第4章 光现象（举一反三·单元复习讲义）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

该初中物理光现象单元复习讲义通过知识框架系统构建知识体系，以表格归纳光的反射定律、平面镜成像特点、凸透镜成像规律等核心知识点，清晰呈现光的直线传播、反射、折射及透镜应用的内在联系与重难点分布。 讲义亮点在于“实验探究+变式训练”的设计，如“探究光的反射定律”实验题引导学生通过翻折纸板验证三线共面，培养科学探究能力，凸透镜成像规律表格助力模型建构。分层练习覆盖基础例题与综合应用题，帮助不同层次学生提升，教师可据此实施精准复习教学。

第4章 光现象 目录 知识框架 1 知识精讲 2 【知识点1 光的反射】 2 【知识点2 平面镜成像】 4 【知识点3 光的折射】 6 【知识点4 凸透镜成像】 9 【知识点5 透镜的应用】 12 课后作业 16 模块二 知识精讲 情景导入 阳光照向地球，送来光明和温暖。光可以传递能量和信息。本章我们将学习常见的光现象及其基本规律。通过本章内容的学习，你将了解光的反射现象、折射现象；经历光的反射定律、平面镜成像特点和凸透镜成像规律的探究过程，感受观察、比较、归纳、推理等科学方法，增强合作交流的意识。了解我国古代对光现象研究的成就，激发民族自豪感。 知识归纳 【知识点1 光的反射】 一、光的直线传播 1. 光源：能够自行 的物体叫做光源。可分为 光源和 光源。 2. 光的直线传播：光在 中沿直线传播。 3. 光线：为了描述光的传播情况，我们用直线表示光在均匀介质中的传播 ，用箭头表示光的传播 。这条带箭头的直线叫做光线。光线不是客观存在的，它是人们建立的一种理想模型。 4. 光传播的速度 （1）真空中的光速：光在真空中的传播速度最大，用字母c表示，其值约为 m/s。 （2）不同介质中的光速：在空气中的光速稍小于真空中的速度（通常视为真空中的速度）；在水中的光速约为真空中光速的3/4；在玻璃中的光速约为真空中光速的2/3。 二、光的反射定律 在反射现象中，反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。在反射现象中，光路 。 三、镜面反射和漫反射 1. 镜面反射：平行光束经平面镜反射后依旧相互 ，这种反射现象叫做镜面反射，如图甲所示。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 2. 漫反射：相互平行的光束经方向各异的表面反射后，反射光线射向各个方向，这种反射叫做漫反射，如图乙所示。我们能从不同方向看清老师及黑板上的字，就是因为老师、字都发生了漫反射。 注意：漫反射和镜面反射都 光的反射规律（选填“遵守”或“不遵守”）。 【例1】多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力，同学们发现多媒体教室的投影银幕是用粗糙的白布做成的，于是对这一问题进行讨论，有如下说法，正确的是（     ） ①全班同学都能看到画面是因为光投射到投影银幕上发生了漫反射 ②全班同学都能看到画面是因为光投射到投影银幕上发生了镜面反射 ③镜面反射遵循光的反射定律，漫反射不遵循光的反射定律 ④无论是镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【变式1-1】如图所示，探究“光的反射定律”实验中，平面镜M水平放置，白纸板由E、F两部分构成，始终竖直立在M上，可以绕ON翻折。 (1)白纸板的作用是显示___________。 (2)如图甲E、F在同一平面上让入射光AO射向镜面，反射光沿OB射出，ON相当于_______线，用量角器测量入射角和反射角的大小，可得出∠r___________∠i。 (3)为了继续探究反射角与入射角的关系，接下来的操作是___________； (4)如图乙，把F向前或向后翻折，则在F上没有看到反射光，这说明___________。 【变式1-2】如下图所示，若要使图中天花板上的目标被反射光照亮，在激光笔位置保持不变的情况下，可以将平面镜（　　） A．水平向左移适当距离 B．竖直向下移适当距离 C．顺时针旋转适当角度 D．逆时针旋转适当角度 【知识点2 平面镜成像】 1. 平面镜成像的特点 平面镜所成的像是虚像；像和物体的大小相等；像和物体到平面镜的距离相等。 2. 平面镜成虚像 （1）平面镜成虚像的原因 点光源S发出的光被平面镜反射后，会有一部分射入人的眼睛，引起视觉。由于光沿直线传播，所以人就会感觉这些光好像是从进入人眼光线的 的交点S'处发出的。但实际上，平面镜后面并不存在光源S'，进入眼睛的光并非真正来自S'，所以把S'叫做 。 （2）实像与虚像 实像是由实际光线会聚而成的， 用光屏承接；虚像不是由实际光线会聚而成的，而是由实际光线的反向延长线会聚而成的， 用光屏承接（均选填“能”或“不能”）。 3. 平面镜的应用 1. 利用平面镜成像。如练功房内，演员利用平面镜可以矫正自己的舞姿；家庭用的穿衣镜；医生用来检查牙齿的小镜子等。 2. 利用平面镜改变光的传播方向 如潜水艇用的潜望镜、显微镜、投影仪中的平面镜等，都利用到了平面镜能改变光路的特点：修建体育馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内，改善光照条件等。 3. 利用平面镜来扩大视觉空间。理论上，在一个房间内安装一个尺寸合适的平面镜，能使人感觉到空间增大了一倍。 4. 凸面镜 （1）概念：反射面是凸面的镜子叫凸面镜。 （2）作用：凸面镜对光有 作用，常用来扩大视野。 （3）应用：汽车的后视镜、街头路口的反光镜。 凸面镜对光的发散 凹面镜对光的会聚 5. 凹面镜 （1）概念：反射面是凹面的镜子叫凹面镜。 （2）作用：凹面镜对光有 作用。 （3）应用：太阳灶、手电筒反光镜、医生检查耳朵用的医用反光镜。 【例2】泸州龙脑桥是一座始建于明代的石墩石梁桥，桥身上雕刻着生动的石狮。夜幕降临，桥身与石狮在平静的水面上投下清晰的倒影。若其中一尊石狮的头顶距离水面实际高度为5m，下列说法正确的是（     ） A．人们能够看到石狮，是因为光在石狮上发生了镜面反射 B．水中的鱼看到水面上的“石狮”，是因为光沿直线传播 C．“石狮”在水中的倒影，是光的反射形成的虚像 D．“石狮”在水中倒影的高度大于5m 【变式2-1】探究平面镜成像的特点，实验装置如图甲所示。画有“F”的纸板A和玻璃板相互垂直固定放置在桌面上，纸板B可前后折转。 (1)用玻璃板代替平面镜的目的是________。 (2)判断实像或虚像：将纸板B折转到像的位置，眼睛________（填“透过”或“不透过”）玻璃板观察纸板B上是否呈现“F”的像。 (3)透过玻璃板观察，只有纸板B与A在同一平面时，才能看到像在纸板B上，用笔在纸板B上将“F”的像临摹出来。对比发现像与物等大且到平面镜等距，像与物的连线与平面镜________。总结得出：像与物关于平面镜________。 (4)检查视力时，要求视力表与被测者距离5 m，但房间长度有限，可利用平面镜解决问题。如图乙，视力表与平面镜的距离2.7 m，被测者与平面镜的距离应为________m。 【变式2-2】在完成“探究平面镜成像的特点”实验后，小红对一些问题产生疑惑，请你帮她解决。 (1)解决实验中的问题 ①实验中选择玻璃板作为平面镜的目的是______。 ②如图甲所示，从蜡烛A一侧透过玻璃板看到两个不重合的蜡烛A的像，改善这种影响的办法是_______。此时若用一张硬纸板挡在玻璃板和蜡烛B之间，仍从蜡烛A一侧透过玻璃板看，______（选填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像，理由是_______。 (2)解决生活中的问题 ①小红手持镜子，在对着镜子整理头发时，由于室内光比较暗，她应该______（选填“面向”或“背向”）窗户看得更清晰。 ②如图乙所示，小红靠近商场自动玻璃门的过程中，她在门中像的大小将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；如图丙所示，小红站立不动，当玻璃门打开时，她在门中的像_______（选填“会”或“不会”）随门一起移动。 【知识点3 光的折射】 一、光的折射特点 1. 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 的现象。 2. 描述光折射现象的六要素：一点、两角、三线（见下图）。 （1）入射点：入射光线与界面的交点； （2）入射光线：照射到两种介质分界面的光线； （3）折射光线：进入另一种介质的光线； （4）法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线； （5）入射角：入射光线与法线的夹角； （6）折射角：折射光线与法线的夹角。 3. 光折射时的特点 光发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一 内，折射光线和入射光线分别位于 的两侧。在折射现象中，光路 。不同介质对光的折射本领是不同的。 二、生活中的折射现象 1. 池底变浅 如图所示，水中池底S点发出（反射）的光从水斜射向空气时发生折射，折射角大于入射角。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由S′射出去的一样。S′就是我们看到的S的像（虚像），这点的位置比实际位置 了。 同理，叉鱼时，人眼看到的是鱼的虚像，并且在鱼的 。因此，只有瞄准“鱼”的 才能叉到鱼（均选填“上方”或“下方”）。 池底变浅 水中看岸上物体 2. 从水中看岸上物体 如图所示，空气中的发光点M发出的光从空气斜射向入水时发生折射，折射角小于入射角。人眼在水中逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由M′射出去的一样。M′就是人眼看到的M的虚像，这点的位置比实际位置 了（选填“升高”或“降低”）。 三、光的色散 1. 光的色散 （1）白光被三棱镜分解成 等七种颜色的光，这种现象称为光的色散。 （2）单色光与复色光 ①不能分解的光叫做 光，如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 ②由多种色光合成的光叫做 光，白光就是 光，由七种颜色的光复合而成。 （3）光发生色散的实质：光发生色散的实质是光的 现象。不同颜色的光经三棱镜后，偏折（折射）程度不同，其中 光偏折程度最小， 光偏折程度最大；所以白光经三棱镜后，在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。 2. 色光的混合 （1）光的三原色 把 、 、 光叫做色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光；红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生 光。但是红、绿、蓝三种色光是无法用其他色光混合而成的。 （2）色光的混合 ①色光的混合：红、绿、蓝三种色光中，只要适当调配三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。例如，红光＋绿光→黄光；红光＋蓝光→品红光；绿光＋蓝光→青光；红光＋绿光＋蓝光→白光。 ②我们通过电视、手机的屏幕看到的影像都是由 、 、 三种颜色的光点按照不同的比例混合，引起的视觉感受。 【例3】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明记录了两次烛焰及其像的情况。你认为下图中最合理的是（   ） A． B． C． D． 【变式3-1】如图是用手机拍摄的东湖公园一景，下列说法正确的是（     ） A．手机摄像头的镜头对光线有发散作用 B．手机摄像头拍照成的是正立缩小的实像 C．高楼在水中的像是光的反射形成的实像 D．水下的倒影看起来比实景更暗是因为有部分光折射进入水中 【变式3-2】探究光的折射规律如图所示： (1)当光从空气中斜射入水中，折射角________入射角； (2)当入射光线垂直于水面入射时，折射角为________度； (3)在某次实验中，一束光线斜射入水面并与水面成40度，且它的折射光线跟反射光线垂直，折射角为________度。 【知识点4 凸透镜成像】 一、透镜 1. 透镜与薄透镜：把两侧表面都是球面的一部分或一侧表面是球面的一部分而另一侧表面是平面的透明体叫做透镜。厚度远小于球面半径的透镜叫做 透镜。 2. 透镜的种类 凸透镜 凹透镜 （1）凸透镜：中间比边缘 的透镜叫做凸透镜。 （2）凹透镜：中间比边缘 的透镜叫做凹透镜。 3. 主光轴与光心 （1）主光轴：通过两个球面 的直线C1C2叫做主光轴（简称主轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的 。 凸透镜 凹透镜 4. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凸透镜对光有 作用。 于主轴的光经凸透镜折射后，会聚于主轴上的一点，该点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。凸透镜的两侧各有一个焦点，如图所示。 （2）焦距： 到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜两侧的两个焦距相等。凸透镜的焦距越短，透镜对光的会聚作用越 。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的虚焦点和焦距 5. 凹透镜的虚焦点和焦距 （1）虚焦点：凹透镜对光有发散作用。平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的 线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫做虚焦点，用F表示。 （2）焦距：虚焦点到透镜 的距离叫做凹透镜的焦距，用f表示。焦距越短，发散能力越强。 二、凸透镜成像的规律 1. 凸透镜成像规律 当u>2f 时，物体在凸透镜另一侧 f<v<2f 的范围内成一个倒立、缩小的实像。 当 u=2f时，物体在凸透镜另一侧v=2f 处成一个倒立、等大的实像。 当f< u< 2f 时，物体在凸透镜另一侧v>2f 范围内成一个倒立、放大的实像。 当u<f 时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 2. 解读凸透镜成像规律 （1）像的虚实：物体在凸透镜一倍焦距外成 像，在一倍焦距内成 像； （2）像的大小：物体在凸透镜 外成缩小的实像，在 时成等大的实像，在一倍焦距和二倍焦距间成放大的 像，在一倍焦距内成放大的 像； （3）像的正倒：物体在凸透镜一倍焦距内成 立的虚像，在一倍焦距外成 立的实像。 （4）表格记忆 物距u和焦距 f 的关系 像的性质 像的位置 像距v和焦距 f 的关系 虚实 大小 正倒 与物同（异）侧 u > 2f 实像 缩小 倒立 异侧 2f >v >f u = 2f 实像 等大 倒立 异侧 v = 2f 2f >u >f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f u =f 不成像  u <f 虚像 放大 正立 同侧 【例4】如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（　　） A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像 B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域 D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域   【变式4-1】如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（　　） A B C D 【变式4-2】为了探究凸透镜成像的特点，实验小组做了一系列实验。 (1)用如图1方式测量出凸透镜的焦距是：______cm（提示：注意估读）。 (2)小军选用焦距为13cm的凸透镜做实验： ①实验时，调节并使得烛焰、凸透镜、光屏的中心在______上，如图2所示。 ②将凸透镜固定在光具座中间位置，将蜡烛移动到某个位置，接着移动光屏，观察光屏上烛焰的像。能被光屏承接的像是______（选填“实”或“虚”）像。 ③当蜡烛距离凸透镜50cm时，移动光屏可得到一个清晰的倒立、______的实像。依此原理制成的光学仪器是______（举一个应用实例）。 ④当蜡烛在图3所示位置时，光屏应在区域______（选填“甲”“乙”或“丙”）内移动，才能得到______、放大的实像。 ⑤将蜡烛从图3所示位置向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像。则这个位置到凸透镜的距离可能______13cm。 ⑥燃烧的蜡烛不断缩短，实验中会观察到光屏上的像不断地向______移动。 【知识点5 透镜的应用】 一、眼睛的视物原理 1. 眼球的结构与作用 图为人眼结构的示意图。主要由晶状体、角膜、睫状肌、视网膜、视神经和眼轴组成。眼睛前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ；睫状肌可以控制晶状体的厚度，从而调节晶状体的焦距；视网膜相当于 ，视网膜与视神经是相连的。 2. 眼睛的视物原理 眼睛观察物体时，物距大于二倍焦距，来自物体的光通过瞳孔，经晶状体折射后，在视网膜上形成一个 、 的实像。视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号，视神经把这个信号传输给大脑，经过 大脑处理，我们就看到了物体。 眼球的结构 眼睛的视物原理 3. 正常眼睛的调节 分类 图示 晶状体的作用 看远处的物体 晶状体变 ，对光的偏折能力变弱，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上 看近处的物体 晶状体变 ，对光的偏折能力变强，近处物体射来的光刚好会聚在视网膜上 4. 明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 cm，该距离叫明视距离。 二、视力的矫正 1. 近视眼及其矫正 特点 形成原因 矫正 图示 只能看清近处的物体，看不清远处的物体 晶状体的焦距偏短或者眼轴偏长，来自远处物体的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一个点，而是一片模糊的光斑 利用凹透镜能使光发散的特点，配戴 透镜制成的近视眼镜 2. 远视眼及其矫正 特点 形成原因 矫正 图示 只能看清远处的物体，看不清近处的物体 晶状体的焦距偏长或者眼轴较短，近处物体的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，这时看到的物体也是模糊的 利用凸透镜能使光会聚的特点，配戴 透镜制成的远视眼镜 三、透镜的应用 1. 放大镜 （1）放大镜原理：把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，当物距小于放大镜焦距时，我们就能看清物体的细微之处。成像原理是：当物距小于焦距时，凸透镜能成放大的虚像，放大镜实际上是一个短焦距的凸透镜。 （2）成像特点：放大镜成 、 的 像（填像的性质）；像距大于物距；像与物位于凸透镜的同侧。 放大镜 照相机的构造 2. 普通照相机（胶片） （1）普通照相机结构及各部分作用： 由镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等组成。镜头由一组透镜组成，相当于一个 ，起到成像作用；快门控制曝光时间；光圈控制进光量的多少；调焦环可以调节镜头到胶片间的距离，即调节像距；胶片相当于涂有感光材料的光屏。 （2）成像原理：来自物体的光经过照相机的镜头（相当于一个凸透镜）后，会聚在胶片上，形成被照物体的像，如图所示。 （3）成像特点：成 、 的像，物、像在镜头的两侧。拍照时物体离镜头越远，所成像越 ；离镜头越近，所成像越 。 3. 投影仪 投影仪的构造及各部分的用途 （1）投影仪的构造及各部分的用途。如图所示。 （2）成像原理：来自投影片的光经过投影仪的镜头（相当于一个凸透镜）后，会聚在光屏上，形成 、 的像。 4. 显微镜 （1）结构及各部分作用 显微镜的镜筒两端各有一组透镜，每组透镜都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的一组透镜叫做 镜，靠近被观察物体的一组透镜叫做 镜。 （2）成像原理 物镜相当于投影仪，被观察的物体在一倍焦距与二倍焦距之间，通过物镜成一个 、 的实像，这个实像落在了目镜的一倍焦距以内；目镜相当于一个 ，把物镜形成的像再次放大，得到 （相对于前一个像来说）、 的虚像，这样就可以观察到肉眼无法直接看到的微小物体。 5. 开普勒式望远镜 （1）结构及各部分作用：开普勒望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个 镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫 镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做 镜。 （2）成像原理：物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成 、 的实像。目镜相当于一个放大镜，成 、 的虚像（均选填像的性质）。两次成像，先缩小，后放大。最终通过开普勒式望远镜观察到的是远处天体倒立的像。 【例5】（多选题）某同学用如图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。下列分析正确的是（　　） A．向水透镜注水，模拟的是远视眼 B．从水透镜抽水，模拟的是远视眼 C．向水透镜注水，烛焰清晰的像将向右移动 D．从水透镜抽水，烛焰清晰的像将向右移动 【变式5-1】如图所示，是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内，让凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像，若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的像，下列做法正确的是（　　） A．相机向前移，纸筒向前伸 B．相机向后移，纸筒向后缩 C．相机不移动，纸筒向后缩 D．相机和纸筒的位置均不变 【变式5-2】图中甲、乙、丙、丁四个图中，图是远视眼，能矫正远视眼的原理图是图。下列关于近视眼或远视眼及其矫正原理图的说法，正确的是（   ） A．甲是远视眼的成因，用图丙的原理图矫正 B．甲是近视眼的成因，用图丁的原理图矫正 C．乙是近视眼的成因，用图丙的原理图矫正 D．乙是远视眼的成因，用图丁的原理图矫正 模块三 课后作业 1．购物支付已进入“刷脸”时代，消费者只需站在距摄像头40∼60cm的位置，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易，下列有关说法正确的是（    ） A．镜头的焦距大于40cm B．光经过摄像头成像利用的是光的折射 C．“刷脸”时，人脸通过镜头成正立、放大的虚像 D．“刷脸”时，面部应位于摄像头1倍焦距到2倍焦距之间 2．在“爱眼护眼”宣传活动中，同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是（　　） A．图甲所示眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于凹透镜 B．图乙所示视力正常的人看远处物体时，物体在视网膜上成正立、缩小的实像 C．图丙所示是近视眼的成像原理，应戴合适的凹透镜进行矫正 D．戴上近视眼镜后，对光线有发散作用，视网膜上成的像是虚像 3．小阳用自制水透镜模拟人眼的晶状体。图甲中的水透镜模拟正常眼睛的晶状体，其焦距为。通过注水和抽水让该水透镜分别形成图乙、丙所示的形状，以此模拟近视眼和远视眼的主要成因，其焦距分别为、。下列说法正确的是（　　） A． B．图乙所示的水透镜能够模拟远视眼的成因 C．图乙所示的水透镜的折光能力大于图甲所示的水透镜 D．在图丙所示的水透镜前面放置一个适当的凹透镜可以实现其所模拟的眼睛的矫正 4．许多地方能看到鸭子在水面上戏水，下列关于该场景中光现象的分析，正确的是（　　） A．岸上的人能看见鸭子在水中的脚掌，是光的直线传播形成的脚掌的实像 B．岸上的人看到水面上的鸭子，是光的反射形成的鸭子的实像 C．鸭子在水中的倒影，是光的折射形成的与鸭子等大的虚像 D．潜水的人在水中看见岸边的树木，是光的折射形成的虚像 5．如图所示，成都兴隆湖的“水下书店”中，游客仿佛置身水中。下列说法正确的是（     ） A．游客看到的水中的鱼是光的反射形成的虚像 B．鱼看到的岸上的人比实际位置高 C．阳光下水面波光粼粼是光的折射现象 D．水中倒影是光的直线传播形成的 6. 如图甲，轿车司机从右后视镜（平面镜）中观察到同向驶来一辆越野车，下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙。设两车均匀速向前行驶，下列说法正确的是（     ） A．越野车在后视镜中所成的像是实像 B．越野车离后视镜越近镜中像不变 C．越野车的行驶速度比轿车小 D．越野车相对于轿车是静止的 7．为了提醒车辆司机夜晚注意中小学生道路安全，校服上增加了反光警示条，下列说法正确的是（     ） A．校服上的反光条是光源 B．光在透明介质中一定沿直线传播 C．光被反光条反射后传播速度大于 D．能够看到校服是因为光在衣服表面发生了反射 8．如图所示，一束光沿AO射向水面，方向保持不变，打开水阀K，水流出，光点在光屏上移动，当光点移动了20cm时，容器中的水位下降了（　　） A．20cm B．10cm C．10cm D．5cm 9．如图甲所示， 小张将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前， 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。关于此现象， 下列说法正确的是（　　） A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像 B．将漫画远离水杯一些， 透过水杯看到老鼠的像会继续变“胖” C．将漫画靠近水杯一些， 透过水杯看到的老鼠始终是掉头的 D．此时漫画中的老鼠成像与投影仪成像原理相同 10．小明用凸透镜甲、乙做光学实验。他先用一“F”光源和凸透镜甲、光具座、光屏做实验，把它们放在如图所示位置时，“F”光源会在光屏上成一个清晰、等大的像，再把凸透镜乙正对着太阳光，调整凸透镜的位置，直至在白纸上观察到一个最小亮点，测量凸透镜光心到亮点的距离，如图所示。 图中，为使光屏上再次得到清晰的像，进行以下操作（    ） ①凸透镜甲和“F”光源的位置都不动，光屏向右适当移动一段距离 ②凸透镜甲位置不动，“F”光源向右适当移动一段距离，光屏向左适当移动一段距离 ③“F”光源和凸透镜甲的位置都不动，把凸透镜甲更换为凸透镜乙，光屏向左适当移动一段距离 A．只有①是可行 B．只有②是可行 C．只有③是可行 D．①②③都不可行 11. （多选题）如图是小明在综合实践活动中用带抽屉的纸盒和凸透镜自制的简易投影仪，将手机放入抽屉中，通过推拉抽屉，能将手机上的画面放大投影到白墙上。下列说法正确的是（　　） A．手机到凸透镜的距离应大于透镜的二倍焦距 B．若要在墙上正常阅读手机内容，手机应如图所示倒立放置 C．要使墙上的像变大，应减小手机与透镜间的距离且同时增大像距 D．物距不变，在凸透镜前放置一个远视镜片，减小像距，墙上会再成清晰的像 12．（多选题）在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（　　） 实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A．第1次实验的像距为20cm B．第2次实验成倒立、缩小的实像 C．第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D．若物距是12cm，物体通过透镜所成的像是虚像 13．（多选题）如图所示，某同学在进行“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法中正确的是（     ） A．利用这一成像规律可制成幻灯机 B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动 C．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙的毛玻璃板 D．要使光屏上烛焰的像变小，只需将蜡烛靠近凸透镜 14. 如图所示，只含红光和紫光的复色光束OP，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，如果只被分成OA和OB两光束沿图示方向射出，则OA为____，OB为_____。（均选填红光、紫光和复色光）。 15. 如图，一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点，会形成一个光斑。现向水槽中注入适量水后，则水槽底部光斑移到O点的___________（左/右）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，则入射角将___________（增大/不变/减小）。随着水位的上升，则水槽底部光斑_______（向左移动/静止不动/向右移动）。 16. 图示虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，入射光AB由红、紫两种单色光组成，通过透镜之后分成两细束光，分别与主光轴相交于两点。该透镜是_______（凹、凸）透镜，可用以矫正__________（远、近）视眼；是__________（红、紫）光；对该透镜，红光的焦距__________（大于/等于/小于）紫光的焦距。 17. 作图题。 （1）如图甲中，一只大雁正向水面降落，人在岸上既能看到空中的大雁，也能看到水中的“大雁”。其模型如图乙所示，人眼在A处，水中的“大雁”在点，请在图乙中画出人眼看到空中的大雁和水中的“大雁”的光路图。 【答案】见解析 【详解】人眼看到空中的大雁为光的直线传播；水中的“大雁”在点，根据平面镜成像特点，关于水面的对称点S即为实际的大雁位置，连接S′A交水面于O点即为入射点（反射点），OA为反射光线，连接SO为入射光线，据此作图。 （2）根据图中给出的入射光线，画出相应的折射光线。    18. 小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。 (1)为了测出所用凸透镜的焦距，小明将透镜对着太阳，如图甲所示，移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点，测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是_______，改正错误后，小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm； (2)测出焦距后，他们将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，接下来将蜡烛和光屏向透镜_____（远离/靠拢），然后___________（选填“点燃”或“不点燃”）蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使得烛焰中心、光屏中心在凸透镜的_________上； (3)当烛焰离凸透镜较远时，调节光屏到透镜的距离，当烛焰在光屏上成清晰的像时，位置如图乙所示，此时光屏上成倒立的 ___________（放大/等大/缩小）的实像；如果固定蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到蜡烛和光屏正中间的位置，光屏上 ___________（能/不能）成等大的清晰的像。 (4)实验完成之后，小明将小红的眼镜放在烛焰与凸透镜之间，如图丙所示，使烛焰在光屏上成清晰的像，移去眼镜，光屏上的像变模糊了。小明将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后，光屏上的像再次清晰，则小红同学的眼镜为 ___________（近视/远视）眼镜。 19. 南南利用如图1所示的器材“探究平面镜成像的特点”。 (1)为了使实验效果更明显，整个实验过程应在较______（选填“亮”或“暗”）的环境中进行。 (2)南南拿另一支外形相同且______（选填“需要”或“不需要”）点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合，此现象表明平面镜所成的像与物体的大小_______。 (3)南南借来了旁边实验小组的玻璃板，放在蜡烛A与自己之间，他惊奇地发现，蜡烛A成了很多个像，如图2所示。这些像与蜡烛A的大小关系是_________（选填“相等”或“越远越小”）。 (4)絮絮用一块较厚的玻璃板M来探究平面镜成像特点，如图所示，图中像A1与像A2是一次实验中同时看到的两个像，它们的大小相等，其中A1是蜡烛通过玻璃板的P反射面所成的像。测得物距u=4.2cm，像距v=3.9cm，根据数据可以推算像A1与像A2之间的距离为______cm。 20．小明想了解光在不同介质中的传播情况，他查阅了相关资料，发现透明介质对光的传播有阻碍作用，对光的传播阻碍作用越大，光的传播速度越小，并且不同介质中光的传播速度如表所示。 介质 空气 水 玻璃 光在介质中 的速度（m/s） 约3.0×108 约2.25×108 约2.0×108 (1)请写出空气、水、玻璃对光的传播阻碍作用的大小关系，并说明理由：___________。 (2)小明将光从水斜射向空气的界面时，既看到了反射光，又看到了折射光。他继续增大入射角，当入射角大于某个角度后，折射光消失了，仅剩反射光。他又将光从玻璃斜射向空气的界面，又看到的上述相似的结果。最后小明将光从空气斜射向水或空气斜射向玻璃界面时，不断增大入射角至90°，折射光依然存在。 a. 结合表1中数据及上述现象，可知当出现折射光消失的现象时，入射光所在介质中光的传播速度_______折射光所在介质中光的传播速度。（选填“大于”“小于”或“等于”） b. 若对光的传播阻碍作用较大的介质叫做光密介质，对光的传播阻碍作用较小的介质叫做光疏介质。由上述信息，可推断光从______介质斜射向______介质界面时，不断增大入射角的过程中，折射光会消失。（选填“光疏”或“光密”） 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 光现象 目录 知识框架 1 知识精讲 2 【知识点1 光的反射】 2 【知识点2 平面镜成像】 4 【知识点3 光的折射】 8 【知识点4 凸透镜成像】 12 【知识点5 透镜的应用】 15 课后作业 20 模块二 知识精讲 情景导入 阳光照向地球，送来光明和温暖。光可以传递能量和信息。本章我们将学习常见的光现象及其基本规律。通过本章内容的学习，你将了解光的反射现象、折射现象；经历光的反射定律、平面镜成像特点和凸透镜成像规律的探究过程，感受观察、比较、归纳、推理等科学方法，增强合作交流的意识。了解我国古代对光现象研究的成就，激发民族自豪感。 知识归纳 【知识点1 光的反射】 一、光的直线传播 1. 光源：能够自行发光的物体叫做光源。可分为自然光源和人造光源。 2. 光的直线传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。 3. 光线：为了描述光的传播情况，我们用直线表示光在均匀介质中的传播路径，用箭头表示光的传播方向。这条带箭头的直线叫做光线。光线不是客观存在的，它是人们建立的一种理想模型。 4. 光传播的速度 （1）真空中的光速：光在真空中的传播速度最大，用字母c表示，其值约为3×108m/s。 （2）不同介质中的光速：在空气中的光速稍小于真空中的速度（通常视为真空中的速度）；在水中的光速约为真空中光速的3/4；在玻璃中的光速约为真空中光速的2/3。 二、光的反射定律 在反射现象中，反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。在反射现象中，光路可逆。 三、镜面反射和漫反射 1. 镜面反射：平行光束经平面镜反射后依旧相互平行，这种反射现象叫做镜面反射，如图甲所示。平静的水面、抛光的金属面、各种镜面的反射都是镜面反射。 2. 漫反射：相互平行的光束经方向各异的表面反射后，反射光线射向各个方向，这种反射叫做漫反射，如图乙所示。我们能从不同方向看清老师及黑板上的字，就是因为老师、字都发生了漫反射。 注意：漫反射和镜面反射都遵守光的反射规律（选填“遵守”或“不遵守”）。 【例1】多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力，同学们发现多媒体教室的投影银幕是用粗糙的白布做成的，于是对这一问题进行讨论，有如下说法，正确的是（     ） ①全班同学都能看到画面是因为光投射到投影银幕上发生了漫反射 ②全班同学都能看到画面是因为光投射到投影银幕上发生了镜面反射 ③镜面反射遵循光的反射定律，漫反射不遵循光的反射定律 ④无论是镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【答案】C 【详解】①②：粗糙银幕表面发生漫反射，反射光线向各个方向传播，可使全班同学都看到画面，故①正确，②错误； ③④：所有光的反射现象都遵循光的反射定律，镜面反射、漫反射均属于光的反射，都遵循反射定律，故④正确，③错误。 综上，①④正确，②③错误，故C正确，ABD错误。故选C。 【变式1-1】如图所示，探究“光的反射定律”实验中，平面镜M水平放置，白纸板由E、F两部分构成，始终竖直立在M上，可以绕ON翻折。 (1)白纸板的作用是显示___________。 (2)如图甲E、F在同一平面上让入射光AO射向镜面，反射光沿OB射出，ON相当于_______线，用量角器测量入射角和反射角的大小，可得出∠r___________∠i。 (3)为了继续探究反射角与入射角的关系，接下来的操作是___________； (4)如图乙，把F向前或向后翻折，则在F上没有看到反射光，这说明___________。 【答案】(1)光路；(2)法；=；(3)改变入射角的大小，进行多次实验 (4)入射光线、反射光线、法线在同一平面上 【详解】（1）光在空气中难以观察，白纸板的作用是显示光路。 （2）法线过入射点与入射面垂直，由图得，ON相当于法线；∠r为反射角，∠i 为入射角，由实验可得。 （3）为了继续探究反射角与入射角的关系，接下来的操作是改变入射角的大小，进行多次实验，得出普遍规律。 （4）如图乙，把F向前或向后翻折，F与显示入射光线的E不在同一平面上，在F上没有看到反射光，这说明入射光线、反射光线、法线在同一平面上。 【变式1-2】如下图所示，若要使图中天花板上的目标被反射光照亮，在激光笔位置保持不变的情况下，可以将平面镜（　　） A．水平向左移适当距离 B．竖直向下移适当距离 C．顺时针旋转适当角度 D．逆时针旋转适当角度 【答案】C 【详解】A．平面镜水平左移，入射光线方向不变，入射角不变，反射光线的角度不变，只是入射点左移，反射光线会平行向左偏移，无法射到右侧的目标，故A错误； B．平面镜竖直向下移，入射光线方向不变，入射角与反射角均不变，反射光线与原反射光线平行，因此天花板上的光斑位置不变，无法照亮目标，故B错误； C．平面镜顺时针转，法线也顺时针转，入射角会变小，反射角同步变小，反射光线会向下偏，靠近天花板目标，故C正确； D．平面镜逆时针转，法线随之逆时针转动，入射角增大，反射角也同步增大，反射光线会向上偏转，远离天花板上的目标，故D错误。 故选C。 【知识点2 平面镜成像】 1. 平面镜成像的特点 平面镜所成的像是虚像；像和物体的大小相等；像和物体到平面镜的距离相等。 2. 平面镜成虚像 （1）平面镜成虚像的原因 点光源S发出的光被平面镜反射后，会有一部分射入人的眼睛，引起视觉。由于光沿直线传播，所以人就会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S'处发出的。但实际上，平面镜后面并不存在光源S'，进入眼睛的光并非真正来自S'，所以把S'叫做虚像。 （2）实像与虚像 实像是由实际光线会聚而成的，能用光屏承接；虚像不是由实际光线会聚而成的，而是由实际光线的反向延长线会聚而成的，不能用光屏承接（均选填“能”或“不能”）。 3. 平面镜的应用 1. 利用平面镜成像。如练功房内，演员利用平面镜可以矫正自己的舞姿；家庭用的穿衣镜；医生用来检查牙齿的小镜子等。 2. 利用平面镜改变光的传播方向 如潜水艇用的潜望镜、显微镜、投影仪中的平面镜等，都利用到了平面镜能改变光路的特点：修建体育馆和高大建筑物时，利用平面镜把太阳光反射到室内，改善光照条件等。 3. 利用平面镜来扩大视觉空间。理论上，在一个房间内安装一个尺寸合适的平面镜，能使人感觉到空间增大了一倍。 4. 凸面镜 （1）概念：反射面是凸面的镜子叫凸面镜。 （2）作用：凸面镜对光有发散作用，常用来扩大视野。 （3）应用：汽车的后视镜、街头路口的反光镜。 凸面镜对光的发散 凹面镜对光的会聚 5. 凹面镜 （1）概念：反射面是凹面的镜子叫凹面镜。 （2）作用：凹面镜对光有会聚作用。 （3）应用：太阳灶、手电筒反光镜、医生检查耳朵用的医用反光镜。 【例2】泸州龙脑桥是一座始建于明代的石墩石梁桥，桥身上雕刻着生动的石狮。夜幕降临，桥身与石狮在平静的水面上投下清晰的倒影。若其中一尊石狮的头顶距离水面实际高度为5m，下列说法正确的是（     ） A．人们能够看到石狮，是因为光在石狮上发生了镜面反射 B．水中的鱼看到水面上的“石狮”，是因为光沿直线传播 C．“石狮”在水中的倒影，是光的反射形成的虚像 D．“石狮”在水中倒影的高度大于5m 【答案】C 【详解】A．我们能从不同方向看到本身不发光的石狮，是因为光在石狮表面发生了漫反射，不是镜面反射，故A错误； B．水中的鱼看到水面上的“石狮”，是光从空气斜射入水中时发生折射进入鱼的眼睛，不是光沿直线传播，故B错误； C．平静的水面相当于平面镜，“石狮”在水中的倒影是平面镜成像现象，由光的反射形成，成的是虚像，故C正确； D．平面镜成像时，像与物大小相等，因此倒影高度等于石狮实际高度，石狮头顶距离水面5m，其自身高度必然小于5m，故倒影高度小于5m，故D错误。 故选C。 【变式2-1】探究平面镜成像的特点，实验装置如图甲所示。画有“F”的纸板A和玻璃板相互垂直固定放置在桌面上，纸板B可前后折转。 (1)用玻璃板代替平面镜的目的是________。 (2)判断实像或虚像：将纸板B折转到像的位置，眼睛________（填“透过”或“不透过”）玻璃板观察纸板B上是否呈现“F”的像。 (3)透过玻璃板观察，只有纸板B与A在同一平面时，才能看到像在纸板B上，用笔在纸板B上将“F”的像临摹出来。对比发现像与物等大且到平面镜等距，像与物的连线与平面镜________。总结得出：像与物关于平面镜________。 (4)检查视力时，要求视力表与被测者距离5 m，但房间长度有限，可利用平面镜解决问题。如图乙，视力表与平面镜的距离2.7 m，被测者与平面镜的距离应为________m。 【答案】(1)便于确定像的位置；(2)不透过；(3) 垂直；对称；(4)2.3 【详解】（1）玻璃板是透明的，实验中既能观察到前方物体的像，又能看到玻璃板后方的纸板，因此可以方便确定像的位置，这是用玻璃板代替平面镜的主要目的。 （2）判断实像/虚像的原理是实像可以承接在光屏（纸板B）上，虚像不能。因此需要眼睛不透过玻璃板，直接观察纸板B上是否能呈现像。 （3）根据平面镜成像的特点：像与物大小相等、到平面镜距离相等，像与物的连线与平面镜垂直，像与物关于平面镜对称。 （4）平面镜成像中，像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。已知视力表到平面镜距离为，因此视力表的像到平面镜距离也为；要求被测者到视力表像的总距离为，因此被测者到平面镜的距离为 【变式2-2】在完成“探究平面镜成像的特点”实验后，小红对一些问题产生疑惑，请你帮她解决。 (1)解决实验中的问题 ①实验中选择玻璃板作为平面镜的目的是______。 ②如图甲所示，从蜡烛A一侧透过玻璃板看到两个不重合的蜡烛A的像，改善这种影响的办法是_______。此时若用一张硬纸板挡在玻璃板和蜡烛B之间，仍从蜡烛A一侧透过玻璃板看，______（选填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像，理由是_______。 (2)解决生活中的问题 ①小红手持镜子，在对着镜子整理头发时，由于室内光比较暗，她应该______（选填“面向”或“背向”）窗户看得更清晰。 ②如图乙所示，小红靠近商场自动玻璃门的过程中，她在门中像的大小将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；如图丙所示，小红站立不动，当玻璃门打开时，她在门中的像_______（选填“会”或“不会”）随门一起移动。 【答案】(1) 便于确定像的位置；换用较薄的玻璃板；能；平面镜成像是光的反射形成的，纸板不会阻挡蜡烛A经玻璃板反射进入人眼的光线 ；(2) 面向；不变；不会 【详解】（1）①玻璃板透明，实验中可以透过玻璃板观察到后方的蜡烛，方便确定像的位置，因此选择玻璃板代替平面镜。 ②看到两个不重合的像，是因为玻璃板太厚，前后两个表面都会反射成像，因此换用较薄的玻璃板可以改善该问题；平面镜的像是蜡烛A的光经玻璃板反射形成的，硬纸板挡在玻璃板和蜡烛B之间，不会阻挡蜡烛A的反射光进入人眼，因此仍能看到像。 （2）①要清晰看到镜中自己的像，需要足够光线照射脸部，让脸部反射更多光，因此面向窗户，让光照亮脸部，成像更清晰。 ②平面镜成像中，像的大小始终和物体大小相等，和物体到镜面的距离无关，因此小红靠近玻璃门时，像的大小不变；平面镜成像中像与物体关于镜面对称，小红位置不变，玻璃门打开后镜面所在平面不变，因此像的位置不变，不会随门移动。 【知识点3 光的折射】 一、光的折射特点 1. 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。 2. 描述光折射现象的六要素：一点、两角、三线（见下图）。 （1）入射点：入射光线与界面的交点； （2）入射光线：照射到两种介质分界面的光线； （3）折射光线：进入另一种介质的光线； （4）法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线； （5）入射角：入射光线与法线的夹角； （6）折射角：折射光线与法线的夹角。 3. 光折射时的特点 光发生折射时，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的两侧。在折射现象中，光路可逆。不同介质对光的折射本领是不同的。 二、生活中的折射现象 1. 池底变浅 如图所示，水中池底S点发出（反射）的光从水斜射向空气时发生折射，折射角大于入射角。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由S′射出去的一样。S′就是我们看到的S的像（虚像），这点的位置比实际位置升高了。 同理，叉鱼时，人眼看到的是鱼的虚像，并且在鱼的上方。因此，只有瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼（均选填“上方”或“下方”）。 池底变浅 水中看岸上物体 2. 从水中看岸上物体 如图所示，空气中的发光点M发出的光从空气斜射向入水时发生折射，折射角小于入射角。人眼在水中逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由M′射出去的一样。M′就是人眼看到的M的虚像，这点的位置比实际位置升高了（选填“升高”或“降低”）。 三、光的色散 1. 光的色散 （1）白光被三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光，这种现象称为光的色散。 （2）单色光与复色光 ①不能分解的光叫做单色光，如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 ②由多种色光合成的光叫做复色光，白光就是复色光，由七种颜色的光复合而成。 （3）光发生色散的实质：光发生色散的实质是光的折射现象。不同颜色的光经三棱镜后，偏折（折射）程度不同，其中红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大；所以白光经三棱镜后，在光屏由上到下呈现为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。 2. 色光的混合 （1）光的三原色 把红、绿、蓝光叫做色光的三原色。红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合可以产生各种不同的色光；红、绿、蓝三种色光按等比例混合可以产生白光。但是红、绿、蓝三种色光是无法用其他色光混合而成的。 （2）色光的混合 ①色光的混合：红、绿、蓝三种色光中，只要适当调配三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。例如，红光＋绿光→黄光；红光＋蓝光→品红光；绿光＋蓝光→青光；红光＋绿光＋蓝光→白光。 ②我们通过电视、手机的屏幕看到的影像都是由红、绿、蓝三种颜色的光点按照不同的比例混合，引起的视觉感受。 【例3】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明记录了两次烛焰及其像的情况。你认为下图中最合理的是（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据凸透镜成像规律可知，当物距大于凸透镜二倍焦距时在距离透镜一倍焦距和两倍焦距之间成倒立、缩小的实像，当物距在一倍焦距和二倍焦距之间成的是倒立、放大的实像，此时像距大于两倍焦距，且凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，所成的像越大；图中烛焰尖端向远离透镜方向偏离的，根据凸透镜成实像像距与物距的关系，烛焰尖端的像应该向靠近透镜方向偏。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 【变式3-1】如图是用手机拍摄的东湖公园一景，下列说法正确的是（     ） A．手机摄像头的镜头对光线有发散作用 B．手机摄像头拍照成的是正立缩小的实像 C．高楼在水中的像是光的反射形成的实像 D．水下的倒影看起来比实景更暗是因为有部分光折射进入水中 【答案】D 【详解】A．手机摄像头的镜头是凸透镜，对光线有会聚作用，故A错误； B．手机摄像头拍照时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故B错误； C．高楼在水中的像是平面镜成像，由光的反射形成，成的是虚像，故C错误； D．光射到水面时，一部分光发生反射形成倒影，另一部分光折射进入水中，反射光能量减少，所以倒影看起来比实景更暗，故D正确。 故选D。 【变式3-2】探究光的折射规律如图所示： (1)当光从空气中斜射入水中，折射角________入射角； (2)当入射光线垂直于水面入射时，折射角为________度； (3)在某次实验中，一束光线斜射入水面并与水面成40度，且它的折射光线跟反射光线垂直，折射角为________度。 【答案】(1)小于 (2)0 (3)40 【详解】（1）由光的折射规律可知，光由空气中斜射入水中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。 （2）当光由空气中垂直射入其他介质中时，传播方向不改变，入射角为0°，折射角为0°。 （3）入射光线与水面的夹角为40°，则入射角为 由于反射角等于入射角，所以反射角是50°；反射光线与水面的夹角是 由反射光线与折射光线之间的夹角为90°，可知折射光线与水面的夹角为 折射角为折射光线与法线的夹角，所以折射角是 【知识点4 凸透镜成像】 一、透镜 1. 透镜与薄透镜：把两侧表面都是球面的一部分或一侧表面是球面的一部分而另一侧表面是平面的透明体叫做透镜。厚度远小于球面半径的透镜叫做薄透镜。 2. 透镜的种类 凸透镜 凹透镜 （1）凸透镜：中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜。 （2）凹透镜：中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜。 3. 主光轴与光心 （1）主光轴：通过两个球面球心的直线C1C2叫做主光轴（简称主轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。 凸透镜 凹透镜 4. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凸透镜对光有会聚作用。平行于主轴的光经凸透镜折射后，会聚于主轴上的一点，该点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。凸透镜的两侧各有一个焦点，如图所示。 （2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜两侧的两个焦距相等。凸透镜的焦距越短，透镜对光的会聚作用越强。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的虚焦点和焦距 5. 凹透镜的虚焦点和焦距 （1）虚焦点：凹透镜对光有发散作用。平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫做虚焦点，用F表示。 （2）焦距：虚焦点到透镜光心的距离叫做凹透镜的焦距，用f表示。焦距越短，发散能力越强。 二、凸透镜成像的规律 1. 凸透镜成像规律 当u>2f 时，物体在凸透镜另一侧 f<v<2f 的范围内成一个倒立、缩小的实像。 当 u=2f时，物体在凸透镜另一侧v=2f 处成一个倒立、等大的实像。 当f< u< 2f 时，物体在凸透镜另一侧v>2f 范围内成一个倒立、放大的实像。 当u<f 时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 2. 解读凸透镜成像规律 （1）像的虚实：物体在凸透镜一倍焦距外成实像，在一倍焦距内成虚像； （2）像的大小：物体在凸透镜二倍焦距外成缩小的实像，在二倍焦距时成等大的实像，在一倍焦距和二倍焦距间成放大的实像，在一倍焦距内成放大的虚像； （3）像的正倒：物体在凸透镜一倍焦距内成正立的虚像，在一倍焦距外成倒立的实像。 （4）表格记忆 物距u和焦距 f 的关系 像的性质 像的位置 像距v和焦距 f 的关系 虚实 大小 正倒 与物同（异）侧 u > 2f 实像 缩小 倒立 异侧 2f >v >f u = 2f 实像 等大 倒立 异侧 v = 2f 2f >u >f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f u =f 不成像  u <f 虚像 放大 正立 同侧 【例4】如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（　　） A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像 B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域 D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域    【答案】B 【详解】A．蜡烛放在图中A区域，即蜡烛在该透镜的两倍焦距以外，此时成倒立、缩小的实像，像在透镜另一侧的一倍焦距和两倍焦距之间，即图中的E区域，故A错误； B．凸透镜成实像时，物体离透镜越远，所成的实像越小，图中蜡烛位于该透镜的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的实像会逐渐变小，故B正确； C．蜡烛放在图中B区域，即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，像的位置在透镜另一侧的两倍焦距以外，即如果蜡烛放在图中B区域，则在图中的F区域的光屏上能找到像，故C错误； D．当蜡烛放在图中C区域，即该透镜的一倍焦距以内，此时成正立、放大的虚像，虚像是用光屏承接不到的，故D错误。 故选B。 【变式4-1】如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（　　） A B C D 【答案】C 【详解】ABD．由图知，折射光线相对于入射光线是发散的；凹透镜对光线有发散作用，ABD是凹透镜，故ABD不符合题意； C．入射光线经透镜折射后变得会聚，凸透镜对光线有会聚作用，所以C是凸透镜，故C符合题意； 故选C。 【变式4-2】为了探究凸透镜成像的特点，实验小组做了一系列实验。 (1)用如图1方式测量出凸透镜的焦距是：______cm（提示：注意估读）。 (2)小军选用焦距为13cm的凸透镜做实验： ①实验时，调节并使得烛焰、凸透镜、光屏的中心在______上，如图2所示。 ②将凸透镜固定在光具座中间位置，将蜡烛移动到某个位置，接着移动光屏，观察光屏上烛焰的像。能被光屏承接的像是______（选填“实”或“虚”）像。 ③当蜡烛距离凸透镜50cm时，移动光屏可得到一个清晰的倒立、______的实像。依此原理制成的光学仪器是______（举一个应用实例）。 ④当蜡烛在图3所示位置时，光屏应在区域______（选填“甲”“乙”或“丙”）内移动，才能得到______、放大的实像。 ⑤将蜡烛从图3所示位置向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像。则这个位置到凸透镜的距离可能______13cm。 ⑥燃烧的蜡烛不断缩短，实验中会观察到光屏上的像不断地向______移动。 【答案】(1)13.0；(2)同一高度；实；缩小；照相机；丙；倒立；小于或等于；上 【详解】（1）由图甲知，刻度尺的分度值为1cm，凸透镜的焦距为13.0cm（估读合理范围均可）。 （2）为了让烛焰的像成在光屏中央，实验时，调节并使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上。 能被光屏承接到的像是光的实际光线会聚而成的实像。 当蜡烛距离凸透镜50cm，即物距大于二倍焦距时，移动光屏可得到一个清晰的倒立、缩小的实像。照相机是利用这一原理制成的。 由图丙知，蜡烛与凸透镜的距离为u=50.0cm-30.0cm=20.0cm，此时物距小于二倍焦距而大于一倍焦距，则像距大于二倍焦距，所以在丙区域内移动，才能得到倒立放大的实像。 蜡烛移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，可能是物距小于一倍焦距，即小于13cm，此时成虚像，在光屏上无法得到清晰的像；也可能等于13cm，即一倍焦距处，此时不能成像。 通过凸透镜光心的光线，传播方向不变，燃烧的蜡烛缩短时，通过光心的光线向上移动，则光屏上的像不断地向上移动。 【知识点5 透镜的应用】 一、眼睛的视物原理 1. 眼球的结构与作用 图为人眼结构的示意图。主要由晶状体、角膜、睫状肌、视网膜、视神经和眼轴组成。眼睛前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜；睫状肌可以控制晶状体的厚度，从而调节晶状体的焦距；视网膜相当于光屏，视网膜与视神经是相连的。 2. 眼睛的视物原理 眼睛观察物体时，物距大于二倍焦距，来自物体的光通过瞳孔，经晶状体折射后，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号，视神经把这个信号传输给大脑，经过 大脑处理，我们就看到了物体。 眼球的结构 眼睛的视物原理 3. 正常眼睛的调节 分类 图示 晶状体的作用 看远处的物体 晶状体变薄，对光的偏折能力变弱，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上 看近处的物体 晶状体变厚，对光的偏折能力变强，近处物体射来的光刚好会聚在视网膜上 4. 明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm，该距离叫明视距离。 二、视力的矫正 1. 近视眼及其矫正 特点 形成原因 矫正 图示 只能看清近处的物体，看不清远处的物体 晶状体的焦距偏短或者眼轴偏长，来自远处物体的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一个点，而是一片模糊的光斑 利用凹透镜能使光发散的特点，配戴凹透镜制成的近视眼镜 2. 远视眼及其矫正 特点 形成原因 矫正 图示 只能看清远处的物体，看不清近处的物体 晶状体的焦距偏长或者眼轴较短，近处物体的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，这时看到的物体也是模糊的 利用凸透镜能使光会聚的特点，配戴凸透镜制成的远视眼镜 三、透镜的应用 1. 放大镜 （1）放大镜原理：把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，当物距小于放大镜焦距时，我们就能看清物体的细微之处。成像原理是：当物距小于焦距时，凸透镜能成放大的虚像，放大镜实际上是一个短焦距的凸透镜。 （2）成像特点：放大镜成正立、放大的虚像（填像的性质）；像距大于物距；像与物位于凸透镜的同侧。 放大镜 照相机的构造 2. 普通照相机（胶片） （1）普通照相机结构及各部分作用： 由镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等组成。镜头由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用；快门控制曝光时间；光圈控制进光量的多少；调焦环可以调节镜头到胶片间的距离，即调节像距；胶片相当于涂有感光材料的光屏。 （2）成像原理：来自物体的光经过照相机的镜头（相当于一个凸透镜）后，会聚在胶片上，形成被照物体的像，如图所示。 （3）成像特点：成倒立、缩小的像，物、像在镜头的两侧。拍照时物体离镜头越远，所成像越小；离镜头越近，所成像越大。 3. 投影仪 投影仪的构造及各部分的用途 （1）投影仪的构造及各部分的用途。如图所示。 （2）成像原理：来自投影片的光经过投影仪的镜头（相当于一个凸透镜）后，会聚在光屏上，形成倒立、放大的像。 4. 显微镜 （1）结构及各部分作用 显微镜的镜筒两端各有一组透镜，每组透镜都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的一组透镜叫做目镜，靠近被观察物体的一组透镜叫做物镜。 （2）成像原理 物镜相当于投影仪，被观察的物体在一倍焦距与二倍焦距之间，通过物镜成一个倒立、放大的实像，这个实像落在了目镜的一倍焦距以内；目镜相当于一个放大镜，把物镜形成的像再次放大，得到正立（相对于前一个像来说）、放大的虚像，这样就可以观察到肉眼无法直接看到的微小物体。 5. 开普勒式望远镜 （1）结构及各部分作用：开普勒望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。 （2）成像原理：物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像（均选填像的性质）。两次成像，先缩小，后放大。最终通过开普勒式望远镜观察到的是远处天体倒立的像。 【例5】（多选题）某同学用如图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。下列分析正确的是（　　） A．向水透镜注水，模拟的是远视眼 B．从水透镜抽水，模拟的是远视眼 C．向水透镜注水，烛焰清晰的像将向右移动 D．从水透镜抽水，烛焰清晰的像将向右移动 【答案】BD 【详解】AC．由图示知，向水透镜注水时，透镜变厚，折光能力变强，同一位置处的光线经凸透镜后提前会聚，像成在光屏前，所以烛焰清晰的像将向左移动，此时的光屏相当于视网膜，水透镜相当于晶状体，则像成在视网膜前，模拟的是近视眼，故AC错误； BD．从水透镜抽水，透镜变薄，折光能力变弱，同一位置处的光线经凸透镜后延迟会聚，像成在光屏后，烛焰清晰的像将向右移动，模拟的是远视眼，故BD正确。 故选BD。 【变式5-1】如图所示，是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内，让凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像，若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的像，下列做法正确的是（　　） A．相机向前移，纸筒向前伸 B．相机向后移，纸筒向后缩 C．相机不移动，纸筒向后缩 D．相机和纸筒的位置均不变 【答案】A 【详解】A．相机向前移，物距减小，根据凸透镜成像规律可知，像距会变大，像也变大，所以纸筒向前伸来增大像距，则可在半透明膜上成更大的清晰的像，故A正确； B．相机向后移，物距增大，根据凸透镜成像规律可知，像将变小，故B错误； C．相机不移动，物距不变，所像距也不会变，所以纸筒向后缩不能得到更大清晰的像，故C错误； D．相机和纸筒的位置均不变，像的大小不会发生变化，故D错误。 故选A。 【变式5-2】图中甲、乙、丙、丁四个图中，图是远视眼，能矫正远视眼的原理图是图。下列关于近视眼或远视眼及其矫正原理图的说法，正确的是（   ） A．甲是远视眼的成因，用图丙的原理图矫正 B．甲是近视眼的成因，用图丁的原理图矫正 C．乙是近视眼的成因，用图丙的原理图矫正 D．乙是远视眼的成因，用图丁的原理图矫正 【答案】A 【详解】近视眼的成因是晶状体折光能力过强，或眼球前后径过长，导致远处物体的像成在视网膜前方，故图乙符合近视眼的成因原理，矫正近视眼需佩戴对光线有发散作用的凹透镜，使像后移到视网膜上，故图丁符合近视眼的矫正原理。远视眼的成因是晶状体折光能力过弱，或眼球前后径过短，导致近处物体的像成在视网膜后方，故图甲符合远视眼的成因原理，矫正远视眼需佩戴对光线有会聚作用的凸透镜，使像前移到视网膜上，故图丙符合远视眼的矫正原理。 故选A。 模块三 课后作业 1．购物支付已进入“刷脸”时代，消费者只需站在距摄像头40∼60cm的位置，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易，下列有关说法正确的是（    ） A．镜头的焦距大于40cm B．光经过摄像头成像利用的是光的折射 C．“刷脸”时，人脸通过镜头成正立、放大的虚像 D．“刷脸”时，面部应位于摄像头1倍焦距到2倍焦距之间 【答案】B 【详解】A．当物距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。题目中物距范围为40cm～60cm，因此2f必须小于最小物距40cm，解得，故A错误； B．摄像头为凸透镜，成像原理是光的折射，故B正确； C．“刷脸”时物距，成倒立、缩小的实像，而非正立、放大的虚像，故C错误； D．若面部位于1倍到2倍焦距之间（），会成倒立、放大的实像，但摄像头需要缩小的实像，因此物距应满足，故D错误。 故选B。 2．在“爱眼护眼”宣传活动中，同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是（　　） A．图甲所示眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于凹透镜 B．图乙所示视力正常的人看远处物体时，物体在视网膜上成正立、缩小的实像 C．图丙所示是近视眼的成像原理，应戴合适的凹透镜进行矫正 D．戴上近视眼镜后，对光线有发散作用，视网膜上成的像是虚像 【答案】C 【详解】A．眼球类似照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，它会把光线会聚到视网膜上，故A错误； B．视力正常的人看远处物体时，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，故B错误； C．图丙中光线会聚在视网膜前方，是近视眼的成像原理，凹透镜对光线有发散作用，戴合适的凹透镜能让像后移到视网膜上，故C正确； D．近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，但戴上后视网膜上成的仍然是实像（眼球的成像本质是凸透镜成实像），故D错误。 故选C。 3．小阳用自制水透镜模拟人眼的晶状体。图甲中的水透镜模拟正常眼睛的晶状体，其焦距为。通过注水和抽水让该水透镜分别形成图乙、丙所示的形状，以此模拟近视眼和远视眼的主要成因，其焦距分别为、。下列说法正确的是（　　） A． B．图乙所示的水透镜能够模拟远视眼的成因 C．图乙所示的水透镜的折光能力大于图甲所示的水透镜 D．在图丙所示的水透镜前面放置一个适当的凹透镜可以实现其所模拟的眼睛的矫正 【答案】C 【详解】A．因凸透镜的凸度越大，焦距越小，通过注水和抽水让该水透镜分别形成图乙、丙所示的形状，甲、乙、丙三者焦距，f乙＜f甲＜f丙，故A错误； BC．乙的焦距比甲、丙的焦距都小，所以会聚能力强，图乙所示的水透镜的折光能力大于图甲、丙所示的水透镜，因此乙模拟的是近视眼，故B错误，C正确； D．矫正近视眼须配戴凹透镜，中间比周围薄，凸透镜用来矫正远视眼，故D错误。 故选C。 4．许多地方能看到鸭子在水面上戏水，下列关于该场景中光现象的分析，正确的是（　　） A．岸上的人能看见鸭子在水中的脚掌，是光的直线传播形成的脚掌的实像 B．岸上的人看到水面上的鸭子，是光的反射形成的鸭子的实像 C．鸭子在水中的倒影，是光的折射形成的与鸭子等大的虚像 D．潜水的人在水中看见岸边的树木，是光的折射形成的虚像 【答案】D 【详解】A．岸上的人看见鸭子在水中的脚掌，是脚掌反射的光从水中斜射入空气时发生折射，人眼看到的是光折射形成的脚掌虚像，不是光的直线传播形成的实像，故A错误； B．岸上的人看到水面上的鸭子，是鸭子反射的光沿直线传播进入人眼，人看到的是鸭子本身，不是光的反射形成的鸭子实像，故B错误； C．鸭子在水中的倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的与鸭子等大的虚像，不是光的折射形成的，故C错误； D．潜水的人在水中看见岸边的树木，是树木反射的光从空气斜射入水中时发生折射，进入人眼后人逆着折射光线，看到的是光折射形成的树木虚像，故D正确。 故选D。 5．如图所示，成都兴隆湖的“水下书店”中，游客仿佛置身水中。下列说法正确的是（     ） A．游客看到的水中的鱼是光的反射形成的虚像 B．鱼看到的岸上的人比实际位置高 C．阳光下水面波光粼粼是光的折射现象 D．水中倒影是光的直线传播形成的 【答案】B 【详解】A．游客看到水中的鱼，是鱼反射的光从水斜射入空气发生折射后进入人眼，人眼逆着折射光线看到的是光的折射形成的虚像，故A错误； B．岸上的人反射的光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线向法线偏折，鱼逆着折射光线看去，会沿直线传播反向延长得到虚像，因此看到的人的虚像比实际位置高，故B正确； C．阳光下水面波光粼粼，是平静水面反射太阳光形成的，属于光的反射现象，故C错误； D．水中倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的，故D错误。 故选 B。 6. 如图甲，轿车司机从右后视镜（平面镜）中观察到同向驶来一辆越野车，下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙。设两车均匀速向前行驶，下列说法正确的是（     ） A．越野车在后视镜中所成的像是实像 B．越野车离后视镜越近镜中像不变 C．越野车的行驶速度比轿车小 D．越野车相对于轿车是静止的 【答案】B 【详解】A．汽车后视镜是平面镜，平面镜成的是虚像，不是实像，故A错误； B．平面镜成像的特点是：像的大小始终等于物体本身的大小，和物体到平面镜的距离无关，越野车大小不变，因此靠近后视镜时，镜中像的大小也不变，故B正确。 C．从甲到乙，越野车在后视镜中越来越清晰、变大，说明越野车在不断靠近轿车，两车同向匀速行驶，说明越野车的速度大于轿车速度，故C错误。 D．越野车和轿车的相对位置不断变化（越野车在靠近轿车），因此越野车相对于轿车是运动的，故D错误。 故选B。 7．为了提醒车辆司机夜晚注意中小学生道路安全，校服上增加了反光警示条，下列说法正确的是（     ） A．校服上的反光条是光源 B．光在透明介质中一定沿直线传播 C．光被反光条反射后传播速度大于 D．能够看到校服是因为光在衣服表面发生了反射 【答案】D 【详解】A. 光源为自身能够发光的物体，反光条仅反射外界光，自身不能发光，不是光源，故A错误； B. 光只有在同种均匀透明介质中才沿直线传播，仅为透明介质时不一定沿直线传播，故B错误； C. 光在空气中的传播速度约为，光被反射后仍在空气中传播，传播速度不可能大于该值，故C错误； D. 人能看到本身不发光的衣物，是因为光在衣服表面发生反射，反射光进入人眼，故D正确。 故选D。 8．如图所示，一束光沿AO射向水面，方向保持不变，打开水阀K，水流出，光点在光屏上移动，当光点移动了20cm时，容器中的水位下降了（　　） A．20cm B．10cm C．10cm D．5cm 【答案】B 【详解】入射光线AO射到水面，水面将光线反射到Q点，入射角为45°。当水面下降时，入射光线AO保持不变，如图乙，入射角没变，反射角也没变仍为45°，如图乙： 根据几何关系，QQ′∥OP，OQ∥O′Q′，所以 OP＝QQ′＝20cm 因为入射角为45°，所以ΔOO′P是等腰直角三角形，所以 所以当光斑在EF上向右移动20cm时，水面将下降10cm，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．如图甲所示， 小张将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前， 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。关于此现象， 下列说法正确的是（　　） A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像 B．将漫画远离水杯一些， 透过水杯看到老鼠的像会继续变“胖” C．将漫画靠近水杯一些， 透过水杯看到的老鼠始终是掉头的 D．此时漫画中的老鼠成像与投影仪成像原理相同 【答案】D 【详解】A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是实像，因为它是倒立的，倒立的像都是实像，故A错误； B．将漫画远离水杯一些，随着物体距离凸透镜的距离增大，像的大小会逐渐减小，透过水杯看到的老鼠的像应该会变瘦一些，而不是继续变“胖”，故B错误； C．将漫画靠近水杯一些，当物距小于一倍的焦距，可以是放大镜成像，故透过水杯看到的老鼠可以是不掉头的，故C错误； D．此时漫画中的老鼠是倒立放大的实像，则此时老鼠到玻璃杯的距离应满足f＜u＜2f，与投影仪成像原理相同，故D正确。 故选D。 10．小明用凸透镜甲、乙做光学实验。他先用一“F”光源和凸透镜甲、光具座、光屏做实验，把它们放在如图所示位置时，“F”光源会在光屏上成一个清晰、等大的像，再把凸透镜乙正对着太阳光，调整凸透镜的位置，直至在白纸上观察到一个最小亮点，测量凸透镜光心到亮点的距离，如图所示。 图中，为使光屏上再次得到清晰的像，进行以下操作（    ） ①凸透镜甲和“F”光源的位置都不动，光屏向右适当移动一段距离 ②凸透镜甲位置不动，“F”光源向右适当移动一段距离，光屏向左适当移动一段距离 ③“F”光源和凸透镜甲的位置都不动，把凸透镜甲更换为凸透镜乙，光屏向左适当移动一段距离 A．只有①是可行 B．只有②是可行 C．只有③是可行 D．①②③都不可行 【答案】C 【详解】由图1可知，“F”光源在光屏上成一个清晰、等大的像，此时 根据 成倒立、等大的实像，即，故该凸透镜的焦距。 A．若凸透镜甲和“F”光源的位置都不动，此时，要在光屏上再次得到清晰的像，，即光屏的位置应该不动，①不可行，故A错误； B．凸透镜甲位置不动，“F”光源向右适当移动一段距离，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，“物近像远像变大”，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏向右适当移动一段距离，②不可行，故B错误； CD．由图2可知，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，所以凸透镜乙的焦距是6cm，小于凸透镜甲的焦距；“F”光源和凸透镜甲的位置都不动，把凸透镜甲更换为凸透镜乙，此时凸透镜的焦距变小，对光的会聚能力增强，会将光线提前会聚成像，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向左适当移动一段距离，③可行，故C正确，D错误。 故选C。 11. （多选题）如图是小明在综合实践活动中用带抽屉的纸盒和凸透镜自制的简易投影仪，将手机放入抽屉中，通过推拉抽屉，能将手机上的画面放大投影到白墙上。下列说法正确的是（　　） A．手机到凸透镜的距离应大于透镜的二倍焦距 B．若要在墙上正常阅读手机内容，手机应如图所示倒立放置 C．要使墙上的像变大，应减小手机与透镜间的距离且同时增大像距 D．物距不变，在凸透镜前放置一个远视镜片，减小像距，墙上会再成清晰的像 【答案】BCD 【详解】A．投影仪成像规律是物距处于一倍焦距和二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，所以手机到透镜的距离为一倍焦距和二倍焦距之间，故A错误； B．由于投影仪成倒立、放大的实像，所以若要在墙上正常阅读手机内容，手机应如图所示倒立放置，故B正确； C．要使墙上的像变大，根据凸透镜成像规律“物近像远，像变大”，所以需要减小手机到透镜间的距离，同时增大像距，故C正确； D．远视镜片是凸透镜，在物距一定时，在凸透镜前放置一个合适的凸透镜，由于凸透镜对光线具有会聚作用，像距变小，减小像距，墙上会再成清晰的像，故D正确。 故选BCD。 12．（多选题）在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（　　） 实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A．第1次实验的像距为20cm B．第2次实验成倒立、缩小的实像 C．第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D．若物距是12cm，物体通过透镜所成的像是虚像 【答案】AB 【详解】A．当物距为20cm时，成倒立、等大的实像，则物距等于二倍焦距，即f=10cm，此时像距等于物距，也为20cm，故A正确； B．当物距为30cm时，物距大于二倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，故B正确； C．当物距为15cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，其应用是幻灯机或投影仪，而照相机是根据物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的原理制成的，故C错误； D．若物距是12cm，即物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，故D错误。 故选AB。 13．（多选题）如图所示，某同学在进行“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法中正确的是（     ） A．利用这一成像规律可制成幻灯机 B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动 C．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙的毛玻璃板 D．要使光屏上烛焰的像变小，只需将蜡烛靠近凸透镜 【答案】BC 【详解】A．由图可知，蜡烛到凸透镜的物距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，这是照相机的成像原理，幻灯机利用的是时成放大实像的规律，故A错误； B．由于成的实像是倒立的，蜡烛越烧越短，烛焰位置向下移动，光屏上烛焰的像会向上移动，故B正确； C．较粗糙的毛玻璃板会发生漫反射，反射光线向各个方向传播，因此便于从不同方向观察光屏上的像，故C正确； D．根据凸透镜成像规律，凸透镜成实像时，物远像近像变小，要使烛焰的像变小，需要将蜡烛远离凸透镜，同时光屏靠近凸透镜，故D错误。 故选BC。 14. 如图所示，只含红光和紫光的复色光束OP，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，如果只被分成OA和OB两光束沿图示方向射出，则OA为____，OB为_____。（均选填红光、紫光和复色光）。 【答案】 红光 复色光 【详解】玻璃对紫光的折射率大于红光，折射率越大，光从玻璃射向空气时发生全反射的临界角越小，因此紫光更容易发生全反射。 本题中，复色光从玻璃射向空气，入射角相同，此时入射角大于紫光的临界角（紫光发生全反射，无法折射出空气），小于红光的临界角（红光可以折射出空气），因此空气中的折射光束OA是红光。 红光和紫光都会在O点发生反射，因此玻璃中的反射光束OB同时包含两种光，是复色光。 15. 如图，一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点，会形成一个光斑。现向水槽中注入适量水后，则水槽底部光斑移到O点的___________（左/右）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，则入射角将___________（增大/不变/减小）。随着水位的上升，则水槽底部光斑_______（向左移动/静止不动/向右移动）。 【答案】 左 不变 向左移动 【详解】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，因此光线移动到O点左侧； 继续沿水槽壁缓慢注水，折射光线逐渐向左偏折，但是入射角不变，折射角和反射角的大小也不变； 当水位慢慢升高时，激光笔位置没动，照射角度也没变，所以入射点会沿着原来的激光路径向上移动，虽然折射光线相互平行，但它们是从不同的“起始高度”发出的，且池底是固定的水平面。由于折射光线方向固定（向法线偏折，更陡），且起始点（入射点）随水位升高而上移，折射光线在池底的投射点必然向入射方向的“上游”偏移，在图中即为向左移动。 16. 图示虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，入射光AB由红、紫两种单色光组成，通过透镜之后分成两细束光，分别与主光轴相交于两点。该透镜是_______（凹、凸）透镜，可用以矫正__________（远、近）视眼；是__________（红、紫）光；对该透镜，红光的焦距__________（大于/等于/小于）紫光的焦距。 【答案】 凹 近 红 大于 【详解】[1]折射光线与入射光线相比，远离主光轴，折射光线呈发散射出，该透镜对光线有发散作用，故是凹透镜。 [2]近视眼的成因是晶状体折光能力过强，导致在视网膜前成像，需要佩戴凹透镜。 [3]三棱镜能够将太阳光分解为七色光，对红光偏折能力比较弱，对紫光的偏折能力强，故凹透镜对紫光的偏折能力更强，对红光的偏折能力弱，故BP为红光。 [4]对该透镜，对红光偏折能力弱，焦距较大，对紫光偏折能力强，焦距较小，红光的焦距大于紫光的焦距。 17. 作图题。 （1）如图甲中，一只大雁正向水面降落，人在岸上既能看到空中的大雁，也能看到水中的“大雁”。其模型如图乙所示，人眼在A处，水中的“大雁”在点，请在图乙中画出人眼看到空中的大雁和水中的“大雁”的光路图。 【答案】见解析 【详解】人眼看到空中的大雁为光的直线传播；水中的“大雁”在点，根据平面镜成像特点，关于水面的对称点S即为实际的大雁位置，连接S′A交水面于O点即为入射点（反射点），OA为反射光线，连接SO为入射光线，据此作图。 （2）根据图中给出的入射光线，画出相应的折射光线。    【答案】见解析 【详解】凸透镜对光线有会聚作用，根据凸透镜三条特殊光线的规律，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图a；凹透镜对光线有发散作用，根据凹透镜三条特殊光线的规律，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线过焦点，过光心的光线传播方向不变，如图b所示。 18. 小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。 (1)为了测出所用凸透镜的焦距，小明将透镜对着太阳，如图甲所示，移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点，测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是_______，改正错误后，小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm； (2)测出焦距后，他们将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，接下来将蜡烛和光屏向透镜_____（远离/靠拢），然后___________（选填“点燃”或“不点燃”）蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使得烛焰中心、光屏中心在凸透镜的_________上； (3)当烛焰离凸透镜较远时，调节光屏到透镜的距离，当烛焰在光屏上成清晰的像时，位置如图乙所示，此时光屏上成倒立的 ___________（放大/等大/缩小）的实像；如果固定蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到蜡烛和光屏正中间的位置，光屏上 ___________（能/不能）成等大的清晰的像。 (4)实验完成之后，小明将小红的眼镜放在烛焰与凸透镜之间，如图丙所示，使烛焰在光屏上成清晰的像，移去眼镜，光屏上的像变模糊了。小明将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后，光屏上的像再次清晰，则小红同学的眼镜为 ___________（近视/远视）眼镜。 【答案】(1)凸透镜没有正对着太阳；(2)靠拢；点燃；主光轴；(3)缩小；不能；(4)远视 【详解】（1）测量凸透镜焦距时，需让凸透镜正对着太阳，使平行于主光轴的光线会聚到焦点。小明的错误是凸透镜没有正对着太阳，导致光线无法正确会聚，焦距测量不准确。 （2）凸透镜焦距为10cm，初始时蜡烛和光屏离透镜过远，需将蜡烛和光屏需向透镜靠拢。 只有点燃蜡烛，才能形成烛焰作为成像的物体。 调节三者中心在主光轴上使像成在光屏的中央，便于观察。 （3）图乙中，物距，大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。 固定蜡烛和光屏位置后，若将凸透镜移到中间，物距与像距之和不等于4f，而实际物距与像距之和不满足此条件，因此不能成等大的清晰像。 （4）移去眼镜后，光屏需远离透镜才能再次清晰，说明眼镜对光线有会聚作用。会聚作用的透镜是凸透镜，对应远视眼镜。 19. 南南利用如图1所示的器材“探究平面镜成像的特点”。 (1)为了使实验效果更明显，整个实验过程应在较______（选填“亮”或“暗”）的环境中进行。 (2)南南拿另一支外形相同且______（选填“需要”或“不需要”）点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合，此现象表明平面镜所成的像与物体的大小_______。 (3)南南借来了旁边实验小组的玻璃板，放在蜡烛A与自己之间，他惊奇地发现，蜡烛A成了很多个像，如图2所示。这些像与蜡烛A的大小关系是_________（选填“相等”或“越远越小”）。 (4)絮絮用一块较厚的玻璃板M来探究平面镜成像特点，如图所示，图中像A1与像A2是一次实验中同时看到的两个像，它们的大小相等，其中A1是蜡烛通过玻璃板的P反射面所成的像。测得物距u=4.2cm，像距v=3.9cm，根据数据可以推算像A1与像A2之间的距离为______cm。 【答案】(1)暗；(2) 不需要；相等；(3)相等；(4)0.6 【详解】（1）环境越暗，蜡烛的像就越清晰，更容易观察和对比，所以实验应该在较黑暗的环境下进行。 （2）为使成像清晰，实验操作是把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，这是为了验证平面镜所成的像与物体大小相等。 （3）蜡烛A通过两块玻璃板后，成多个像，是A通过玻璃板不同表面成像后，像又再成像，而平面镜成像是大小等于物的大小，所以这些像与A的大小关系是相等。 （4）由于平面镜所成的像与物到镜面的距离相等，物距4.2cm，像距3.9cm，则玻璃板的厚度为 d=u-v=4.2cm-3.9cm=0.3cm 物体到Q反射面的距离 像A2到Q反射面的距离 像A1与像A2之间的距离 20．小明想了解光在不同介质中的传播情况，他查阅了相关资料，发现透明介质对光的传播有阻碍作用，对光的传播阻碍作用越大，光的传播速度越小，并且不同介质中光的传播速度如表所示。 介质 空气 水 玻璃 光在介质中 的速度（m/s） 约3.0×108 约2.25×108 约2.0×108 (1)请写出空气、水、玻璃对光的传播阻碍作用的大小关系，并说明理由：___________。 (2)小明将光从水斜射向空气的界面时，既看到了反射光，又看到了折射光。他继续增大入射角，当入射角大于某个角度后，折射光消失了，仅剩反射光。他又将光从玻璃斜射向空气的界面，又看到的上述相似的结果。最后小明将光从空气斜射向水或空气斜射向玻璃界面时，不断增大入射角至90°，折射光依然存在。 a. 结合表1中数据及上述现象，可知当出现折射光消失的现象时，入射光所在介质中光的传播速度_______折射光所在介质中光的传播速度。（选填“大于”“小于”或“等于”） b. 若对光的传播阻碍作用较大的介质叫做光密介质，对光的传播阻碍作用较小的介质叫做光疏介质。由上述信息，可推断光从______介质斜射向______介质界面时，不断增大入射角的过程中，折射光会消失。（选填“光疏”或“光密”） 【答案】(1)光的传播阻碍最大的是玻璃，其次是水，最小是空气 (2) 小于 光密 光疏 【详解】（1）由材料知：透明介质对光的传播有阻碍作用，对光的传播阻碍作用越大，光的传播速度越小；再由表中数据知，玻璃对光的传播阻碍作用最大，水次之，空气最小。理由是光在玻璃中的传播速度最小，说明玻璃对光的传播阻碍作用最大；光在空气中的传播速度最大，说明空气对光的传播阻碍作用最小；光在水中的传播速度介于空气和玻璃之间，因此水对光的传播阻碍作用也介于空气和玻璃之间。 （2）a．当光从水中斜射入空气，光从玻璃斜射入空气时，入射角增大到一定值时折射光线消失；当出现折射光消失的现象时，即发生了全反射现象，此时入射光所在介质中光的传播速度小于折射光所在介质中光的传播速度。 b．根据全反射现象的条件，可以推断光从光密介质斜射向光疏介质界面时，不断增大入射角的过程中，折射光会消失。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $