像刚好成在视网膜上；当看近处物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，折光能力变强。 【解答】近视眼的成像特点是像成在视网膜的前方，图乙中光线会聚在视网膜前方，因此表示近视眼成像的光路图是乙。 凹透镜对光线有发散作用，能使像后移到视网膜上，所以矫正近视眼需要在眼球前面放一个合适的凹透镜。 当眺望远方时，看的是远处的物体，此时睫状体放松，晶状体变薄，折光能力减弱，使远处物体的像成在视网膜上。 12．小科对“眼睛视物原理”和“视力矫正原理”进行探究。 （1）如图1为眼球结构示意图，图2为模拟眼球成像原理的实验装置示意图，则模拟成像实验中的凸透镜相当于眼球的　 　(填名称)。 （2）如图3所示，他观察到如下现象：将近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像，这说明近视眼镜对光线有　 　作用(填“发散”或“会聚”)。 【答案】（1）晶状体 （2）发散 【知识点】眼球的结构与视觉的形成；透镜及其特点与分类；近视眼的成因与矫正办法 【解析】（1）凸透镜相当于晶状体，光屏相当于视网膜 （2）近视眼像成在视网膜前，佩戴的是具有发散光线能力的凹透镜，使像延后会聚，成在视网膜上。 【解答】（1）在实验中，凸透镜模拟的是眼球的晶状体，因为晶状体具有折射光线的作用，类似于凸透镜的成像功能。 （2）将近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像，可知近视镜片可以使像延后会聚，对光线有发散作用。 13．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图1，此时烛焰恰能在光屏上成一个清晰的像，此成像原理与　 　(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)相同。 （2）实验中，实像不仅可以用光屏承接，也可以用肉眼直接看到。如图2所示，拿掉光屏，用肉眼在　 　(选填“A”、“B”或“C”)位置沿图示方向能看到这个实像。 （3）图3 用手机扫描二维码，没有将二维码全部置于扫描框内导致识别失败，若要成功识别，根据凸透镜成像规律应将手机　 　(选填“靠近”或“远离”)二维码。 【答案】（1）照相机 （2）C （3）远离 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）根据凸透镜成像的三种情况进行判断： u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f.此时，物距大于像距，应用于照相机； 2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，物距小于像距，应用于投影仪或幻灯机； u＜f，成正立、放大的虚像。像与物在同侧，应用于放大镜； （2）实像的观察方法：实像是由实际光线会聚而成的，既能被光屏承接，也能被肉眼直接观察。观察实像时，眼睛需在实像的另一侧，顺着光线传播的方向才能看到会聚形成的实像。 （3）凸透镜成像动态变化规律：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。即物距减小，像距增大，像变大；物距增大，像距减小，像变小。 【解答】（1）分析图 1 可知，烛焰到凸透镜的距离（物距）大于光屏到凸透镜的距离（像距），此时凸透镜成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同。 （2）实像是实际光线会聚形成的，拿掉光屏后，光线会继续沿原方向传播。由图2可知，实像成在凸透镜右侧，肉眼需在实像的另一侧（C 位置），沿图示方向顺着光线传播路径，才能看到这个实像。 （3）手机扫描二维码时，二维码未全部置于扫描框内导致识别失败，说明成的像太大了。根据凸透镜成实像 “物远像近像变小” 的规律，要使像变小，需增大物距，即应将手机远离二维码。 14.小科利用图甲装置探究凸透镜成像规律，将实验所得数据绘制成图像，如图乙所示； （1）根据图乙可知，该实验所用凸透镜的焦距为　 　厘米； （2）实验过程中，蜡烛燃烧长度变短，光屏上烛焰的像会向　 　移动； （3）利用凸透镜成像规律可制成投影仪，投影仪的部分结构和成像原理可简化为图丙；u表示物距，v表示像距，要使投影仪所成的像变大，u应适当　 　（选填“变大”或“变小”）。 【答案】10；上；变小 【解析】（1）当凸透镜成等大的实像时，u=v=2f，据此计算焦距； （2）根据分析“通过光心的光线方向不变”解答； （3）根据凸透镜成像时“物近像远大”的规律解答。 【解答】（1）根据乙图可知，u=v=2f=20cm，解得：f=10cm，所以凸透镜的焦距为10cm。 （2）燃烧蜡烛长度变短，根据“通过光心的光线方向不变”规律可知，光屏上烛焰的像会向上移动。 （3）根据“物近像远大”的规律可知，要使投影仪的像变大，应该减小物距，即u应适当减小。 15．小科利用实验室的器材探究凸透镜成像的规律。 （1）实验前，调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是使像成在　 　。 （2）调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图，光屏恰好得到清晰的像，则该凸透镜的焦距是　 　厘米。将蜡烛移至10厘米刻度线处，如果要使光屏上再次出现清晰的像，小科应进行的操作是　 　。 （3）实验中，小科将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变得模糊。将光屏适当远离凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像。由此，可判断小科佩戴的是　 　(填“近视”或“远视”)眼镜。 【答案】（1）光屏中央 （2）15；向左移动光屏，直至出现清晰的像(或透镜适当往左移，直至出现清晰的像；或透镜适当往右移，直至出现清晰的像) （3）近视 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）为了使像成在光屏中心，应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上； （2）一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 （3）近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，会使像距变大。 远视眼镜是凸透镜，对光线有会聚作用，会使像距变小。 【解答】（1）实验前调节三者中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央。 （2）该凸透镜的焦距是15厘米；将蜡烛移至 10 厘米刻度线处，应向左移动光屏，直至出现清晰的像（或透镜适当往左移，直至出现清晰的像；或透镜适当往右移，直至出现清晰的像）。 （3）眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏需远离透镜才能再次成清晰的像，说明该眼镜使光线延迟会聚，对光有发散作用，属于近视眼镜（凹透镜）。 16．如图甲所示，在一个圆环支架上安装一个进出水口，在圆环支架的两侧密封上透明的橡皮膜，用注射器通过软管连接进出水口，并向圆环与橡皮膜所围成的空间内注水，使其呈中间厚、边缘薄的形状，便制成了一个焦距可调节的水透镜，如图乙所示。请回答： （1）将制好的水透镜、蜡烛和光屏安装在水平光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰中心、水透镜中心和光屏中心保持在　 　上，之后将水透镜的位置固定，调节蜡烛和光屏的位置，在光屏上观察到与烛焰等大的清晰的像，如图丙所示。 （2）当光具座上将三个原件放置在如图丙所示位置时，光屏上有清晰的像，该水透镜的焦距为　 cm。 （3）从水透镜中抽水时，水透镜的焦距变大，若不改变蜡烛和水透镜的位置，光屏应向　 　(选填“左”或“右”)移动，光屏上仍能呈现出烛焰清晰的像。当向水透镜中注水时，若不改变蜡烛光屏和水透镜的位置，则在蜡烛和水透镜之间放　 　(选填“凸透镜”或“凹透镜”)，光屏仍呈现出烛焰清晰的像。 【答案】（1）同一高度 （2）10.0 （3）右；凹透镜 【知识点】透镜及其特点与分类；凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）中间厚、边缘薄的水透镜为凸透镜，实验前必须确保“三点一线”，即烛焰中心、透镜中心、光屏中心在同一高度，否则像可能无法呈现在光屏中央。 （2）凸透镜成像时，当u=2f，v=2f，成等大、倒立的实像； （3）凸透镜成像规律：①u>2f，f<v<2f，成缩小倒立的实像，应用照相机， ②u=2f，v=2f，成等大、倒立的实像；③f<u<2f，v>2f，成放大、倒立的实像，应用投影仪；④u=f，不成像；⑤u<f，v>f，成放大、正立的虚像，应用放大镜。 【解答】（1）题目要求在光屏上观察到与烛焰等大的清晰的像，需要将烛焰中心、水透镜中心和光屏中心调整到同一高度。这是光学实验中的基本要求，确保光线沿光轴传播，避免像的偏移或变形。 （2）题目中描述在光屏上观察到与烛焰等大的清晰的像，这意味着物距等于像距，且都等于两倍的焦距，即 u = v = 2f 。根据图丙，蜡烛到水透镜的距离等于光屏到水透镜的距离为，且 u = v=20cm，则焦距f =10cm。 （3）抽水时水透镜的焦距变大，相当于透镜的折光能力减弱，即焦距 f 增大时，像距v会增大，因此光屏需向右移动以接收清晰的像。 注水时水透镜的焦距变小，折光能力增强，即焦距 f 减小时，像距v会减小，需在蜡烛和水透镜之间加一个凹透镜，使光线发散，抵消水透镜的过度会聚作用，使像仍能成在光屏上。 故正确答案为：（1）同一高度；（2）10.0；（3）右；凹透镜。 17．为了探究凸透镜成像的规律，小嘉利用如图装置进行探究，实验步骤为： ①将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，分别调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致处于同一高度； ②把蜡烛放在离凸透镜较远的位置上，调整____的位置，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察和记录物距、像距、像的大小、正倒。 ③将蜡烛逐次移近凸透镜，重复步骤②。 （1）上述实验研究的是凸透镜所成像的性质与　 　的关系。 （2）步骤②中“?”处，应填入　 　 （3）当小嘉将蜡烛移近到某个位置后，发现无论如何移动光屏，都不能在光屏上观察到烛焰的像。出现这种现象的原因是　 　。 【答案】（1）物距 （2）光屏 （3）物距小于或等于一倍焦距 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）物距指的是蜡烛到凸透镜之间的距离；像距指的是清晰的像到凸透镜的距离。 （2）确定了物距之后，像距就确定了，移动光屏，直至承接到清晰的像。 （3）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。虚像不能呈现在光屏上。 【解答】（1）由“ ③将蜡烛逐次移近凸透镜，重复步骤② ”可知，实验时改变的是物距的大小，探究的是凸透镜成像的性质与物距的关系。 （2）②把蜡烛放在离凸透镜较远的位置上，接着调整光屏的位置，直至在光屏上得到清晰的像，之后测量物距、像距以及像的性质。 （3）当物距等于一倍焦距时不成像，当物距小于一倍焦距时成的是虚像，所以不管怎么移动光屏都不能承接到清晰的像。 18．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，凸透镜的位置固定，当把发光的小灯泡放在40cm刻度线处时，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为　 　 cm。 （2）小敏用蜡烛代替小灯泡继续做实验，蜡烛在如图乙所示位置时能在光屏上成一清晰的像，则该像是倒立、　 　 （填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。若将蜡烛远离凸透镜移动，则像的大小将　 　 。 （3）在图乙中，小明借来老师的眼镜，并将其放在凸透镜左侧，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是　 　 透镜。 【答案】（1）10 （2）放大；变小 （3）凹 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）将发光的小灯泡放在40cm刻度线处，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑。这表明小灯泡位于凸透镜的焦点上，因为从焦点发出的光经凸透镜折射后会变为平行光，无法在光屏上形成实像，只能形成一个大小不变的光斑； （2）根据凸透镜成像规律作答，结合“物近像远像变大”的特点加以分析； （3）近视眼镜和远视眼镜分别为凸透镜和凹透镜，对光线具有会聚和发散作用，会使成像提前或者延迟，结合物距和像距变化后像的清晰程度进行分析即可； 【解答】（1）始终只有一个大小不变的光斑说明此时无法成像，物距等于一倍焦距，此时物距u=10cm，说明焦距f=10cm； （2）读出此时物距u=15cm，像距v=30cm，满足f＜u＜2f，u＞2f的关系，此时成倒立、放大的实像；蜡烛远离凸透镜，物距不断增大，根据物远像近像变小的规律，此时像将变小； （3）光屏向右移动后得到清晰的像，说明放上镜片后像向右移动了，成像延迟，凸透镜的会聚作用削弱，该镜片必定有发散作用，因此为凹透镜； 故答案为：（1）10；（2）放大；变小；（3）凹； 19．小黄通过实验研究“凸透镜成像规律”时，发现肉眼有时很难判断光屏上的像是否最清晰。为了解决这个问题，小黄想到可以将光屏上的光信号转换为电信号，于是他将光屏改为具有数显功能的显示屏(显示屏上的数字越大，代表像越清晰)，并利用该装置进行了以下的研究： （1）将蜡烛、凸透镜和显示屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜和显示屏三者的中心在　 　。 （2）调节蜡烛、凸透镜和显示屏三者的位置如图甲所示，光屏上出现一个清晰的像，该凸透镜的焦距为　 　cm。 （3）如图乙所示，保持蜡烛与显示屏的位置不变，移动凸透镜，发现凸透镜在A 位置附近移动时，显示屏上数字随光具座上刻度值的变化如图丙所示。继续向左移动凸透镜至B 位置，在B 位置附近移动时，再次出现类似图丙的波形变化，请判断B 位置的刻度值为　 　cm。 【答案】（1）同一高度 （2）15 （3）34 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）根据探究凸透镜成像规律的实验过程分析； （2）根据u=v=2f结合图片计算凸透镜的焦距； （3）根据丙图数字的最大值确定此时成像的凸透镜位置，进而确定此时的物距和像距，然后根据光路的可逆性确定再次成像时凸透镜所对的刻度值B。 【解答】（1）为了使像成在光屏的中央，则实验前，要点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜和显示屏三者的中心在同一高度上。 （2）根据甲图可知，此时物距u=50cm-20cm=30cm，像距v=80cm-50cm=30cm，则u=v=2f=30cm，解得：f=15cm。 （3）根据丙图可知，当凸透镜对准刻度50cm时数字最大，则此时物距为u=50cm-10cm=40cm，像距v=74cm-50cm=24cm。 根据光路的可逆性可知，交换物距和像距的数值后，仍然成清晰的石像，即此时物距等于24cm，即凸透镜所对的刻度值B为：10cm+24cm=34cm。 20．如图是小科探究“凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲平行光正对着凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜焦距是　 cm。 （2）当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示时，光屏上得到了一个清晰的像，这个像是右图中的　 　。 （3）如图乙所示，保持凸透镜位置不动，将蜡烛向左移动，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向　 　移动。 （4）随着实验的进行，蜡烛逐渐变短，出现了如图丙所示现象，为了把像调整到光屏中央，应进行的操作是　 　。 【答案】（1）10 （2）B （3）左 （4）蜡烛向上移(或“凸透镜向下移”“光屏向上移”) 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）凸透镜的焦距是从焦点到光心的距离； （2）比较像距和物距大小，从而确定成像特点； （3）根据凸透镜成像规律“物远像近小”的规律分析解答； （4）通过凸透镜光心的光线传播方向不变，据此分析解答。 【解答】（1）平行光正对凸透镜照射，光屏上出现最小最亮的光斑，这个光斑的位置即为凸透镜的焦点，则光屏到透镜的距离就是焦距，即此凸透镜的焦距为f=60cm-50cm=10.0cm，故填：10。 （2）根据乙图可知，此时像距大于物距，则光屏上成倒立、放大的实像，故选B； （3）当蜡烛向左移动时，物距增大，根据凸透镜成像规律“物远像近小”的规律可知，此时像距减小，因此光屏应向左移动，故填：左。 （4）图丙中蜡烛燃烧变短，导致像的位置偏上。为了使像重新回到光屏中央，可以通过调整蜡烛、凸透镜或光屏的高度。实际操作中，通常选择将光屏向上移动，或者将蜡烛向上移动，或者将凸透镜向下移动，以使像回到光屏中央，故填：蜡烛向上移(或“凸透镜向下移”“光屏向上移”)。 21．小科利用图示装置来研究凸透镜成像。 （1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在　 　。 （2）如图所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，利用此成像特点可制成　 　(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)。 （3）蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的上方，以下方法中能够将烛焰移至光屏中心的是（ ）(可多选)。 A．将光屏向左移动 B．将凸透镜向下移动 C．将蜡烛向上移动 D．将光屏向下移动 （4）在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下，只移动凸透镜，光屏上　 　(选填“能”或“不能”)形成清晰的等大的像。 【答案】（1）同一高度 （2）投影仪 （3）B；C （4）不能 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用 【解析】（1）（3）根据光沿直线传播以及经过凸透镜光心的光线不发生偏折进行分析。 （2）根据物距与像距的大小关系进行分析，物距大于像距，成倒立缩小的实像，物距小于像距，成倒立放大的实像。照相机成的是倒立缩小的实像，投影仪成的是倒立放大的实像，放大镜成的是正立放大的虚像。 （4）根据光路具有可逆性和凸透镜成像规律进行分析。 【解答】（1）为了使烛焰的像能够清晰地成在光屏中央，必须确保烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，否则像可能会偏移甚至无法完整呈现。 （2）从图中可以看出，物距（蜡烛到凸透镜的距离）小于像距（光屏到凸透镜的距离），此时凸透镜成倒立、放大的实像，符合投影仪的工作原理（将较小的物体放大投射到屏幕上）。 （3）A、光屏移动只能改变像距，无法调整像的上下位置，故A错误； B、凸透镜下移会使光路向下偏折，像的位置也会下移，故B正确； C、蜡烛上移后，像会向下移动（凸透镜成像规律：物与像移动方向相反），故C正确； D、将光屏向下移动，则像可能不能被光屏承接，故D错误。 故答案为：BC。 （4）光路具有可逆性，保持蜡烛和光屏的位置不变，移动凸透镜，使物距等于现在的像距，像距等于现在的物距，成的是倒立、缩小的实像，不能成等大、清晰的像。 22．2025年6月6日是第28个全国“爱眼日”，为探究眼睛的成像规律，小王自制了一个“水凸透镜”模拟人眼晶状体，通过注水或抽水改变透镜厚度(焦距)。实验装置如图所示：蜡烛、水凸透镜、光屏依次安装在光具座上。 （1）调整蜡烛、透镜和光屏的高度，使它们的中心在同一高度线上，目的是　 　。 （2）如图所示，刚好成清晰的像，则此时像的性质是　 　。 （3）若用不透明纸遮住透镜的一半，光屏上的像会____。 A．只剩一半 B．完整但变暗 C．模糊不清 D．完全消失 （4）小王用此装置模拟近视眼，发现像成在光屏前方。若想矫正，应在水凸透镜前放置　 　透镜。 【答案】（1）使像成在光屏中央 （2）倒立缩小的实像 （3）B （4）凹 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用 【解析】（1）在探究凸透镜成像规律的实验中，将烛焰、透镜、光屏的中心调整到同一高度。 （2）凸透镜成像规律判断当物距大于像距（u>v），且物体位于凸透镜2 倍焦距以外时，根据凸透镜成像特点，此时成倒立、缩小的实像，这一成像规律与人眼、照相机的成像原理完全一致，也是实验中最典型的成像情况之一。 （3）透镜部分遮挡的成像特点凸透镜成像的本质是物体上各点发出的光，经透镜各个位置折射后会聚成像。遮住透镜一半，只是减少了参与折射的光线数量，物体上每一点的光仍能通过透镜另一半会聚成像，因此像的形状、完整性不变，但由于光线变少，像的亮度会变暗。 （4）近视眼的成因与矫正原理近视眼是因为晶状体太厚，折光能力过强，导致远处物体的像成在视网膜（光屏）前方。矫正时需要佩戴凹透镜，利用凹透镜对光线的发散作用，延迟光线会聚，使像向后移动到光屏（视网膜）上，从而看清物体。 【解答】（1）调整三者中心在同一高度，目的是使烛焰通过凸透镜所成的像能够完整、清晰地成在光屏的中央，方便观察和测量像的性质。 （2）由图可知，此时物距大于像距，物体在凸透镜的 2 倍焦距以外，根据凸透镜成像规律，此时所成像的性质是倒立、缩小的实像。 （3）用不透明纸遮住透镜的一半，物体的光仍能通过透镜未遮挡的部分会聚成像，因此光屏上的像完整但变暗，不会只成一半、也不会模糊或消失，对应选项 B。 （4）近视眼成像在光屏前方，需要用对光线有发散作用的透镜矫正，因此应在水凸透镜前放置凹透镜，使光线提前发散，让像重新成在光屏上。 23．老年人使用手机时，由于屏幕画面小，很不方便，为了解决该问题，某兴趣小组开展了《自制手机投影仪》的项目化活动。 【项目材料】凸透镜若干、纸板、胶水、剪刀等。 （1）【项目设计】同学们设计如图甲所示的方案，将纸板制成了纸盒，凸透镜固定至 A处，手机固定至B处，则在白墙上所成的像为倒立、　 　、实像。 （2）【项目实施】 用剪刀裁剪纸板并用胶水固定，制作了一个长50cm、宽20cm、高20cm的纸盒。 选择焦距合适的凸透镜。利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是　 　。 根据合理的方法，小科测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为15cm。 （3）将凸透镜固定在硬纸盒的一侧，并在纸盒中卡入纸板便于放置手机。 【项目调试】打开手机屏幕，通过调节纸盒与白墙的距离，可以在白墙上得到清晰的像。 【项目评价】评价量表既是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据。 《自制手机投影仪》评价量表 (部分) 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 设计合理，结构完整 设计不合理，结构完整 设计不合理，结构不完整 指标二 能模拟投影仪成像，成像清晰 能模拟投影仪成像，但成像不清晰 无法模拟投影仪成像 兴趣小组根据评价量表对小科自制的投影仪(如图乙所示)进行评价， “指标一”评为优秀，“指标二”评为合格。请结合凸透镜成像规律的相关知识，你认为该同学自制的投影仪还需要改进的措施是： 　 　。 【答案】（1）放大 （2）C （3）将纸板设计成移动的纸板 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用 【解析】（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）根据测量时光线应与凸透镜相垂直进行分析。 （3）根据凸透镜成像规律进行分析，像不清晰，可能是像距不合适，改变物距，可以改变像距大小，从而找到清晰的像。 【解答】（1）由图甲可知，物距（手机到凸透镜的距离）小于像距（像到凸透镜的距离），由凸透镜成像规律可知，成的是倒立、放大的实像。 （2）测量焦距的正确方法是将凸透镜正对太阳光，调整透镜与地面（或白纸）的距离，直到光斑最小最亮时，测量透镜到光斑的距离即为焦距。由图可知，C中光线与凸透镜相垂直，为正确的操作方式。 故答案为：C。 （3）由评价标准可知，该投影仪可以成像，但像不清晰，可以将放置手机的纸板换成可移动的纸板，可以调节物距大小，从而形成清晰的像。 24．在学习“凸透镜成像的规律”后，某校项目化小组的同学开展“自制校标 logo投影灯”的项目化学习活动，活动包括投影灯设计、制作和评价三个环节。 【投影原理】凸透镜成像规律。投影灯结构包括光源、透明图标、镜头。通过凸透镜将透明图标上的图案呈现在屏幕上。 【实验材料】开关、电池、电池盒、电线若干、小灯泡、透明校标 logo、凸透镜(焦距未知)、固定材料、热熔胶(用于粘合)、鞋盒、剪刀等。 【测量焦距】小江用发光二极管制成的“F”型光源进行实验。 （1）小江将光具座放在水平桌面上，将光源、凸透镜和光屏固定在光具座上，调整三者的高度，使它们的中心大致在　 　 （2）小江任意选择了一个凸透镜固定在光具座40cm刻度线处(如图甲)，不断调节光源和光屏的位置，当光屏上出现了清晰的像后，记录物距和像距，得到如图乙的图像。他选择的凸透镜焦距为　 　cm 【评价量表】 投影灯评价量表 (部分) 评价指标 达标 待改进 指标一 结构 结构完整 结构不完整 指标二 像的大小 像的大小可调 像的大小无法调节 指标三 像的清晰度 像的清晰度可调 像的清晰度无法调节 （3）【设计制作】为了在地面上观察到正立的校标 logo，投影灯内校标应　 　(填“正立”或“倒立”)放置； （4）【评价优化】小江的设计作品如图丙所示。老师观看后说：此作品在指标二评价结果为“待改进”。请你帮助小江给出解决对策：　 　 【答案】（1）同一高度 （2）8 （3）倒立 （4）将投影片的固定装置C、D，左右适当开槽，使投影片能适当左右移动；或将凸透镜的固定装置E、F，向内适当开槽，使凸透镜能适当左右移动。 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】（1）根据探究凸透镜成像规律的实验的注意事项解答； （2）当u=v=2f时，凸透镜成倒立放大的实像； （3）根据凸透镜成倒立放大的实像分析； （4）根据图片确定“指标二”中存在的问题，并给出改良方案。 【解答】（1）小江将光具座放在水平桌面上，为了使像成在光屏的中央，则需要将光源、凸透镜和光屏固定在光具座上，调整三者的高度，使它们的中心大致在同一高度。 （2）根据乙图可知，此时u=v=2f=16cm，解得：f=8cm，即凸透镜的焦距为8cm； （3）投影机成倒立、放大的实像，因为在地面上观察到正立的校标 logo，所以投影仪内的校标应该倒立放置。 （4）由图丙和说明可知，投影片和凸透镜是固定的，即物距一定，像的大小无法调节； 解决对策：将投影片的固定装置C、D，左右适当开槽，使投影片能适当左右移动；或将凸透镜的固定装置E、F，向内适当开槽，使凸透镜能适当左右移动。 $