第三章 光和眼睛（透镜及其应用）（复习讲义）物理新教材沪粤版八年级上册

第三章 光和眼睛（透镜及其应用） 复习要点 1. 认识凸透镜和凹透镜，能说出焦点和焦距的含义，了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 2. 知道透镜在日常生活中的应用，知道照相机、投影仪、放大镜的成像特点，了解它们的成像原理。 3. 通过实验探究，能说出凸透镜成像的规律。能利用凸透镜成像的规律解释照相机、投影仪和放大镜的成像原理。 4. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。通过实验模拟近视眼和远视眼，了解近视眼和远视眼形成的原因，了解近视眼和远视眼矫正的方法。 5. 利用凸透镜成像的规律，了解显微镜和望远镜的物镜与目镜的成像情况。 复习重难点 重点：凸透镜和凹透镜对光的作用；透镜在日常生活中的应用；探究并了解凸透镜成像的规律；眼睛成像原理和调节作用。 难点：探究凸透镜成像的规律；凸透镜成像规律的动态分析；近视眼、远视眼的成因及矫正方法。 要点 透镜对光的作用 一、透镜 1．凸透镜和凹透镜 凸透镜 凹透镜 （1）凸透镜：中间______、边缘______的透镜； （2）凹透镜：中间______，边缘______的透镜； （3）薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面的______，这种透镜叫作薄透镜。 2．主光轴和光心 （1）主光轴：通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴。如图的点划线CC＇。 凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心 （2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向______，叫作透镜的光心O。 二、透镜对光的作用 凸透镜对光有______作用，又叫会聚透镜。凹透镜对光有______作用，又叫发散透镜。 三、焦点、焦距及三条特殊光线 1．凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凸透镜使跟主光轴平行的光会聚在______上的点，用F表示。 （2）焦距：焦点到凸透镜______的距离叫作焦距，用f表示。 （3）凸透镜有______个焦点，并且关于______对称。 （4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越小，对光的会聚作用越______（选填“强”或“弱”）。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的焦点和焦距 2．凹透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后______，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，该点叫凹透镜的______，它不是实际光线的会聚点。凹透镜有______个焦点，关于光心对称。 （2）焦距：焦点到凹透镜______的距离叫作焦距。凹透镜焦距的大小表示对光______能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越______（选填“强”或“弱”）。 3．透镜的三条特殊光线 （1）凸透镜的三条特殊光线 ①通过凸透镜______的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过______，如图乙； ③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于______，如图丙。 甲 乙 丙 （2）凹透镜的三条特殊光线： ①通过凹透镜______的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的____________通过焦点，如图乙； ③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于______射出，如图丙。 甲 乙 丙 1．凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 2．凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 3．会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主光轴，不一定会聚到一点；发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主光轴，不一定是发散的光束。 要点速测 1．如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（    ） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．经过凸透镜的光不一定是会聚的 D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 2．如图所示，一束光射向凹透镜，请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。 要点凸透镜成像规律 一、实验：探究凸透镜成像的规律 1．实验过程 （1）调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。中心高度相同的目的是为了使发光物体的像成在光屏的中央。 （2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距u和像距v，将数据和观察的结果填入下表（下面的实验也要同样记录）。 （3）把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。 （4）继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗？当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置？ 2．记录凸透镜的焦距f，把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。 数据和观察结果记录表（凸透镜的焦距f= 10 cm） 实验 次数 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 1 30 实像 缩小 倒立 15 2 20 实像 等大 倒立 20 3 15 实像 放大 倒立 30 4 10 不成像 5 6 虚像 放大 正立 —— 3．分析与论证 （1）焦点（u=f）是成虚像和实像的分界点，当物距大于焦距时，凸透镜成______像，当物距小于焦距时，凸透镜成______像。即一倍焦距内外分虚实。（均选填“实”或“虚”） （2）二倍焦距处是成放大和缩小像的分界点。当物距大于2倍焦距时，凸透镜成______的像，当物距小于2倍焦距时，凸透镜成______的像。没有缩小的虚像。（均选填“缩小”或“放大”） （3）凸透镜所成的实像都是异侧______，虚像都是同侧______。（均选填“正立”或“倒立”） （4）不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距______物距，成缩小的像时必定像距______物距。（均选填“大于”或“小于”） （5）成实像时，当物体从较远处向凸透镜靠近时（物距变小），像到凸透镜的距离（像距） 逐渐变______，像也逐渐变______。（均选填“大”或“小”） 当成虚像时，物体逐渐靠近透镜，像逐渐变______。（选填“大”或“小”） 二、凸透镜成像的规律 （1）当物距大于2倍焦距时，凸透镜成______、______的______实像； 当物距等于2倍焦距时，凸透镜成______、______的______像； 当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成______、______的______像； 当物距小于焦距时，凸透镜成______、______的______像。（以上均选填像的性质：“倒立”、“正立”、“放大”、“缩小”、“实”或“虚”） （2）记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。 （3）表格总结： 物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 u＝f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 三、利用凸透镜三条特殊光线分析凸透镜成像规律 利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当物距u>2f 时，成倒立、缩小的实像，此时像距f<v<2f；光路如图甲所示。 甲 乙 （2）当物距u=2f 时，成倒立、等大的实像，此时像距v=2f；光路如图乙所示。 （3）当物距f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时像距v>2f；光路如图丙所示。 丙 丁 （4）当物距u=f时，折射光为一束平行光，不能相交，反向延长线也不能相交，所以不能成像；光路如图丁所示。 （5）当物距u<f时，成正立、放大的虚像，此时像距v>u；光路如图所示。 探究凸透镜成像的规律 1．在做实验时，无论怎样移动光屏，都无法在光屏上观察到烛焰的像，可能原因有： ①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上； ②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内； ③蜡烛的位置在透镜的焦点上。 2．用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，也是完整的，但亮度会变暗些。 3．蜡烛长度变短时，像在光屏上将会向上移动。调节方法： ①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节。 4．实像都是倒立的，能呈现在光屏上；虚像都是正立的，不能呈现在光屏上。凸透镜成实像和虚像时，像的大小变化规律不同，注意区分。 要点速测 3．某同学进行了如下实验： （1）将两个凸透镜分别固定在光具座上，并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜，调节光屏的位置，直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑，如图所示。由此可知凸透镜_______（选填“M”或“N”）对光的会聚作用更强。 （2）该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时，像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜_______（选填“M和N”或“M或N”），将发光体放在距凸透镜_______（选填“相同”或“不同”）距离处，用光屏接收像，若_______，则说明像的高度与焦距有关。 4．雨过初晴，小丽发现透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”；而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象，她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。 （1）小丽将F形光源（如图甲）、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接下来她应将三者的中心调整到______。 （2）调整好后，小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验，收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后，得到初步结论：随着物距不断减小，物体所成实像逐渐______（选填“变大”或“变小”），且像都是______（选填“正立”或“倒立”）的。 表1 序号 物高h/cm 物距x/cm 像高h/cm 像的正倒 像的虚实 1 4.0 30.0 2.0 倒立 实像 2 26.0 2.5 倒立 实像 3 4.0 23.0 3.0 倒立 实像 4 15.0 8.0 倒立 实像 5 13.0 13.5 倒立 实像 6 7.0 找不到像 （3）实验过程中，小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景，她采用下图______的方式可以观察到正立放大的“F”。 （4）组间交流时，小丽发现小红的实验记录（如表2所示）中有与物体等大的像，而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像，她应调整物距在______cm和______cm之间反复多次实验。 表2 序号 物高/cm 物距/cm 像高/cm 像的正倒 像的虚实 1 4.0 25.0 1.0 倒立 实像 2 18.0 1.3 倒立 实像 3 15.0 2.0 倒立 实像 4 10.0 4.0 倒立 实像 5 8.0 6.5 倒立 实像 6 4.0 找不到像 （5）小丽进一步对比后发现，凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是______。咨询老师后得知，两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为，凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值，她总结出凸透镜成像规律。 要点生活中的透镜 一、照相机 1．照相机的主要结构及作用 （1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个______，起到成像作用。 （2）快门：是控制感光元件（如胶片或图像传感器）曝光时间的装置，相当于相机的“眼睛开关”，通过开合来决定光线进入的时间长短。 （3）光圈：通过调节大小来控制进入相机的光线多少。 （4）调焦环：调焦环的作用是调整镜头与成像介质（如胶片或传感器）之间的距离，使不同距离的被摄物体在成像介质上形成清晰的像‌。 （5）胶片：是摄影的载体，相当于涂有感光材料的光屏。 照相机结构示意图 照相机原理示意图 2．照相机的成像原理：照相机的镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在胶片上得到______、______的______像（填像的性质）。 3．照相机的成像特点 （1）照相机成缩小、倒立的实像。 （2）像距______物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______侧（选填“同”或“异”）。 （4）物距、像距及像的大小变化规律：物体离镜头越近，像越______，像距也变______；反之，物体离镜头越远，像越______，像距也变______。（均选填“小”或“大”）。 4．照相机的调节 为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶片的距离。拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片______（选填“远”或“近”）一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变______（选填“大”或“小”）一些。 5．摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。 二、投影仪 1．投影仪的主要构造及各部分的作用 由镜头、光源（灯泡）、聚光镜（凸透镜）、平面镜等组成（如下图所示）。 （1）镜头：是一个______，起成像作用。 （2）光源：是用来照亮投影片的。 （3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，增加投影片的亮度。 （4）屏幕：相当于______，承接像。 （5）平面镜：改变光的传播______。 2．投影仪的成像原理：投影仪（幻灯机）上的镜头相当于一个凸透镜，能成______、______的______（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）。 3．投影仪成像的特点 （1）投影仪成______、______的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。 （2）物距______像距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______侧（选填“同”或“异”）。 4．投影仪的调节 （1）要使屏幕上的图像大些，胶片______镜头，同时投影仪______屏幕；要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪______屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。 （2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片______（选填“倒放”或“正放”）。 三、放大镜 1．放大镜的成像原理：是利用了凸透镜能成放大的______（虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。 放大镜成像示意图 2．放大镜的成像特点 （1）放大镜成______、______的______像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“虚/实”）。 （2）像距______物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______（选填“同侧”或“异侧”）。 3．放大镜的调节：使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当______些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距离适当______些（选填“增大”或“减小”）。 照相机、投影仪、放大镜 1．三者核心都是凸透镜成像，要先记清物距分界点：照相机对应u>2f，成倒立缩小实像；投影仪对应f<u<2f，成倒立放大实像；放大镜对应u<f，成正立放大虚像，别把物距范围记混。 2．实像都能呈现在光屏上，虚像只能用眼睛观察，调整时牢记“物近像远像变大”的实像规律，放大镜要让像更大得适当远离物体，别贴太近。 3．做题时别被“正立/倒立”的生活直觉误导，照相机、投影仪的像都是倒立的，日常说的照片正立是后期调整的结果。 要点速测 5．机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息，如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，是通过镜头使物体在图像传感器成像面上（相当于人眼的视网膜）成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．物体在成像面上成放大的虚像 B．机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用 C．机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同 D．机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体 6．透镜在生活中的应用十分广泛，下列调节方法正确的是（　　） A．使用照相机时，先拍全身照，再拍半身照，将照相机远离人 B．使用投影仪时，显示的画面太大，只需将投影仪向前移动 C．使用放大镜时，为了看到更大的像，适当增大放大镜与物体的距离 D．人脸识别解锁时，人脸离锁越近，拍得的像越小，更容易解锁成功 要点 眼睛与光学仪器 一、眼睛 1. 眼球的主要结构及各部分作用 眼球主要由玻璃体、______、______、瞳孔、______、视神经等组成。眼球好像一架照相机： （1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个______镜； （2）视网膜相当于照相机的______； （3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）； （4）瞳孔相当于照相机的光圈。 眼球的主要结构 眼睛的视物原理 2. 眼睛的视物原理 人的眼球好像一架______，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个______、______的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。 3. 眼睛的调节 （1）正常眼睛的调节：眼睛通过睫状体改变______的形状，从而改变晶状体的折光能力。 当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较______（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变小，远处物体射来的光（近似平行光）刚好会聚在视网膜上，人们就可以看清远处的物体。 当人们看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变______（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变大，近处物体射来的光（非平行光）照样能会聚在视网膜上，人们就可以看清近处的物体。 （2）远点、近点和明视距离 ①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫作远点。正常眼睛的远点在______处。 ②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫作近点。正常眼睛的近点在大约______处。 ③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，该距离叫作明视距离。 二、近视眼及其矫正 1. 近视眼：如果长期不注意用眼卫生，睫状体疲劳过度，调节能力降低，会造成晶状体变厚，焦距变小，折光能力增强。这时像只能成在视网膜______方（选填“前”或“后”），而在视网膜上形成的是模糊不清的光斑，这样就形成了近视眼。 2. 近视眼的矫正：近视眼可以用凹透镜矫正，因为凹透镜能使光______。经矫正后，光会聚在视网膜上，就能得到清晰的像（见图乙）。 三、远视眼及其矫正 1. 远视眼：如果晶状体变薄，焦距变大，折光能力减弱，且睫状体不能自行调节，像成在视网膜______方（选填“前”或“后”），在视网膜上形成的也是模糊不清的光斑，这样就形成了远视眼。 2. 远视眼的矫正：远视眼可以用凸透镜矫正，因为凸透镜能使光______。经矫正后，光会聚在视网膜上，得到清晰的像。 四、眼镜的度数 1. 透镜焦度：透镜焦距 f 的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大，通常把透镜__________________叫做透镜焦度，用Φ表示。透镜焦度： 2. 眼镜度数 （1）眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘______的值。眼镜度数： （2）远视镜片的度数用______数表示，近视镜片的度数用______数表示。 正常眼睛看远近物体时，晶状体能自动调节厚薄，让像精准落在视网膜上。近视是晶状体过厚、折光能力过强，远处物体成像在视网膜前，需戴凹透镜发散光线矫正；远视则是晶状体过薄、折光能力偏弱，近处物体成像在视网膜后，要靠凸透镜会聚光线前移像点。 一、望远镜和显微镜 1.开普勒望远镜 望远镜示意图 望远镜成像光路图（开普勒望远镜） （1）望远镜的构造：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，叫作______镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫作______镜。 （2）望远镜的原理 ①物镜：相当于______的镜头，远处的物体AB通过物镜在焦点附近成______、______的实像A′B′，这个像处于目镜的____________以内。 ②目镜：相当于______镜，把物镜所成的像A′B′再放大一次，成______、______的虚像A"B"。两次成像，先______，后______。 2．视角 （1）视角的概念：从眼睛的中心向____________所引的两条直线的夹角。 （2）影响视角的因素 ①视角与____________有关。物体到眼睛的距离一定时，大物体的视角大，小物体的视角小。 ②视角与离物体______近有关。物体大小一定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。 （3）望远镜对视角的放大 望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得______。望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮，这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以便观测到更暗的星。 3．显微镜：物镜成______、______的实像，目镜成______、放大的______，两次放大。 要点速测 7．如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 （1）甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到______作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较______（“亮”、“暗”）时使用； （2）乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中是物镜，是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像，相当于的______镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；目镜的作用主要是将物镜所成的像放大，以______（选填“增大”或“减小”）视角。 8．小周同学为研究初中生近视原因及矫正问题，开展了以下调查研究。 （1）如图甲所示，眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。小周选用两个直径相同但厚度不同的凸透镜，平行光经过它们之后的光线如图乙所示，则凸透镜____________（选填“A”或“B”）使光偏折更显著。 （2）选择透镜A进行实验。实验前，应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上，这是为了___________。进行实验，如图丙所示，烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像，这是____________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的工作原理。若蜡烛位置不变，将透镜A换成透镜B，若要在光屏上继续看到烛焰清晰的像，则应向____________。（选填“左”或“右”）移动光屏。 （3）根据凸透镜对光线的作用，补充图丁光路。 （4）近视眼看不清远处的物体，形成近视眼的原因之一是晶状体太厚，折光能力太强，若在眼睛前放一个合适的___________透镜就可以将远处物体的像成在视网膜上。 （5）为了防止患上近视眼，你的建议是__________（写出一条即可）。 难点 透镜对光的作用辨析与特殊光线作图 核心难点：混淆凸透镜与凹透镜的光学作用，误将 “会聚 / 发散” 理解为光线最终会聚成点或完全散开；凹透镜虚焦点的应用出错，特殊光线作图不规范。 方法透析： 1．会聚与发散的本质判断 会聚和发散是相对于入射光线的传播方向而言，而非光线最终的形态： 会聚作用：折射光线相对于入射光线，向主光轴方向偏折（更靠近主光轴），不一定会聚到一点。 发散作用：折射光线相对于入射光线，向远离主光轴的方向偏折，不一定是完全散开的光束。 判断技巧：延长入射光线的传播方向，对比折射光线，若在入射光线内侧是会聚，在外侧是发散。 2．特殊光线作图规范 凸透镜三条特殊光线： ① 平行于主光轴入射 → 折射光线通过另一侧焦点； ② 通过光心入射 → 传播方向保持不变； ③ 从焦点发出（或过焦点）入射 → 折射光线平行于主光轴。 凹透镜三条特殊光线： ① 平行于主光轴入射 → 折射光线的反向延长线通过同侧虚焦点； ② 通过光心入射 → 传播方向保持不变； ③ 指向另一侧虚焦点入射 → 折射光线平行于主光轴。 易错提醒：凹透镜的焦点是虚焦点，作图时反向延长线必须用虚线；所有光线用实线并标注箭头表示传播方向。 ▌例1 西晋《博物志》中云：“削冰令圆，举以向日，以艾于后承其影，则得火。”这是我国古代劳动人民把冰制成透镜，利用它对太阳光的______作用来取火。现在人们还利用这种透镜来矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）。 ▌例2 请将所示光路补充完整。 难点凸透镜成像规律的动态分析 核心难点：物距变化时像的大小、位置变化规律混淆，实像与虚像的变化规律记反；无法分析透镜遮挡、焦距改变等动态场景。 方法透析： 1．分界点记忆口诀 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 成实像（倒立）； 成虚像（正立）； 成缩小像； 成放大像； 成等大像。 2．动态变化规律 成实像时（）：物近像远像变大，物远像近像变小 物体靠近透镜（物距减小）→ 像远离透镜（像距增大），像变大； 物体远离透镜（物距增大）→ 像靠近透镜（像距减小），像变小。 成虚像时（）：物近像近像变小，物远像远像变大 物体靠近透镜（物距减小）→ 像靠近透镜（像距减小），像变小； 物体远离透镜（物距增大）→ 像远离透镜（像距增大），像变大。 3．特殊场景分析 透镜遮挡：遮住凸透镜的一部分，仍能成完整的像，但像的亮度变暗。原理：物体上每个点发出的光仍有部分通过未遮挡区域成像，只是通光总量减少。 焦距变化：透镜变厚（折光能力变强）→ 焦距变小，相同物距下像距变小、像变小；透镜变薄则相反。 ▌例1 探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．第一次的像是缩小的 B．第二次的像比第一次大 C．蜡烛和光屏间的距离是 D．凸透镜的焦距是 ▌例2 用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，点燃的蜡烛、凸透镜（保持不动）、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列说法中（　　） ①图中成像规律与照相机成像原理相同 ②把蜡烛适当右移，光屏适当左移，会再次在光屏上成清晰的像 ③把蜡烛移至35.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成正立、放大的像 A．只有①②正确 B．只有①③正确 C．只有②④正确 D．只有①③④正确 难点凸透镜成像实验的探究与误差分析 核心难点：实验操作要点不清晰，无法分析 “光屏上找不到清晰像” 的原因；对实验误差来源判断不准确，不会提出改进方案。 方法透析： 1．实验操作核心要点 三心同高：调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 环境要求：实验在较暗的环境中进行，烛焰的像对比度更高、更清晰。 摆放顺序：蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，凸透镜位于中间。 2．光屏上找不到清晰像的常见原因 ① 物距小于焦距（）：成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上； ② 三心不同高：像成在光屏的上方或下方，超出光屏承接范围； ③ 光具座长度不足：像距过大，光屏无法移动到像的位置； ④ 物体恰好在焦点上（）：不成像，光线经透镜后平行射出。 3．误差来源与改进方案 清晰度判断误差：需反复移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑才是清晰的像； 距离测量误差：读数以透镜光心为基准，注意刻度尺的分度值与估读； 蜡烛燃烧误差：蜡烛燃烧变短，烛焰下移，光屏上的像会向上移动，可通过下调凸透镜或上调光屏修正。 ▌例1 物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。 （1）同学们选取了一个凸透镜进行实验，平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示，则该凸透镜焦距f3＝___________cm； （2）得出凸透镜成像规律后，继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系，收集的数据如表所示： 实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm 1 15.0 7.5 6.0 C 2 20.0 20.0 6.0 6.0 3 25.0 37.5 6.0 9.0 ①实验后发现忘记收集表中C处的数据，他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′，可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为：___________（用字母表示），则表中C处数据应为___________cm； ②利用表格中的数据，能否得出当凸透镜成实像时，像的大小和焦距之间的关系呢？若能，请写出分析过程及结论；若不能，说明理由___________。 ▌例2 小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。 （1）如图甲所示，小滨让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距f=________cm； （2）小滨在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是让烛焰的像成在_________； （3）如图乙所示，小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。此时，若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，要在光屏上成清晰的像，光屏应向________（选“左”、“右” ）移动； （4）小滨在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现________。 A．飞虫的像　　B．飞虫的影子　　C．仍是烛焰的像 难点视力矫正与光学仪器的成像原理辨析 核心难点：近视眼、远视眼的成因与矫正透镜记混；显微镜、望远镜、照相机的成像性质混淆，目镜与物镜的作用区分不清。 方法透析： 1．视力矫正模型 成因口诀：近前远后 近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方 → 戴凹透镜矫正（对光有发散作用，使像后移到视网膜上）。 远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜后方 → 戴凸透镜矫正（对光有会聚作用，使像前移到视网膜上）。 眼镜度数公式：；凸透镜度数为正，凹透镜度数为负。 2．常见光学仪器成像对比 光学仪器 物距与焦距关系 成像性质 核心原理 照相机 倒立、缩小、实像 物远像近像变小 投影仪 倒立、放大、实像 物近像远像变大 放大镜 正立、放大、虚像 物远像远像变大 显微镜 物镜：；目镜： 两次放大，最终倒立、放大的虚像 物镜成实像，目镜当放大镜 望远镜 物镜：；目镜： 倒立缩小实像 + 正立放大虚像 物镜拉近物体，目镜放大细节 3．易错区分 显微镜和望远镜的目镜都起放大镜作用，成正立、放大的虚像；二者物镜成像性质不同：显微镜物镜成放大实像，望远镜物镜成缩小实像。 ▌例1 生物课上，小石用显微镜观察番茄果肉细胞时，只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想，用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是（　　） A．丙图此时的成像情况，刚好可以模拟显微镜物镜成倒立放大的虚像 B．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可使水透镜变薄或将蜡烛靠近透镜 C．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可向水透镜内注入水或将蜡烛远离透镜 D．若用手挡住一部分水透镜，光屏上可以呈现不完整的像，像会变得更明亮 ▌例2 2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”。图甲为眼睛的结构示意图，图乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置。 （1）图甲中的视网膜相当于图乙中的______。在图乙的光屏上已成蜡烛的清晰像（像未画出），其情况是倒立、______（选填“缩小”“等大”或“放大”）、实像。 （2）图乙中，把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），光屏上的像变模糊了，缓慢______（选填“注入”或“吸出”）适量水来改变水凸透镜厚度，像又变清晰了。当眼睛长时间处于这种状态，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较______（选填“薄”或“厚”）状态。 （3）据此，请你为预防近视提一条科学合理的建议：______。 考点 透镜的识别与光学作用 ▌例1 （24-25八年级上·湖北武汉·阶段检测）下列关于凸透镜和凹透镜的说法正确个数是（    ） ①凸透镜对光线有会聚作用，通过凸透镜的光线一定会聚到一点； ②放在凹透镜焦点上的点光源，它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴； ③不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变； ④平行光通过凸透镜会会聚于焦点； ⑤通过凹透镜的光可能相交于一点； ⑥凸透镜焦距越小，对光的偏折能力越强，凹透镜焦距越小，对光的偏折能力越弱。 A．1 B．2 C．3 D．4 解题要点 透镜类题目核心判断技巧： ① 透镜类型：中间厚边缘薄是凸透镜，中间薄边缘厚是凹透镜； ② 作用本质：会聚 / 发散是相对于入射光线的偏折方向，不是最终是否聚成一点； ③ 焦点性质：凸透镜是实焦点，凹透镜是虚焦点； ④ 折光能力：透镜凸度越大，焦距越短，折光能力越强。 ▌迁移练1-1（23-24八年级上·湖南长沙·阶段检测）关于凸透镜对光线的作用，以下说法中正确的是（　　） A．平行射凸透镜的一束光，经折射一定交于凸透镜的焦点 B．经过凸透镜会聚的光线一定交于一点 C．凸透镜只能使平行于主光轴的光线发生会聚作用 D．过凸透镜光心的光线，传播方向一定不改变 ▌迁移练1-2（25-26八年级上·山西长治·阶段检测）据新闻报道，为了防止引发森林火灾，请不要在森林中随意丢弃瓶装水。瓶装水会引发森林火灾的原因是（　　） A．瓶装水相当于凸透镜，对光有会聚作用 B．瓶装水相当于凸透镜，对光有发散作用 C．瓶装水相当于凹透镜，对光有会聚作用 D．瓶装水相当于凹透镜，对光有发散作用 考点凸透镜成像规律及动态分析 ▌例2（22-23八年级上·江苏扬州·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10cm。 （1）为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 _____上。如图甲所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 _____调（选填“左”、“右”“上”或“下”），此成像原理与 _____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同； （2）若将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，所成的像将逐渐 _____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。利用这个规律可知：我们在照毕业合影时，如果最边缘的两个同学未进入取景框，则此时摄像师应 _____（选填“靠近”或“远离”）我们； （3）小红同学做“观察凸透镜成像”的实验时，进行了两次实验，如乙图所示，在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”；在实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距 _____（选填“大于”“小于”或“等于”）实验2中使用的凸透镜的焦距； （4）如图乙，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙实验1中蜡烛和透镜位置： ①若仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，再次实验，光屏上所成的像与原来相比 _____（选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了； ②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将屏 _____（选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像相比 _____（选填“变大”或“变小”）； （5）为研究视力矫正问题，小红用凸透镜和光屏模拟眼睛，将远视眼镜放在烛焰和凸透镜之间，移动光屏的位置，直至光屏上出现烛焰清晰的像，取走眼镜，屏上的像变模糊了。此时要使屏上的像变清晰，应向 _____（选填“凸透镜”、“远离凸透镜”或“竖直向下”）方向移动光屏； （6）取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，在蜡烛一侧透过玻璃板观察，也能看到一个像，此时成的像与（5）中所成的像在“正倒”、“大小”“虚实”三个方面 _____； A．有一个方面相同，两个方面不同 B．三个方面都不同 C．三个方面都相同 D．有两个方面相同，一个方面不同 （7）将点燃的蜡烛移到如图丙所示的A位置，人眼观察到放大的像，现将光屏放在图中虚线的位置，人眼观察到烛焰的像 _____。 A．能成在光屏上 B．大小不变 C．会消失 D．亮度变暗 解题要点 凸透镜成像问题解题四步走： ① 定焦距：明确题目给出的焦距f，算出2f； ② 找物距：确定物体到透镜的距离u，对比u与f、2f的大小关系； ③ 判性质：对照成像规律，判断像的正倒、大小、虚实； ④ 析动态：成实像时 “物近像远像变大，物远像近像变小”；成虚像时规律相反。 ▌迁移练2-1（25-26八年级上·江苏无锡·期末）小林同学利用如图所示装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。 （1）当点燃的蜡烛、透镜、光屏在如上图所示的位置时，光屏上刚好得到了烛焰清晰的像，生活中___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了该原理，该透镜的焦距可能是___________（填“5 cm”、“10 cm”或“15 cm”）。 （2）小林随后利用自己的眼镜片、回形针、水滴、木棒、玻璃杯等物品开展“自制显微镜”项目化学习活动，设计的“水滴显微镜”如图所示。小水滴相当于显微镜的物镜，小水滴实质是一个焦距很短的平凸透镜。其中“目镜”是小林的眼镜镜片。水滴显微镜中结构A处可以选择的材料是___________ A．玻璃片 B．木片 C．铁片 D．塑料片 （3）利用该显微镜观察标本时，先调节标本与水滴间的距离，使标本位于水滴的一倍焦距至两倍焦距之间成___________（选填“放大”或“缩小”）的实像；然后再调节目镜与水滴之间的距离，使像在凸透镜的一倍焦距以内，再成放大的___________（选填“实”或“虚”）像。最终看到的标本的像相对于原来的标本是___________（选填“正立”或“倒立’）的。小林的眼睛患有___________眼。 ▌迁移练2-2（24-25八年级上·江苏扬州·期中）某实验小组用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）实验时，首先在光具座上放置实验器材，若图甲中光具座A处放置蜡烛，则C处应放置________（凸透镜/光屏）； （2）实验前，老师让同学们将实验室窗帘拉上后进行实验，据此小组同学讨论后认为实验应在光线较________的环境中进行更便于观察； （3）器材位置正确放置后，点燃蜡烛，为了使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰和光屏的中心大致在凸透镜的________； （4）器材调整完毕后，用如下方法测量凸透镜的焦距：将一束平行于主光轴的光射向凸透镜，调整光屏，直到在光屏上形成一个________的光斑，用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离即为焦距，如图乙所示，该透镜的焦距为________cm； （5）当各元件位置如图丙所示时，光屏上成清晰的像： ①此时可在光屏上得到一个清晰倒立、________（放大/缩小）的实像； ②若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上________（能/不能）看到清晰的像，依据的原理是_________； （6）小明将蜡烛移至30cm处时，要想得到清晰的像，光屏应移至________cm处，此时成倒立、________的实像； （7）将蜡烛移至34cm处时，移动光屏，直到找到最清晰的像： ①此时光屏离凸透镜的距离可能是________ A．8cm　　B．18cm　　C．28cm ②蜡烛通过凸透镜形成的像可能是图丁中的________； （8）由于实验时间较长，蜡烛会变短，烛焰的像在光屏上的位置会向________方移动，为了能让像回到光屏中央，可将凸透镜向________调节；（以上两空均选填“上”或“下”） （9）光屏上成清晰的像后，用不透光的纸板遮住凸透镜的上半部分，则在光屏上观察到的像是________； A．烛焰的上半部分，亮度变暗 B．烛焰的下半部分，亮度变暗 C．完整的烛焰，亮度变暗 D．完整的烛焰，亮度不变 （10）小丽发现实验中当物距u等于焦距f时，发现在光屏侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像。你觉得下列解释合理的是________。 A．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距 B．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距 C．这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像 考点视力矫正与光学仪器原理 ▌例3 （2025·江西九江·二模）在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，某小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。 （1）将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在________，此时________相当于视网膜。 （2）将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，则该像是倒立、________的实像，记下此时光屏所在的位置。 （3）用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变________，此时光屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼看物体时，物体所成的像落在视网膜的________（填“前方”或“后方”）。 （4）将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴________透镜制成的眼镜。 （5）眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施：_________。 （6）用注射器从水透镜里抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正…… 解题要点 视力与光学仪器类题目速记口诀： ① 视力矫正：近前凹，远后凸。即近视像成在视网膜前，用凹透镜；远视像成在视网膜后，用凸透镜。 ② 仪器成像：相机缩、投影放、放大镜正立虚；显微望远两镜组，物镜实像目镜虚。 ▌迁移练3-1（25-26八年级上·安徽六安·阶段检测）如图所示，显微镜和普通的折射式天文望远镜都是由两块焦距不同的透镜组成的，一块是物镜，另一块是目镜，下列关于它们的一些说法错误的是（    ） A．显微镜的物镜成倒立，放大的实像，望远镜的物镜成倒立，缩小的实像 B．显微镜的目镜成正立，放大的虚像，望远镜的目镜成正立，放大的虚像 C．显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘目镜的放大倍数 D．通过显微镜和望远镜所观察到的像与物体相比都是放大的 ▌迁移练3-2（25-26八年级上·全国·课后作业）阅读文字材料，完成后面的问题： 透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领越大．通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度，用Φ表示，即Φ=。 如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是：Φ==2m-1。 平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值．例如，400度远视镜片的透镜角度是4m-1，它的焦距是0.25m。 注意：凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。 （1）如图所示是小明的眼睛看物体时的成像情况，则他的眼病及需要用来矫正 的透镜分别是( ) A．近视凸透镜    B．近视凹透镜 C．远视凸透镜    D．远视凹透镜 （2）若他所戴眼镜镜片的焦距为0.2m，则该镜片的焦度为______m-1，度数为_________度。 基础达标 1．在森林中游玩时，饮料瓶不能随意丢弃，若饮料瓶有水，经太阳照射可能引发火灾。下列光路图能解释火灾成因的是（　　）   A． B． C． D． 2．如图，蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．5cm B．20cm C．30cm D．40cm 3．如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 4．甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是（    ） A．丙图是近视眼，应该配戴凹透镜 B．丙图是远视眼，应该配戴凸透镜 C．丁图是近视眼，应该配戴凸透镜 D．丁图是远视眼，应该配戴凹透镜 5．2025年1月20日，在第九届亚冬会火种采集仪式上，现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象，让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上，如图乙。______（填“上”或“下”）方眼镜的透镜类型与冰透镜相同，为______透镜。 6．小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为___________cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜___________书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是___________。 7．如题图所示探究凸透镜成像规律，记录并绘制物距u与像距v之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是___________cm，当u=15cm时，光屏上成倒立___________的实像，___________就是根据这一原理制成的。 8．眼睛是人类心灵的窗户，眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜。如图是科技兴趣小组的同学利用注射器和水膜模拟眼睛看物体的情境。光屏相当于视网膜，这时光屏上呈现倒立缩小的________（选填“实像”或“虚像”）。为了模拟正常人眼看近处物体，注射器应________（选填“推入”或“抽出”）水。 9．兴趣小组在探究凸透镜成像规律； （1）如图所示，在光具座上调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ___________ 上，此时光屏上呈现清晰的像（像未画出），由此可知该凸透镜焦距为 ___________ cm； （2）实验中从左侧观察凸透镜，也看到了“烛焰”，“烛焰”可能是光只在透镜左侧表面发生 ___________ 形成的； （3）将蜡烛向右移动6cm，光屏向 ________ 移动10cm，光屏上恰好出现了烛焰清晰的倒立、___________ 的像； （4）实验时发现像不完整，他分析可能是手指遮挡了部分透镜所致。然后他将一张足够大的遮光板紧贴着凸透镜自上而下插入到透镜前，直至挡住其上半部分，在该过程中，光屏所成像大小 ________ （选填“变大”、“变小”或“不变”），亮度 ___________ （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 10．在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。具体操作如下： ①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在______； ②将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，记下此时光屏所在的位置； ③用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变______，此时屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的______； ④将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴______透镜； ⑤从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。 ⑥眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。____ 11．如图，根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出一个透镜。 12．根据透镜对光的作用，完成下列光路图。 能力进阶 13．截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。关于这个玻璃体，同学们经过讨论，提出了以下观点，其中正确的是（ ） ①可以看做两块凹透镜； ②可以看做一块凸透镜； ③对图示光束具有发散作用； ④对图示光束具有会聚作用。 A．只有①③ B．只有①②③ C．只有②④ D．只有①④ 14．蜡烛S、某光学元件K和光屏P按如图示位置放置在光具座上，它们的中心在同一水平直线。此时光屏上可观察到烛焰清晰的像，则下列说法中正确的是（　　） A．若K是小孔并将光屏向右移动少许，光屏上的像将变小 B．仅需水平移动S、K或P中的一个，即可判断K是小孔还是凸透镜 C．若K是凸透镜，则它的焦距满足 D．若K是凸透镜并移至35.0刻度线处，光屏上将得到清晰的缩小像 15．工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 （1）凸透镜起到______的作用； （2）凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的______焦距范围之内； （3）通过凸透镜看到的是仪表______（填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的______侧。 16．（哪吒之魔童闹海）自上映以来，打破众多影史纪录，成为我国电影的一张新名片。观影时，电影银幕______（选填“是”或“不是”）光源，观众在不同位置都能看到银幕上的影像，是因为光在银幕上发生了______（选填“镜面”或“漫”）反射；放映机成的是倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。 17．小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像； 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5    （1）光屏上的像是实像还是虚像？___________； （2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向___________调节可以使烛焰的像移到光屏中央； （3）小明选的凸透镜焦距为___________cm； （4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是___________（选填字母）；    （5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号为___________两个凸透镜进行实验验证。 18．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲，若将蜡烛向左移动少许，光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像，可采用下列方法： ①若移动光屏，则应将光屏向左移动； ②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的______（选填“近视镜”或“远视镜”）； （2）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则此凸透镜焦距为______； （3）小明在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为______； （4）他还想利用发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图戊中的4个字母适合做光源的有______个； （5）若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。设蜡烛与凸透镜第一次成清晰像所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距f______L（选填“＞”、“＜”或“＝”），凸透镜移动过程中，设第二次成清晰像的位置为B，则前后两次成清晰的像所在位置A、B之间的距离______（用L0、L表示）； 19．在自制简易照相机跨学科实践活动中，小明和小华合作完成了下列任务。 任务一：认识照相机 （1）如图甲所示为照相机的结构图，把镜头盒内多块透镜的组合视作凸透镜，把胶片盒内的感光芯片视作光屏。利用如图乙所示的光具座可以模拟照相机的成像情况，点燃蜡烛，调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的________上，接着调节蜡烛、凸透镜和光屏在如图位置时，光屏上恰好呈现清晰的烛焰像（图中未画出），该像是倒立、________的实像； （2）实验过程中，小华将自己的眼镜放在图乙中凸透镜左侧附近，结果光屏上的像由清晰变模糊了，她将光屏向右移动适当距离后再次呈现了清晰的像，由此可知小华是________（选填“远”或“近”）视眼，配戴的眼镜是________（选填“凸”或“凹”）透镜； 任务二：设计和制作照相机 老师提供的器材有：正方体纸盒组合A（一大一小，边长分别为20cm、12cm）、正方体纸盒组合B（一大一小，边长分别为10cm、6cm）、凸透镜A（焦距为5cm）、凸透镜B（焦距为10cm）、半透明薄膜、美工刀、胶带等。 （3）设计可拍清晰的远景和近景的照相机。将凸透镜作为照相机的镜头，半透明薄膜作为照相机的胶片，大小纸盒作为镜头盒和胶片盒。通过镜头盒的前伸后缩，拍清晰的远景和近景的像，小明和小华分别设计出如图丙、丁所示的结构图，两人交流讨论后认为图________成的像会更清晰、效果更好； （4）选择合适的器材制作简易照相机。为使照相机能拍清晰远景和近景，小明选择了焦距为10cm的凸透镜，他思考后再选择了正方体纸盒组合________（选填“A”或“B”），按效果好的结构图组装好。小华选择了另一套凸透镜和正方体纸盒组合，也顺利完成了制作。在交流与评价环节，小明和小华分别用制作好的两款简易照相机观察物体，发现________（选填“小明”或“小华”）制作的照相机，观察完同一远景后，再观察同一近景，胶片盒移动的距离较短。 20．按要求完成下列作图。 （1）图中，为人眼看见水中点光源的虚像，请画出点发出的一条光线经水面到人眼的光路图。 （2）图中A、B两点分别为空中小鸟和水中鱼的实际位置，人眼从C点恰好看到它们在水中的像重合，请画出小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鱼的光路图。（保留作图痕迹） （3）如图所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上、请在图中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。 （4）如图所示，是物体，是经过凸透镜所成的像，是主光轴，请在图中画出凸透镜位置并标出透镜右焦点。 小王到眼镜店进行视力检查及配镜 21．如图1所示为眼镜店的平面图，墙上贴有视力表。按规定，视力检测的标准距离为5米，超过了这家眼镜店室内的左右距离。店主为了解决这个问题，店主在距视力表3米的位置竖直放置一块平面镜，如图2所示，为了满足测量要求，店主应将座位放置在离平面镜___________米处。 22．视力表上如图所示的字母在平面镜中的像正确的是（　　） A． B． C． D． 23．身高为1.72米的小王做完视力检查后站起，并走到距平面镜1m处，则他在平面镜中所成的像到小王的距离为___________米。 24．小王佩戴眼镜后深知爱眼护眼的重要性，于是和小组同学开展了“保护视力，远离近视”的项目学习活动。下面是小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成以下内容。 （1）眼睛的视物原理： ①小组同学查询到人的眼球结构如图所示。为了探究的视物原理，小组同学组装如图乙的实验装置，其中用点燃的蜡烛代替物体，水透镜模拟眼睛中的___________，光屏模拟眼睛中的___________。现将水透镜放在光具座上，点燃蜡烛，调节器材高度，使光源的中心、透镜的中心和光屏的中心在___________。 ②调节器材的位置至图乙的位置，此时向右移动光屏至“71cm”刻度处，光屏上出现清晰的像，该像是( ) A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像 C．倒立、等大的实像 D．正立、放大的虚像 ③根据此时的实验情况，可以推测目前水透镜的焦距可能为( ) A．10cm    B．  C．21cm    D．30cm ④小组同学保持水透镜焦距不变，将光源靠近透镜方向移动模拟观察近处的物体，为了在光屏上再次得到清晰的像，光屏应___________（选填“远离”或“靠近”）水透镜方向移动。然而根据资料，眼睛主要依靠睫状肌调节晶状体的厚度使像成在视网膜上，于是小组同学保持水透镜、发光物位置不变，通过注射器使水透镜的焦距___________（选填“变大”或“变小”），使光屏上重新成清晰的像。 （2）近视眼的形成原因 在上述实验基础上，小王模拟近视眼视物情况，此时应___________水透镜中的水（选填“增大”或“减少”），从而导致折光能力过强，使像成在视网膜的___________（选填“前方”或“后方”）。 （3）如何矫正近视眼 用如图丙的水透镜放在光具座上的合适位置，代替眼镜模拟近视眼矫正视力，请在丁图中画出光线经过两种透镜后的光路图___________，根据两种透镜对光的作用，小组应选择图丙中的___________透镜（选填“A”或“B”）放于原来的水透镜前，这是因为该透镜对光有___________作用。 25．小普同学用图1所示的实验装置模拟图2中的照相机来研究使用照相机成像的情况．图1实验装置中使用的是一只水凸透镜，利用注射器注水的方法可以连续改变水凸透镜的厚度D，从而改变凸透镜的焦距f。实验记录的数据如下表所示，所用发光体“字符”的高度H为3厘米，水凸透镜的焦距。 序号 水凸透镜的焦距 物距 像距 像高 物屏距离 1 35.0 14.0 1.2 49.0 2 30.0 15.0 1.5 45.0 3 34.6 10.4 0.94 45.0 4 24.0 12.0 1.5 36.0 5 42.0 7.0 0.5 49.0 6 18.0 9.0 1.5 27.0 （1）图2中的“感光元件”相当于图1中的_____________。 （2）根据序号1和2（或3和4、5和6）的数据，分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高的变化情况，可归纳得出的初步结论是：当凸透镜的焦距不变时，_____________。 （3）根据序号1和5（或2和3）中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知：保持物屏距离（发光物到光屏的距离）L不变，通过注射器调节水凸透镜的焦距变小，这时要使光屏上成清晰的像，应移动水凸透镜的位置使物距u_____________、像距v_____________，光屏上的像高_____________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） （4）图3所示是图2中照相机的镜头．拍照片时，转动“变焦环”相当于用注射器调节水凸透镜的焦距，可在之间连续改变镜头的焦距；前、后移动照相机的位置和转动“对焦环”使镜头向外伸出或向内缩进，相当于在光聚座上移动水凸透镜的位置调节物距和像距的大小．根据序号2、4和6的数据，若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大，需要对照相机进行的相应操作是：_____________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 光和眼睛（透镜及其应用） 复习要点 1. 认识凸透镜和凹透镜，能说出焦点和焦距的含义，了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 2. 知道透镜在日常生活中的应用，知道照相机、投影仪、放大镜的成像特点，了解它们的成像原理。 3. 通过实验探究，能说出凸透镜成像的规律。能利用凸透镜成像的规律解释照相机、投影仪和放大镜的成像原理。 4. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。通过实验模拟近视眼和远视眼，了解近视眼和远视眼形成的原因，了解近视眼和远视眼矫正的方法。 5. 利用凸透镜成像的规律，了解显微镜和望远镜的物镜与目镜的成像情况。 复习重难点 重点：凸透镜和凹透镜对光的作用；透镜在日常生活中的应用；探究并了解凸透镜成像的规律；眼睛成像原理和调节作用。 难点：探究凸透镜成像的规律；凸透镜成像规律的动态分析；近视眼、远视眼的成因及矫正方法。 要点 透镜对光的作用 一、透镜 1．凸透镜和凹透镜 凸透镜 凹透镜 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜； （2）凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜； （3）薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫作薄透镜。 2．主光轴和光心 （1）主光轴：通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴。如图的点划线CC＇。 凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心 （2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，叫作透镜的光心O。 二、透镜对光的作用 凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，又叫发散透镜。 三、焦点、焦距及三条特殊光线 1．凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凸透镜使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的点，用F表示。 （2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用f表示。 （3）凸透镜有2个焦点，并且关于光心对称。 （4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越小，对光的会聚作用越强（选填“强”或“弱”）。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的焦点和焦距 2．凹透镜的焦点和焦距 （1）焦点：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相交于主光轴上，该点叫凹透镜的焦点，它不是实际光线的会聚点。凹透镜有2个焦点，关于光心对称。 （2）焦距：焦点到凹透镜光心的距离叫作焦距。凹透镜焦距的大小表示对光发散能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越强（选填“强”或“弱”）。 3．透镜的三条特殊光线 （1）凸透镜的三条特殊光线 ①通过凸透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，如图乙； ③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图丙。 甲 乙 丙 （2）凹透镜的三条特殊光线： ①通过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过焦点，如图乙； ③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出，如图丙。 甲 乙 丙 1．凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 2．凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 3．会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主光轴，不一定会聚到一点；发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主光轴，不一定是发散的光束。 要点速测 1．如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（    ） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．经过凸透镜的光不一定是会聚的 D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 【答案】C 【解析】A．平行于凸透镜主光轴的入射光经过凸透镜后才能会聚于焦点，故A错误； B．甲透镜的焦距更短，折射光偏折角度更大，其会聚能力较乙透镜强，故B错误； C．凸透镜对光有会聚作用指的是折射光相对于入射光向主光轴方向偏折，因此经过凸透镜的光不一定是会聚在一个点上的，故C正确； D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分不会改变凸透镜焦距的大小，只会减少通过透镜的光的多少，故D错误。 故选C。 2．如图所示，一束光射向凹透镜，请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。 【答案】 【解析】根据凹透镜的三条特殊光线：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；根据凸透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示： 要点凸透镜成像规律 一、实验：探究凸透镜成像的规律 1．实验过程 （1）调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。中心高度相同的目的是为了使发光物体的像成在光屏的中央。 （2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距u和像距v，将数据和观察的结果填入下表（下面的实验也要同样记录）。 （3）把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。 （4）继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗？当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置？ 2．记录凸透镜的焦距f，把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。 数据和观察结果记录表（凸透镜的焦距f= 10 cm） 实验 次数 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 1 30 实像 缩小 倒立 15 2 20 实像 等大 倒立 20 3 15 实像 放大 倒立 30 4 10 不成像 5 6 虚像 放大 正立 —— 3．分析与论证 （1）焦点（u=f）是成虚像和实像的分界点，当物距大于焦距时，凸透镜成实像，当物距小于焦距时，凸透镜成虚像。即一倍焦距内外分虚实。（均选填“实”或“虚”） （2）二倍焦距处是成放大和缩小像的分界点。当物距大于2倍焦距时，凸透镜成缩小的像，当物距小于2倍焦距时，凸透镜成放大的像。没有缩小的虚像。（均选填“缩小”或“放大”） （3）凸透镜所成的实像都是异侧倒立，虚像都是同侧正立。（均选填“正立”或“倒立”） （4）不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距大于物距，成缩小的像时必定像距小于物距。（均选填“大于”或“小于”） （5）成实像时，当物体从较远处向凸透镜靠近时（物距变小），像到凸透镜的距离（像距） 逐渐变大，像也逐渐变大。（均选填“大”或“小”） 当成虚像时，物体逐渐靠近透镜，像逐渐变小。（选填“大”或“小”） 二、凸透镜成像的规律 （1）当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像； 当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像； 当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像； 当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。（以上均选填像的性质：“倒立”、“正立”、“放大”、“缩小”、“实”或“虚”） （2）记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。 （3）表格总结： 物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 u＝f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 三、利用凸透镜三条特殊光线分析凸透镜成像规律 利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当物距u>2f 时，成倒立、缩小的实像，此时像距f<v<2f；光路如图甲所示。 甲 乙 （2）当物距u=2f 时，成倒立、等大的实像，此时像距v=2f；光路如图乙所示。 （3）当物距f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时像距v>2f；光路如图丙所示。 丙 丁 （4）当物距u=f时，折射光为一束平行光，不能相交，反向延长线也不能相交，所以不能成像；光路如图丁所示。 （5）当物距u<f时，成正立、放大的虚像，此时像距v>u；光路如图所示。 探究凸透镜成像的规律 1．在做实验时，无论怎样移动光屏，都无法在光屏上观察到烛焰的像，可能原因有： ①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上； ②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内； ③蜡烛的位置在透镜的焦点上。 2．用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，也是完整的，但亮度会变暗些。 3．蜡烛长度变短时，像在光屏上将会向上移动。调节方法： ①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节。 4．实像都是倒立的，能呈现在光屏上；虚像都是正立的，不能呈现在光屏上。凸透镜成实像和虚像时，像的大小变化规律不同，注意区分。 要点速测 3．某同学进行了如下实验： （1）将两个凸透镜分别固定在光具座上，并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜，调节光屏的位置，直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑，如图所示。由此可知凸透镜_______（选填“M”或“N”）对光的会聚作用更强。 （2）该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时，像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜_______（选填“M和N”或“M或N”），将发光体放在距凸透镜_______（选填“相同”或“不同”）距离处，用光屏接收像，若_______，则说明像的高度与焦距有关。 【答案】（1）M；（2）M和N 相同 光屏上所成的像高度不同 【解析】（1）根据凸透镜对光具有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，会聚点越靠近透镜，说明凸透镜对光的会聚能力越强，由图可知，光线经凸透镜M折射后会聚点更靠近透镜，所以凸透镜M对光的会聚作用更强。 （2）[1][2][3]要探究凸透镜成实像时像的高度与焦距是否有关，需要控制物距相同，改变凸透镜的焦距进行实验。这里有两个焦距不同的凸透镜M和N，所以实验中需要选用凸透镜M和N。同时，要将发光体放在相同距离处（即控制物距相同）。如果在光屏上所成的像高度不同，就说明像的高度与焦距有关。 4．雨过初晴，小丽发现透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”；而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象，她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。 （1）小丽将F形光源（如图甲）、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接下来她应将三者的中心调整到______。 （2）调整好后，小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验，收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后，得到初步结论：随着物距不断减小，物体所成实像逐渐______（选填“变大”或“变小”），且像都是______（选填“正立”或“倒立”）的。 表1 序号 物高h/cm 物距x/cm 像高h/cm 像的正倒 像的虚实 1 4.0 30.0 2.0 倒立 实像 2 26.0 2.5 倒立 实像 3 4.0 23.0 3.0 倒立 实像 4 15.0 8.0 倒立 实像 5 13.0 13.5 倒立 实像 6 7.0 找不到像 （3）实验过程中，小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景，她采用下图______的方式可以观察到正立放大的“F”。 （4）组间交流时，小丽发现小红的实验记录（如表2所示）中有与物体等大的像，而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像，她应调整物距在______cm和______cm之间反复多次实验。 表2 序号 物高/cm 物距/cm 像高/cm 像的正倒 像的虚实 1 4.0 25.0 1.0 倒立 实像 2 18.0 1.3 倒立 实像 3 15.0 2.0 倒立 实像 4 10.0 4.0 倒立 实像 5 8.0 6.5 倒立 实像 6 4.0 找不到像 （5）小丽进一步对比后发现，凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是______。咨询老师后得知，两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为，凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值，她总结出凸透镜成像规律。 【答案】（1）同一高度；（2）变大 倒立；（3）丁；（4）15.0 23.0；（5）由两组实验数据可知，物高均为4.0cm，当物距均为15.0cm时，小丽组实验时的像高为8.0cm，而小红组实验时的像高为2.0cm，由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关，还与凸透镜的焦距有关。 【解析】（1）为了使像成在光屏的中央，应将F形光源、凸透镜和带有刻度的光屏安装在水平光具座上，将三者的中心调整到同一高度。 （2）[1][2]由表中数据可知，物体成实像时，随着物距不断减小，物体所成实像逐渐变大，且所成的像始终是倒立的。 （3）由题意知，透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”，此时的物距小于凸透镜的焦距，因此应观察物距小于像距时的成像情况，此时像与物同侧，所以应在凸透镜的另一侧观察，故丁符合题意。 （4）[1][2]由小丽的实验数据可知，当物距为15.0cm时，像高为8.0cm，当物距为23.0cm时，像高为3.0cm，因此与物体等高的像4.0cm应当是物距在15.0cm~23.0cm，所以小丽应调整物距在15.0cm和23.0cm之间反复多次实验。 （5）略。 要点生活中的透镜 一、照相机 1．照相机的主要结构及作用 （1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。 （2）快门：是控制感光元件（如胶片或图像传感器）曝光时间的装置，相当于相机的“眼睛开关”，通过开合来决定光线进入的时间长短。 （3）光圈：通过调节大小来控制进入相机的光线多少。 （4）调焦环：调焦环的作用是调整镜头与成像介质（如胶片或传感器）之间的距离，使不同距离的被摄物体在成像介质上形成清晰的像‌。 （5）胶片：是摄影的载体，相当于涂有感光材料的光屏。 照相机结构示意图 照相机原理示意图 2．照相机的成像原理：照相机的镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在胶片上得到倒立、缩小的实像（填像的性质）。 3．照相机的成像特点 （1）照相机成缩小、倒立的实像。 （2）像距小于物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的异侧（选填“同”或“异”）。 （4）物距、像距及像的大小变化规律：物体离镜头越近，像越大，像距也变大；反之，物体离镜头越远，像越小，像距也变小。（均选填“小”或“大”）。 4．照相机的调节 为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶片的距离。拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近（选填“远”或“近”）一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变大（选填“大”或“小”）一些。 5．摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。 二、投影仪 1．投影仪的主要构造及各部分的作用 由镜头、光源（灯泡）、聚光镜（凸透镜）、平面镜等组成（如下图所示）。 （1）镜头：是一个凸透镜，起成像作用。 （2）光源：是用来照亮投影片的。 （3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，增加投影片的亮度。 （4）屏幕：相当于光屏，承接像。 （5）平面镜：改变光的传播方向。 2．投影仪的成像原理：投影仪（幻灯机）上的镜头相当于一个凸透镜，能成放大、倒立的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）。 3．投影仪成像的特点 （1）投影仪成放大、倒立的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。 （2）物距小于像距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的异侧（选填“同”或“异”）。 4．投影仪的调节 （1）要使屏幕上的图像大些，胶片靠近镜头，同时投影仪远离屏幕；要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪靠近屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。 （2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片倒放（选填“倒放”或“正放”）。 三、放大镜 1．放大镜的成像原理：是利用了凸透镜能成放大的虚（虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。 放大镜成像示意图 2．放大镜的成像特点 （1）放大镜成放大、正立的虚像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“虚/实”）。 （2）像距大于物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的同侧（选填“同侧”或“异侧”）。 3．放大镜的调节：使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当增大些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距离适当减小些（选填“增大”或“减小”）。 照相机、投影仪、放大镜 1．三者核心都是凸透镜成像，要先记清物距分界点：照相机对应u>2f，成倒立缩小实像；投影仪对应f<u<2f，成倒立放大实像；放大镜对应u<f，成正立放大虚像，别把物距范围记混。 2．实像都能呈现在光屏上，虚像只能用眼睛观察，调整时牢记“物近像远像变大”的实像规律，放大镜要让像更大得适当远离物体，别贴太近。 3．做题时别被“正立/倒立”的生活直觉误导，照相机、投影仪的像都是倒立的，日常说的照片正立是后期调整的结果。 要点速测 5．机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息，如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，是通过镜头使物体在图像传感器成像面上（相当于人眼的视网膜）成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．物体在成像面上成放大的虚像 B．机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用 C．机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同 D．机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体 【答案】C 【解析】AC．由题意可知，人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，由于人眼成像原理与照相机成像原理相似，成倒立、缩小的实像，所以人形机器人“眼睛”的光学成像原理与照相机成像原理相同，物体在成像面上成倒立、缩小的实像，故A错误，C正确； B．机器人“眼睛”的镜头与照相机的镜头相似，利用凸透镜成像原理成像，所以机器人“眼睛”的镜头相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故B错误； D．机器人“眼睛”与照相机的镜头相似，能接收光源发出的光，也能接收物体反射的光，所以不仅能“看见”自身正在发光的物体，也能看到反射光的物体，故D错误。 故选C。 6．透镜在生活中的应用十分广泛，下列调节方法正确的是（　　） A．使用照相机时，先拍全身照，再拍半身照，将照相机远离人 B．使用投影仪时，显示的画面太大，只需将投影仪向前移动 C．使用放大镜时，为了看到更大的像，适当增大放大镜与物体的距离 D．人脸识别解锁时，人脸离锁越近，拍得的像越小，更容易解锁成功 【答案】C 【解析】A．照相机的原理是凸透镜成像，拍全身照时像比较小，拍半身照时像比较大，根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律，先拍全身照，再拍半身照，需要将照相机靠近人，故A错误； B．使用投影仪时，显示的画面太大，说明所成像太大，根据凸透镜成实像时物远像近像变小的规律，可以将投影仪向前移动，靠近显示屏来减小像距，同时需要增大物距，故B错误； C．使用放大镜时，物体在一倍焦距以内，越靠近凸透镜，所成虚像越小；物体远离凸透镜，所成虚像越大。因此，为了看到更大的像，应适当增大放大镜与物体的距离，故C正确； D．人脸识别解锁时，摄像头相当于照相机，根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律，人脸离锁越近，拍得的像越大，但不一定更容易解锁成功，因为太近导致像过大而无法识别，故D错误。 故选C。 要点 眼睛与光学仪器 一、眼睛 1. 眼球的主要结构及各部分作用 眼球主要由玻璃体、晶状体、睫状体、瞳孔、视网膜、视神经等组成。眼球好像一架照相机： （1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜； （2）视网膜相当于照相机的胶片； （3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）； （4）瞳孔相当于照相机的光圈。 眼球的主要结构 眼睛的视物原理 2. 眼睛的视物原理 人的眼球好像一架照相机，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。 3. 眼睛的调节 （1）正常眼睛的调节：眼睛通过睫状体改变晶状体的形状，从而改变晶状体的折光能力。 当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较薄（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变小，远处物体射来的光（近似平行光）刚好会聚在视网膜上，人们就可以看清远处的物体。 当人们看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变大，近处物体射来的光（非平行光）照样能会聚在视网膜上，人们就可以看清近处的物体。 （2）远点、近点和明视距离 ①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫作远点。正常眼睛的远点在无限远处。 ②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫作近点。正常眼睛的近点在大约10cm处。 ③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，该距离叫作明视距离。 二、近视眼及其矫正 1. 近视眼：如果长期不注意用眼卫生，睫状体疲劳过度，调节能力降低，会造成晶状体变厚，焦距变小，折光能力增强。这时像只能成在视网膜前方（选填“前”或“后”），而在视网膜上形成的是模糊不清的光斑，这样就形成了近视眼。 2. 近视眼的矫正：近视眼可以用凹透镜矫正，因为凹透镜能使光发散。经矫正后，光会聚在视网膜上，就能得到清晰的像（见图乙）。 三、远视眼及其矫正 1. 远视眼：如果晶状体变薄，焦距变大，折光能力减弱，且睫状体不能自行调节，像成在视网膜后方（选填“前”或“后”），在视网膜上形成的也是模糊不清的光斑，这样就形成了远视眼。 2. 远视眼的矫正：远视眼可以用凸透镜矫正，因为凸透镜能使光会聚。经矫正后，光会聚在视网膜上，得到清晰的像。 四、眼镜的度数 1. 透镜焦度：透镜焦距 f 的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大，通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示。透镜焦度： 2. 眼镜度数 （1）眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。眼镜度数： （2）远视镜片的度数用正数表示，近视镜片的度数用负数表示。 正常眼睛看远近物体时，晶状体能自动调节厚薄，让像精准落在视网膜上。近视是晶状体过厚、折光能力过强，远处物体成像在视网膜前，需戴凹透镜发散光线矫正；远视则是晶状体过薄、折光能力偏弱，近处物体成像在视网膜后，要靠凸透镜会聚光线前移像点。 一、望远镜和显微镜 1.开普勒望远镜 望远镜示意图 望远镜成像光路图（开普勒望远镜） （1）望远镜的构造：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，叫作物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫作目镜。 （2）望远镜的原理 ①物镜：相当于照相机的镜头，远处的物体AB通过物镜在焦点附近成倒立、缩小的实像A′B′，这个像处于目镜的1倍焦距以内。 ②目镜：相当于放大镜，把物镜所成的像A′B′再放大一次，成正立、放大的虚像A"B"。两次成像，先缩小，后放大。 2．视角 （1）视角的概念：从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。 （2）影响视角的因素 ①视角与物体大小有关。物体到眼睛的距离一定时，大物体的视角大，小物体的视角小。 ②视角与离物体远近有关。物体大小一定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。 （3）望远镜对视角的放大 望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮，这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以便观测到更暗的星。 3．显微镜：物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，两次放大。 要点速测 7．如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 （1）甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到______作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较______（“亮”、“暗”）时使用； （2）乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中是物镜，是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像，相当于的______镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；目镜的作用主要是将物镜所成的像放大，以______（选填“增大”或“减小”）视角。 【答案】（1）会聚 暗；（2）照相机 增大 【解析】（1）[1][2]凹面镜对光线有会聚作用，显微镜的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到会聚作用，适于光线较弱的时候使用。 （2）[1][2]远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，相当于照相机。望远镜的目镜把物镜所成的像放大，相当于放大镜，使像靠近眼睛，以增大“视角”。 8．小周同学为研究初中生近视原因及矫正问题，开展了以下调查研究。 （1）如图甲所示，眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。小周选用两个直径相同但厚度不同的凸透镜，平行光经过它们之后的光线如图乙所示，则凸透镜____________（选填“A”或“B”）使光偏折更显著。 （2）选择透镜A进行实验。实验前，应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上，这是为了___________。进行实验，如图丙所示，烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像，这是____________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的工作原理。若蜡烛位置不变，将透镜A换成透镜B，若要在光屏上继续看到烛焰清晰的像，则应向____________。（选填“左”或“右”）移动光屏。 （3）根据凸透镜对光线的作用，补充图丁光路。 （4）近视眼看不清远处的物体，形成近视眼的原因之一是晶状体太厚，折光能力太强，若在眼睛前放一个合适的___________透镜就可以将远处物体的像成在视网膜上。 （5）为了防止患上近视眼，你的建议是__________（写出一条即可）。 【答案】（1）B；（2）使像成在光屏中央 照相机 左；（3）；（4）凹；（5）预防近视要做到三要、四不看：读书姿势要正确，眼与书的距离要在33cm左右；看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，要远眺几分钟；要定期检查视力，认真做眼保健操；不在直射的强光下看书；不在光线暗的地方看书；不躺卧看书；不走路看书。 【解析】（1）结合凸透镜的厚薄程度进行比较可知，当凸透镜直径相同时，透镜越厚，对光线的折射能力越强，焦距越短，即凸透镜B使光偏折更显著。 （2）[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是为了使像成在光屏中央。 [2]如图丙所示，物距大于像距，故成的像为倒立、缩小的实像，这是照相机的工作原理。 [3]将透镜A换成透镜B，焦距变小，相当于增大物距，物距变大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近透镜的方向移动，即向左移动光屏。 （3）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，如图所示： （4）近视眼是因为晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上，就需要使光线进入人的眼睛前被发散，因此戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正近视眼。 （5）略。 难点 透镜对光的作用辨析与特殊光线作图 核心难点：混淆凸透镜与凹透镜的光学作用，误将 “会聚 / 发散” 理解为光线最终会聚成点或完全散开；凹透镜虚焦点的应用出错，特殊光线作图不规范。 方法透析： 1．会聚与发散的本质判断 会聚和发散是相对于入射光线的传播方向而言，而非光线最终的形态： 会聚作用：折射光线相对于入射光线，向主光轴方向偏折（更靠近主光轴），不一定会聚到一点。 发散作用：折射光线相对于入射光线，向远离主光轴的方向偏折，不一定是完全散开的光束。 判断技巧：延长入射光线的传播方向，对比折射光线，若在入射光线内侧是会聚，在外侧是发散。 2．特殊光线作图规范 凸透镜三条特殊光线： ① 平行于主光轴入射 → 折射光线通过另一侧焦点； ② 通过光心入射 → 传播方向保持不变； ③ 从焦点发出（或过焦点）入射 → 折射光线平行于主光轴。 凹透镜三条特殊光线： ① 平行于主光轴入射 → 折射光线的反向延长线通过同侧虚焦点； ② 通过光心入射 → 传播方向保持不变； ③ 指向另一侧虚焦点入射 → 折射光线平行于主光轴。 易错提醒：凹透镜的焦点是虚焦点，作图时反向延长线必须用虚线；所有光线用实线并标注箭头表示传播方向。 ▌例1 西晋《博物志》中云：“削冰令圆，举以向日，以艾于后承其影，则得火。”这是我国古代劳动人民把冰制成透镜，利用它对太阳光的______作用来取火。现在人们还利用这种透镜来矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）。 【答案】 会聚 远视眼 【解析】[1]把冰制成透镜，举以向日能取火，是因为这种透镜对太阳光有会聚作用，能将太阳光会聚在一点，使该点温度升高达到艾的着火点从而取火，这种透镜是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。 [2]因为凸透镜对光有会聚作用，而远视眼是由于晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜的后方，需要用对光有会聚作用的凸透镜来矫正，使像成在视网膜上。 ▌例2 请将所示光路补充完整。 【答案】 【解析】根据凸透镜的特殊光线可知，入射光线过焦点，经过凸透镜折射后，折射光线会平行于主光轴；入射时过光心的光线经过凸透镜传播方向不变；入射光线平行于主光轴，经过凸透镜折射后，折射光线会过焦点，作图如下图所示： 根据凹透镜的特殊光线可知，入射光线的延长线过焦点时，经过凹透镜折射后，折射光线会平行于主光轴；入射时过光心的光线经过凹透镜传播方向不变；入射光线平行于主光轴，经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点，作图如下图所示： 难点凸透镜成像规律的动态分析 核心难点：物距变化时像的大小、位置变化规律混淆，实像与虚像的变化规律记反；无法分析透镜遮挡、焦距改变等动态场景。 方法透析： 1．分界点记忆口诀 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 成实像（倒立）； 成虚像（正立）； 成缩小像； 成放大像； 成等大像。 2．动态变化规律 成实像时（）：物近像远像变大，物远像近像变小 物体靠近透镜（物距减小）→ 像远离透镜（像距增大），像变大； 物体远离透镜（物距增大）→ 像靠近透镜（像距减小），像变小。 成虚像时（）：物近像近像变小，物远像远像变大 物体靠近透镜（物距减小）→ 像靠近透镜（像距减小），像变小； 物体远离透镜（物距增大）→ 像远离透镜（像距增大），像变大。 3．特殊场景分析 透镜遮挡：遮住凸透镜的一部分，仍能成完整的像，但像的亮度变暗。原理：物体上每个点发出的光仍有部分通过未遮挡区域成像，只是通光总量减少。 焦距变化：透镜变厚（折光能力变强）→ 焦距变小，相同物距下像距变小、像变小；透镜变薄则相反。 ▌例1 探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．第一次的像是缩小的 B．第二次的像比第一次大 C．蜡烛和光屏间的距离是 D．凸透镜的焦距是 【答案】C 【解析】ABC．把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，由光路的可逆性可知，第一次物距等于第二次的像距，第一次的像距等于第二次的物距，所以第一次物距是16cm，像距是24cm；第二次物距是24cm，像距是16cm；蜡烛和光屏之间的距离为16cm+24cm=40cm 第一次物距小于像距，成倒立放大的实像，第二次物距大于像距，成倒立缩小的实像，第二次像比第一次小，故C正确，AB错误； D．在第二次中，成倒立缩小的实像，物距24cm>2f① 像距2f>16cm>f② 由①和②得到12cm>f>8cm 所以凸透镜的焦距不可能是20cm，故D错误。 故选C。 ▌例2 用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，点燃的蜡烛、凸透镜（保持不动）、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列说法中（　　） ①图中成像规律与照相机成像原理相同 ②把蜡烛适当右移，光屏适当左移，会再次在光屏上成清晰的像 ③把蜡烛移至35.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成正立、放大的像 A．只有①②正确 B．只有①③正确 C．只有②④正确 D．只有①③④正确 【答案】B 【解析】①图中物距大于像距，在光屏上成实像，则物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，成像规律与照相机成像原理相同，故①正确； ②根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知，把蜡烛适当右移，光屏适当右移，会再次在光屏上成清晰的像，故②错误； ③由图可知，光具座的刻度尺的分度值为，则凸透镜位于刻度处，把蜡烛移至35.0cm刻度线处，物距为 由题意可知，焦距为 则有 即物距在一倍焦距与二倍焦距之间，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像，故③正确； ④由③分析可知，凸透镜位于刻度处，把蜡烛移至45.0cm刻度线处，物距为 由题意可知，焦距为 则有 即物距在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，不能成在光屏上，故④错误。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 难点凸透镜成像实验的探究与误差分析 核心难点：实验操作要点不清晰，无法分析 “光屏上找不到清晰像” 的原因；对实验误差来源判断不准确，不会提出改进方案。 方法透析： 1．实验操作核心要点 三心同高：调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 环境要求：实验在较暗的环境中进行，烛焰的像对比度更高、更清晰。 摆放顺序：蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，凸透镜位于中间。 2．光屏上找不到清晰像的常见原因 ① 物距小于焦距（）：成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上； ② 三心不同高：像成在光屏的上方或下方，超出光屏承接范围； ③ 光具座长度不足：像距过大，光屏无法移动到像的位置； ④ 物体恰好在焦点上（）：不成像，光线经透镜后平行射出。 3．误差来源与改进方案 清晰度判断误差：需反复移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑才是清晰的像； 距离测量误差：读数以透镜光心为基准，注意刻度尺的分度值与估读； 蜡烛燃烧误差：蜡烛燃烧变短，烛焰下移，光屏上的像会向上移动，可通过下调凸透镜或上调光屏修正。 ▌例1 物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。 （1）同学们选取了一个凸透镜进行实验，平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示，则该凸透镜焦距f3＝___________cm； （2）得出凸透镜成像规律后，继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系，收集的数据如表所示： 实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm 1 15.0 7.5 6.0 C 2 20.0 20.0 6.0 6.0 3 25.0 37.5 6.0 9.0 ①实验后发现忘记收集表中C处的数据，他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′，可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为：___________（用字母表示），则表中C处数据应为___________cm； ②利用表格中的数据，能否得出当凸透镜成实像时，像的大小和焦距之间的关系呢？若能，请写出分析过程及结论；若不能，说明理由___________。 【答案】（1）15.0；（2） 3.0 不能得出结论 【解析】（1）平行光经凸透镜折射后会聚在焦点，由图甲可知，刻度尺的分度值是1cm，凸透镜在光具座20.0cm处，焦点在35.0cm处，故焦距 （2）[1][2]由，根据相似三角形的性质，满足对应边成比例，可得 代入实验1的数据，u＝15.0cm，v＝7.5cm，L＝6.0cm，则 解得，即C处数据为3.0。 [3]不能得出结论。因为探究“凸透镜成实像时像的大小与焦距的关系”，需要控制物距u不变，改变焦距f，观察像的大小变化。但表格中三次实验的物距u不同，未控制变量，因此无法得出像的大小与焦距的关系。 ▌例2 小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。 （1）如图甲所示，小滨让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距f=________cm； （2）小滨在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是让烛焰的像成在_________； （3）如图乙所示，小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。此时，若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，要在光屏上成清晰的像，光屏应向________（选“左”、“右” ）移动； （4）小滨在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现________。 A．飞虫的像　　B．飞虫的影子　　C．仍是烛焰的像 【答案】 10.0 光屏正中央 放大 投影仪 左 C 【解析】（1）[1]平行主光轴的光线会聚于一个很小、很亮的光斑，这个光班称为焦点，焦点到光心的距离是焦距，故焦距为30.0cm-20.0cm=10.0cm （2）[2]点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，烛焰的中心发出的光线经过凸透镜的光心传播方向不变，故当烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，像成在光屏的正中央。 （3）[3][4]当蜡烛距凸透镜15cm时，物距在一倍焦距和两倍的焦距之间，成的是倒立的放大的实像，投影仪就是利用这一原理制成的。 [5]远视眼是晶状体太薄，折光能力变弱，需要佩戴凸透镜，故远视镜片是凸透镜，当在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，对光线有会聚作用，故需要将光屏向左移动。 （4）[6] A．飞虫在1倍焦距以内，成的是虚像，无法用光屏承接，故A不符合题意； B．影子是光照射不到的地方形成区域，而凸透镜成像原理是烛焰发出光线经过凸透镜折射后形成的像，经光屏反射后进入人眼，人就可以看到像，光屏上比较亮，不会形成影子，故B不符合题意； C．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍是烛焰的像，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗。故C符合题意。 故选C。 难点视力矫正与光学仪器的成像原理辨析 核心难点：近视眼、远视眼的成因与矫正透镜记混；显微镜、望远镜、照相机的成像性质混淆，目镜与物镜的作用区分不清。 方法透析： 1．视力矫正模型 成因口诀：近前远后 近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方 → 戴凹透镜矫正（对光有发散作用，使像后移到视网膜上）。 远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜后方 → 戴凸透镜矫正（对光有会聚作用，使像前移到视网膜上）。 眼镜度数公式：；凸透镜度数为正，凹透镜度数为负。 2．常见光学仪器成像对比 光学仪器 物距与焦距关系 成像性质 核心原理 照相机 倒立、缩小、实像 物远像近像变小 投影仪 倒立、放大、实像 物近像远像变大 放大镜 正立、放大、虚像 物远像远像变大 显微镜 物镜：；目镜： 两次放大，最终倒立、放大的虚像 物镜成实像，目镜当放大镜 望远镜 物镜：；目镜： 倒立缩小实像 + 正立放大虚像 物镜拉近物体，目镜放大细节 3．易错区分 显微镜和望远镜的目镜都起放大镜作用，成正立、放大的虚像；二者物镜成像性质不同：显微镜物镜成放大实像，望远镜物镜成缩小实像。 ▌例1 生物课上，小石用显微镜观察番茄果肉细胞时，只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想，用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是（　　） A．丙图此时的成像情况，刚好可以模拟显微镜物镜成倒立放大的虚像 B．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可使水透镜变薄或将蜡烛靠近透镜 C．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可向水透镜内注入水或将蜡烛远离透镜 D．若用手挡住一部分水透镜，光屏上可以呈现不完整的像，像会变得更明亮 【答案】B 【解析】A．显微镜的物镜成倒立放大的实像（目镜才成虚像），丙图中物距小于像距，成倒立放大的实像，故A错误。 B．从甲图到乙图，像变大了。根据凸透镜成像规律，要使像变大，应减小物距，增大像距。使水透镜变薄，折光能力变弱，其焦距变大，相当于减小了物距，像会变大；蜡烛靠近透镜，物距减小，像会变大；故B正确； C．向水透镜内注水，水透镜变厚，焦距变小，相当于物距相对变大，像会变小；将蜡烛远离透镜，物距增大，像也会变小，这两个操作都使像变小，无法模拟从甲图到乙图像变大的变化，故C错误； D．若挡住一部分水透镜，透镜剩余部分仍能折射物体所有点的光线，因此光屏上依然成完整的像，只是透光量减少，像会变暗，故D错误。 故选B。 ▌例2 2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”。图甲为眼睛的结构示意图，图乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置。 （1）图甲中的视网膜相当于图乙中的______。在图乙的光屏上已成蜡烛的清晰像（像未画出），其情况是倒立、______（选填“缩小”“等大”或“放大”）、实像。 （2）图乙中，把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），光屏上的像变模糊了，缓慢______（选填“注入”或“吸出”）适量水来改变水凸透镜厚度，像又变清晰了。当眼睛长时间处于这种状态，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较______（选填“薄”或“厚”）状态。 （3）据此，请你为预防近视提一条科学合理的建议：______。 【答案】（1）光屏 缩小；（2）注入 薄；（3）每用眼一段时间后要休息一下，向远处眺望等。 【解析】（1）[1]眼睛成像时，视网膜是承接像的结构，在图乙的模拟装置中，光屏是承接像的，所以图甲中的视网膜相当于图乙中的光屏。 [2]观察可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，所以在光屏上成的像是倒立、缩小的实像。 （2）[1]把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），物距变小，像距应变大，像会成在光屏后方，此时要使像变清晰，需要增大凸透镜的会聚能力，即缓慢注入适量水来使水凸透镜变厚。 [2]当眼睛长时间看近处物体时，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较薄的状态，从而形成近视。 （3）为预防近视，我们可以做到不要长时间用眼，例如每用眼一段时间后要休息一下，向远处眺望等。 考点 透镜的识别与光学作用 ▌例1 （24-25八年级上·湖北武汉·阶段检测）下列关于凸透镜和凹透镜的说法正确个数是（    ） ①凸透镜对光线有会聚作用，通过凸透镜的光线一定会聚到一点； ②放在凹透镜焦点上的点光源，它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴； ③不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变； ④平行光通过凸透镜会会聚于焦点； ⑤通过凹透镜的光可能相交于一点； ⑥凸透镜焦距越小，对光的偏折能力越强，凹透镜焦距越小，对光的偏折能力越弱。 A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】B 【解析】①凸透镜对光线有会聚作用，但通过凸透镜的光线不一定会聚到一点，故①错误； ②凹透镜对光线有发散作用，放在凹透镜焦点上的点光源，它发出的光线经凹透镜折射后，光线向外发散不与主光轴平行，故②错误； ③光心是透镜最中间的一点，不论对于凸透镜还是凹透镜，经过光心的光线路径都不发生改变，故③正确； ④只有平行于主光轴的光线通过凸透镜才会聚于焦点，不平行于主光轴的光线也能会聚，但是不能会聚到焦点上，故④错误； ⑤若入射光线是会聚的，经过凹透镜折射后，推迟会聚一些，光线也有可能是会聚的，所以经过凹透镜折射后的光有可能相交于一点，故⑤正确； ⑥凸透镜焦距越小，偏折能力越强；凹透镜焦距越小，偏折能力也越强，故⑥错误。 综上所述，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 解题要点 透镜类题目核心判断技巧： ① 透镜类型：中间厚边缘薄是凸透镜，中间薄边缘厚是凹透镜； ② 作用本质：会聚 / 发散是相对于入射光线的偏折方向，不是最终是否聚成一点； ③ 焦点性质：凸透镜是实焦点，凹透镜是虚焦点； ④ 折光能力：透镜凸度越大，焦距越短，折光能力越强。 ▌迁移练1-1（23-24八年级上·湖南长沙·阶段检测）关于凸透镜对光线的作用，以下说法中正确的是（　　） A．平行射凸透镜的一束光，经折射一定交于凸透镜的焦点 B．经过凸透镜会聚的光线一定交于一点 C．凸透镜只能使平行于主光轴的光线发生会聚作用 D．过凸透镜光心的光线，传播方向一定不改变 【答案】D 【解析】A．平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，交于凸透镜的焦点，故A错误； BC．凸透镜对光线有会聚作用，会聚的真正含义是光路变得比原来靠近主光轴，所以会聚之后的光线可能是平行光，可能是散开的，可能是会聚成点，故BC错误； D．过凸透镜光心的光线，传播方向不改变，故D正确。 故选D。 ▌迁移练1-2（25-26八年级上·山西长治·阶段检测）据新闻报道，为了防止引发森林火灾，请不要在森林中随意丢弃瓶装水。瓶装水会引发森林火灾的原因是（　　） A．瓶装水相当于凸透镜，对光有会聚作用 B．瓶装水相当于凸透镜，对光有发散作用 C．瓶装水相当于凹透镜，对光有会聚作用 D．瓶装水相当于凹透镜，对光有发散作用 【答案】A 【解析】饮料瓶多是柱状的，瓶内进入水后相当于一个凸透镜；凸透镜对光线有会聚作用，在太阳光的照射下很容易引燃可燃物发生火灾。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 考点凸透镜成像规律及动态分析 ▌例2（22-23八年级上·江苏扬州·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10cm。 （1）为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 _____上。如图甲所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 _____调（选填“左”、“右”“上”或“下”），此成像原理与 _____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同； （2）若将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，所成的像将逐渐 _____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。利用这个规律可知：我们在照毕业合影时，如果最边缘的两个同学未进入取景框，则此时摄像师应 _____（选填“靠近”或“远离”）我们； （3）小红同学做“观察凸透镜成像”的实验时，进行了两次实验，如乙图所示，在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”；在实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距 _____（选填“大于”“小于”或“等于”）实验2中使用的凸透镜的焦距； （4）如图乙，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙实验1中蜡烛和透镜位置： ①若仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，再次实验，光屏上所成的像与原来相比 _____（选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了； ②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将屏 _____（选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像相比 _____（选填“变大”或“变小”）； （5）为研究视力矫正问题，小红用凸透镜和光屏模拟眼睛，将远视眼镜放在烛焰和凸透镜之间，移动光屏的位置，直至光屏上出现烛焰清晰的像，取走眼镜，屏上的像变模糊了。此时要使屏上的像变清晰，应向 _____（选填“凸透镜”、“远离凸透镜”或“竖直向下”）方向移动光屏； （6）取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，在蜡烛一侧透过玻璃板观察，也能看到一个像，此时成的像与（5）中所成的像在“正倒”、“大小”“虚实”三个方面 _____； A．有一个方面相同，两个方面不同 B．三个方面都不同 C．三个方面都相同 D．有两个方面相同，一个方面不同 （7）将点燃的蜡烛移到如图丙所示的A位置，人眼观察到放大的像，现将光屏放在图中虚线的位置，人眼观察到烛焰的像 _____。 A．能成在光屏上 B．大小不变 C．会消失 D．亮度变暗 【答案】 主光轴 左 照相机 变小 远离 小于 变暗 向左 变小 远离凸透镜 B B 【解析】（1）[1]实验中，为了便于观察凸透镜所成的像，应使凸透镜所成的像位于光屏的中央，则应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。 [2][3]若不移动蜡烛和凸透镜的位置，则此时物距为u=40.0cm﹣14.0cm＝26.0cm 此时u＞2f，所以成倒立、缩小的实像，像距为f＜v＜2f 因此应将光屏移到50.0cm~60.0cm的刻度范围内，故应将光屏向左移动；此成像原理与照相机相同。 （2）[4][5]若将图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，物距增大，像距减小，根据物远像近像变小的特点，使光屏所成的像变小；利用这个规律可知：我们在照毕业合影时，如果最边缘的两个同学未进入取景框，则此时摄像师应远离我们。 （3）[6]在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”；由此可知2f1＞u＝6cm＞f1   ① 在实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。由此可知，物距u＝6cm＜f2   ② 由①②比较可得，f1＜f2，即实验1中使用的凸透镜的焦距小于实验2中使用的凸透镜的焦距。 （4）①[7]用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，由于焦距不变，物距不变，则成像大小不会变化，但经凸透镜折射后成像的光线变少，所以像与原来相比变暗一些。 ②[8][9]如果将凸透镜A换成镜面直径相同、但焦距稍小的凸透镜，比起原来就相当于将物距变大了，那么像距就要减小，像变小；则光屏要靠近凸透镜，即向左移动。 （5）[10]因凸透镜对光线有会聚作用，可使远视眼看物体时使来自近处的物体的光会聚在视网膜上。当用远视眼镜时，会将像向凸透镜靠近，如拿走，必须使光屏远离凸透镜才可使屏上的像变清晰。 （6）[11]光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，是利用平面镜成像，通过平面镜物体成正立、等大的虚像，此时成的像与（5）中所成的像相比，两次成像的倒正、虚实，大小都不同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （7）[12]由图可知：此时凸透镜成的是正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上；由于凸透镜成像是光的折射形成的，光屏放到图示位置，不会遮挡住折射光线，不影响成像情况。所以人眼观察到烛焰的像没有变化。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 解题要点 凸透镜成像问题解题四步走： ① 定焦距：明确题目给出的焦距f，算出2f； ② 找物距：确定物体到透镜的距离u，对比u与f、2f的大小关系； ③ 判性质：对照成像规律，判断像的正倒、大小、虚实； ④ 析动态：成实像时 “物近像远像变大，物远像近像变小”；成虚像时规律相反。 ▌迁移练2-1（25-26八年级上·江苏无锡·期末）小林同学利用如图所示装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。 （1）当点燃的蜡烛、透镜、光屏在如上图所示的位置时，光屏上刚好得到了烛焰清晰的像，生活中___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了该原理，该透镜的焦距可能是___________（填“5 cm”、“10 cm”或“15 cm”）。 （2）小林随后利用自己的眼镜片、回形针、水滴、木棒、玻璃杯等物品开展“自制显微镜”项目化学习活动，设计的“水滴显微镜”如图所示。小水滴相当于显微镜的物镜，小水滴实质是一个焦距很短的平凸透镜。其中“目镜”是小林的眼镜镜片。水滴显微镜中结构A处可以选择的材料是___________ A．玻璃片 B．木片 C．铁片 D．塑料片 （3）利用该显微镜观察标本时，先调节标本与水滴间的距离，使标本位于水滴的一倍焦距至两倍焦距之间成___________（选填“放大”或“缩小”）的实像；然后再调节目镜与水滴之间的距离，使像在凸透镜的一倍焦距以内，再成放大的___________（选填“实”或“虚”）像。最终看到的标本的像相对于原来的标本是___________（选填“正立”或“倒立’）的。小林的眼睛患有___________眼。 【答案】（1）照相机 10cm ；（2）A；（3）放大 虚 倒立 远视 【解析】（1）物距 像距 ，此时满足物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，生活中照相机利用该原理； 根据成像规律列不等式：，且 解得7.5cm<f<15cm，所以可能为10cm。 （2）水滴显微镜需要下方平面镜的光线穿过A、标本到达水滴物镜，因此A需要选择透光材料，选项中只有玻璃片透光，因此选A。 （3）根据凸透镜成像规律：物体在一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，因此第一空填放大； 目镜相当于放大镜，物镜成的实像落在目镜的一倍焦距以内，成放大的虚像； 物镜成的像相对于原标本是倒立的，目镜成的虚像相对于物镜所成的像是正立，因此最终像相对于原标本是倒立的； 显微镜目镜需要凸透镜，说明小林的眼镜是凸透镜，凸透镜用来矫正远视眼，因此小林患有远视眼。 ▌迁移练2-2（24-25八年级上·江苏扬州·期中）某实验小组用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）实验时，首先在光具座上放置实验器材，若图甲中光具座A处放置蜡烛，则C处应放置________（凸透镜/光屏）； （2）实验前，老师让同学们将实验室窗帘拉上后进行实验，据此小组同学讨论后认为实验应在光线较________的环境中进行更便于观察； （3）器材位置正确放置后，点燃蜡烛，为了使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰和光屏的中心大致在凸透镜的________； （4）器材调整完毕后，用如下方法测量凸透镜的焦距：将一束平行于主光轴的光射向凸透镜，调整光屏，直到在光屏上形成一个________的光斑，用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离即为焦距，如图乙所示，该透镜的焦距为________cm； （5）当各元件位置如图丙所示时，光屏上成清晰的像： ①此时可在光屏上得到一个清晰倒立、________（放大/缩小）的实像； ②若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上________（能/不能）看到清晰的像，依据的原理是_________； （6）小明将蜡烛移至30cm处时，要想得到清晰的像，光屏应移至________cm处，此时成倒立、________的实像； （7）将蜡烛移至34cm处时，移动光屏，直到找到最清晰的像： ①此时光屏离凸透镜的距离可能是________ A．8cm　　B．18cm　　C．28cm ②蜡烛通过凸透镜形成的像可能是图丁中的________； （8）由于实验时间较长，蜡烛会变短，烛焰的像在光屏上的位置会向________方移动，为了能让像回到光屏中央，可将凸透镜向________调节；（以上两空均选填“上”或“下”） （9）光屏上成清晰的像后，用不透光的纸板遮住凸透镜的上半部分，则在光屏上观察到的像是________； A．烛焰的上半部分，亮度变暗 B．烛焰的下半部分，亮度变暗 C．完整的烛焰，亮度变暗 D．完整的烛焰，亮度不变 （10）小丽发现实验中当物距u等于焦距f时，发现在光屏侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像。你觉得下列解释合理的是________。 A．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距 B．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距 C．这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像 【答案】（1）光屏；（2）暗；（3）主光轴上；（4）最小最亮 10.0；（5）缩小 能 光路是可逆的；（6）70.0 等大；（7）C C；（8）上 下；（9）C；（10）B 【解析】（1）A处放置蜡烛，凸透镜成实像时，物与像在凸透镜的异侧，所以B处放置的是凸透镜，C处放置的是光屏。 （2）实验前，老师让同学们将实验室窗帘拉上后进行实验，是因为在较暗的环境中，烛焰的像与周围环境间的差异更大，实验现象更明显，所以实验应在光线较暗的环境中进行。 （3）由光的直线传播和经过凸透镜光心的光线不发生偏折可知，为了使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰和光屏的中心大致在凸透镜的主光轴上。 （4）[1][2]当与主光轴平行的光线经过凸透镜时，会发生偏折，相交于凸透镜的焦点处，调整光屏，直到在光屏上形成一个最小最亮的光斑，此时光屏所在的位置即为凸透镜的焦点处，用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离即为焦距，如图乙所示，该透镜的焦距为10.0cm。 （5）[1]图中物距大于像距，由凸透镜成像原理可知，此时成的是倒立、缩小的实像。 [2][3]将光屏与蜡烛交换位置，由光路可逆可知，光屏上可以成清晰的像，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像。 （6）[1][2]将蜡烛移至30.0cm处时，此时物距等于20.0cm，等于2倍焦距，由凸透镜成像规律可知，此时物距等于像距，所以像距也为20.0cm，故应将光屏移至70.0cm处，成的是倒立、等大的实像。 （7）[1]将蜡烛移至34.0cm处时，此时物距为16.0cm，在一倍和两倍焦距之间，像距大于两倍焦距，即大于20.0cm，所以此时光屏离凸透镜的距离可能是28.0cm。 故选C。 [2]物距为16.0cm，在一倍和两倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像。 故选C。 （8）[1][2]实验时间较长，蜡烛会变短，由光的直线传播和经过凸透镜光心的光线不发生偏折可知，烛焰的像在光屏上的位置会向上方移动，为了能让像回到光屏中央，可将凸透镜向下移动。 （9）用不透光的纸板遮住凸透镜的上半部分，光线经凸透镜的下半部分仍能成完整的像，但光线变少，所以像会变暗。 故选C。 （10）当物距小于1倍焦距时，成正立放大的虚像，实验时看到烛焰正立放大的像，说明该部分烛焰与凸透镜间的距离小于1倍焦距。 故选B。 考点视力矫正与光学仪器原理 ▌例3 （2025·江西九江·二模）在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，某小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。 （1）将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在________，此时________相当于视网膜。 （2）将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，则该像是倒立、________的实像，记下此时光屏所在的位置。 （3）用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变________，此时光屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼看物体时，物体所成的像落在视网膜的________（填“前方”或“后方”）。 （4）将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴________透镜制成的眼镜。 （5）眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施：_________。 （6）用注射器从水透镜里抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正…… 【答案】 同一高度 光屏 缩小 强 前方 凹 看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，并远眺几分钟等 【解析】（1）[1]为了使烛焰的像能成在光屏中央，实验前需调节烛焰、水透镜和光屏的中心在同一高度。 [2]光屏的作用是承接烛焰通过水透镜所成的实像，相当于人眼视网膜的功能。 （2）[3]当蜡烛放在离水透镜较远的位置时，物距大于像距，此时光屏上成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同。 （3）[4]向水透镜中注水后，水透镜变厚，对光的折射能力增强，焦距变短，模拟近视眼晶状体变厚的情况。 [5]近视眼由于晶状体折光能力过强，远处物体的像会成在视网膜前方，因此需要将光屏向水透镜靠近才能重新得到清晰的像。 （4）[6]矫正近视眼需配戴凹透镜，使光线先发散后再进入水透镜，从而使像成在光屏（视网膜）上。 （5）[7]预防近视的措施包括：避免长时间近距离用眼。保持正确的读写姿势。适当进行户外活动。定期做眼保健操。看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，并远眺几分钟等。 解题要点 视力与光学仪器类题目速记口诀： ① 视力矫正：近前凹，远后凸。即近视像成在视网膜前，用凹透镜；远视像成在视网膜后，用凸透镜。 ② 仪器成像：相机缩、投影放、放大镜正立虚；显微望远两镜组，物镜实像目镜虚。 ▌迁移练3-1（25-26八年级上·安徽六安·阶段检测）如图所示，显微镜和普通的折射式天文望远镜都是由两块焦距不同的透镜组成的，一块是物镜，另一块是目镜，下列关于它们的一些说法错误的是（    ） A．显微镜的物镜成倒立，放大的实像，望远镜的物镜成倒立，缩小的实像 B．显微镜的目镜成正立，放大的虚像，望远镜的目镜成正立，放大的虚像 C．显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘目镜的放大倍数 D．通过显微镜和望远镜所观察到的像与物体相比都是放大的 【答案】D 【解析】A．显微镜的物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像；望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像。该说法正确。故A不符合题意； B．显微镜和望远镜的目镜都相当于放大镜，成正立、放大的虚像。该说法正确。故B不符合题意； C．显微镜的总放大倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜放大倍数。该说法正确。故C不符合题意； D．显微镜观察到的像是放大的，但望远镜观察到的像本质是缩小的，只是视角变大，看起来 “放大” 了，因此 “都放大” 的表述错误。故D符合题意。 故选D。 ▌迁移练3-2（25-26八年级上·全国·课后作业）阅读文字材料，完成后面的问题： 透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领越大．通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度，用Φ表示，即Φ=。 如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是：Φ==2m-1。 平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值．例如，400度远视镜片的透镜角度是4m-1，它的焦距是0.25m。 注意：凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。 （1）如图所示是小明的眼睛看物体时的成像情况，则他的眼病及需要用来矫正 的透镜分别是( ) A．近视凸透镜    B．近视凹透镜 C．远视凸透镜    D．远视凹透镜 （2）若他所戴眼镜镜片的焦距为0.2m，则该镜片的焦度为______m-1，度数为_________度。 【答案】 B 5 -500 【解析】（1）[1]由图可知，远处物体成像在视网膜前面，所以患的是近视眼，近视眼是由于晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴具有发散作用的凹透镜，使光线推迟会聚。 （2）[2][3]若他所戴眼镜镜片的焦距为0.2m，则该镜片的焦度 因为是近视镜片，所以度数为-500度。 基础达标 1．在森林中游玩时，饮料瓶不能随意丢弃，若饮料瓶有水，经太阳照射可能引发火灾。下列光路图能解释火灾成因的是（　　）   A． B． C． D． 【答案】A 【解析】装有水的饮料瓶相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。太阳光经装有水的饮料瓶会聚后，会使局部温度升高，可能引发火灾。 A．图中为凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点，符合凸透镜对光线的会聚作用，能解释火灾成因。故A符合题意； B．图中为凸透镜，对光线有会聚作用，入射光线经过焦点经凸透镜折射后应平行射出，故B不符合题意； C．图中为凹透镜，对光线有发散作用，光线经过凹透镜后，应有远离主光轴的趋势。而图中光线经过凹透镜后与原来的传播路径对比，光线向主光轴靠近了，不符合凹透镜对光线的发散作用的特点，故C不符合题意； D．图中为凹透镜，对光线有发散作用，光线经过凹透镜后，应有远离主光轴的趋势。而图中光线经过凹透镜后与原来的传播路径对比，光线向主光轴靠近了，不符合凹透镜对光线的发散作用的特点。故D不符合题意。 故选A。 2．如图，蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．5cm B．20cm C．30cm D．40cm 【答案】A 【解析】蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，说明物距大于两倍焦距，即 则，故A符合题意；BCD不符合题意。 故选A。 3．如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 【答案】A 【解析】通过“寸镜”能看清手表微小结构，此时“寸镜”作为放大镜使用，则需满足物体位于凸透镜的1倍焦距以内，即物距小于1倍焦距，此时会形成正立、放大的虚像，便于观察微小结构。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是（    ） A．丙图是近视眼，应该配戴凹透镜 B．丙图是远视眼，应该配戴凸透镜 C．丁图是近视眼，应该配戴凸透镜 D．丁图是远视眼，应该配戴凹透镜 【答案】A 【解析】丙图中像呈在视网膜的前方，故是近视眼，应该配戴凹透镜来矫正；丁图中像呈在视网膜的后方，故是远视眼，应该配戴凸透镜来矫正，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．2025年1月20日，在第九届亚冬会火种采集仪式上，现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象，让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上，如图乙。______（填“上”或“下”）方眼镜的透镜类型与冰透镜相同，为______透镜。 【答案】 下 凸 【解析】[1][2]图甲中的冰透镜成功点燃了火炬，所以冰透镜对光线有会聚作用，为凸透镜。图乙中，上方的透镜下的光斑中间暗，透镜对光线有发散作用，下方的透镜下的光斑中间亮，对光线有会聚作用，为凸透镜，所以下方的透镜和冰透镜类型相同。 6．小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为___________cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜___________书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是___________。 【答案】 10 远离 小于10cm 【解析】[1]平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以根据题意可知此凸透镜的焦距为10cm。 [2][3]因为想要看到正立的像，所以可知此时凸透镜相当于一个放大镜，放大镜利用的是当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像的原理，所以想看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于10cm，而当凸透镜成正立、放大的虚像时，物距越大，像距越大，成的虚像越大，所以可知想要看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，但是距离不能大于10cm。 7．如题图所示探究凸透镜成像规律，记录并绘制物距u与像距v之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是___________cm，当u=15cm时，光屏上成倒立___________的实像，___________就是根据这一原理制成的。 【答案】 10 放大 投影仪 【解析】[1]在探究凸透镜成像规律的实验中，当物距u等于像距v且两者都等于二倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像，根据物距u与像距v之间的关系图像，可知 解得凸透镜的焦距为 [2][3]当u=15cm时，满足，根据凸透镜成像规律，此时凸透镜成倒立、放大的实像，这一原理被应用于投影仪中。 8．眼睛是人类心灵的窗户，眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜。如图是科技兴趣小组的同学利用注射器和水膜模拟眼睛看物体的情境。光屏相当于视网膜，这时光屏上呈现倒立缩小的________（选填“实像”或“虚像”）。为了模拟正常人眼看近处物体，注射器应________（选填“推入”或“抽出”）水。 【答案】 实像 推入 【解析】【小题1】[1]由图可知，物距大于像距，所以光屏上的像是倒立缩小的实像。 [2]当睫状体收缩时，晶状体变厚，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。所以为了模拟正常人眼看近处物体，注射器应推入水。 9．兴趣小组在探究凸透镜成像规律； （1）如图所示，在光具座上调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ___________ 上，此时光屏上呈现清晰的像（像未画出），由此可知该凸透镜焦距为 ___________ cm； （2）实验中从左侧观察凸透镜，也看到了“烛焰”，“烛焰”可能是光只在透镜左侧表面发生 ___________ 形成的； （3）将蜡烛向右移动6cm，光屏向 ________ 移动10cm，光屏上恰好出现了烛焰清晰的倒立、___________ 的像； （4）实验时发现像不完整，他分析可能是手指遮挡了部分透镜所致。然后他将一张足够大的遮光板紧贴着凸透镜自上而下插入到透镜前，直至挡住其上半部分，在该过程中，光屏所成像大小 ________ （选填“变大”、“变小”或“不变”），亮度 ___________ （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 【答案】（1）主光轴 15.0；（2）反射；（3）右 放大；（4）不变 变暗 【解析】（1）[1]在探究凸透镜成像规律的实验中，要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，且位于凸透镜的主光轴上，这样像才能成在光屏中央。 [2] 当物距等于像距时，，由图可知，刻度尺分度值，此时 则 ，所以。 （2）从左侧观察凸透镜看到“烛焰”，是因为光在透镜左侧表面发生了光的反射，类似于凸面镜成像。 （3）[1][2]蜡烛向右移动，物距减小，根据凸透镜成像规律，“物近像远像变大”，像距会增大，所以光屏应向右移动。原来物距，蜡烛向右移动6cm后，物距 ，此时，根据凸透镜成像规律，成倒立、放大的实像。 （4）[1][2]凸透镜成实像时，遮住凸透镜的上半部分，来自物体上任意一点的光射向凸透镜的下半部分，经凸透镜折射后，都能够会聚成像，像的大小不发生变化。由于遮住凸透镜的上半部分，透过凸透镜成像的折射光线减少， 则会聚成的像的亮度会变暗。 10．在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。具体操作如下： ①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在______； ②将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，记下此时光屏所在的位置； ③用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变______，此时屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的______； ④将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴______透镜； ⑤从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。 ⑥眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。____ 【答案】 同一高度 强 前方 凹 预防近视的措施有：读书姿势要正确，眼与书的距离要在33cm左右；看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，要远眺几分钟；要定期检查视力，认真做眼保健操；不在直射的强光下看书；不在光线暗的地方看书；不躺卧看书；不走路看书。 【解析】①[1]将蜡烛、水透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、水透镜和光屏三者中心大致在同一高度，是为使烛焰的像成在光屏的中心。 ③[2]用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜变厚，焦距变短，水透镜对光的偏折能力变强。 [3]④[4]根据近视眼的成因可知，远处来的光线经晶状体后，在视网膜前会聚，这是晶状体太厚，聚光能力太强或眼球前后距离太远造成的，是近视眼，要佩戴对光有发散作用的凹透镜矫正。 ⑥[5]略。 11．如图，根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出一个透镜。 【答案】 【解析】由给出的光线可知，虚线框内的透镜对光线有会聚作用，为凸透镜，如图所示： 12．根据透镜对光的作用，完成下列光路图。 【答案】 【解析】通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散射出，其折射光线的反向延长线经过凹透镜的虚焦点。如图所示： 能力进阶 13．截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。关于这个玻璃体，同学们经过讨论，提出了以下观点，其中正确的是（ ） ①可以看做两块凹透镜； ②可以看做一块凸透镜； ③对图示光束具有发散作用； ④对图示光束具有会聚作用。 A．只有①③ B．只有①②③ C．只有②④ D．只有①④ 【答案】A 【解析】玻璃体被中空（中间是空气）分成了两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，都是凹透镜，对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃体后，会变得发散，所以只有①③正确，②④错误，故BCD错误，A正确。 故选A。 14．蜡烛S、某光学元件K和光屏P按如图示位置放置在光具座上，它们的中心在同一水平直线。此时光屏上可观察到烛焰清晰的像，则下列说法中正确的是（　　） A．若K是小孔并将光屏向右移动少许，光屏上的像将变小 B．仅需水平移动S、K或P中的一个，即可判断K是小孔还是凸透镜 C．若K是凸透镜，则它的焦距满足 D．若K是凸透镜并移至35.0刻度线处，光屏上将得到清晰的缩小像 【答案】B 【解析】A．小孔成像的原理是光的直线传播，光屏向右移动少许，光屏上的像变大，不会模糊，故A错误； B．小孔成像只能改变像的大小，若K是小孔，则像的清晰度不会发生变化；若K是凸透镜，则像的大小、清晰度都发生变化，仅需水平移动S、K或P中的一个，即可判断K是小孔还是凸透镜，故B正确； C．若K是凸透镜，由图可知，物距大于像距，光屏上可观察到烛焰清晰的像，为倒立、缩小的实像， u=50cm-20cm=30cm此时物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，即30cm>2f，解得f<15cm，由图可知，像距 v=65cm-50cm=15cm即f<15cm<2f，解得7.5cm<f<15cm，故C错误； D．若K是凸透镜，并移至35.0cm刻度线处，此时物距变为15cm，像距为30cm，正好与第一次成像时的物距和像距互换，由光在折射时光路是可逆的可知，此时光屏上将得到清晰的倒立、放大的实像，故D错误。 故选B。 15．工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 （1）凸透镜起到______的作用； （2）凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的______焦距范围之内； （3）通过凸透镜看到的是仪表______（填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的______侧。 【答案】 放大镜 一倍 正立 同 【解析】（1）[1]中间厚两边薄的透镜叫凸透镜，工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，凸透镜起到放大镜的作用。 （2）[2]当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，成正立、放大的虚像，故凸透镜与仪表的距离应在一倍焦距范围之内。 （3）[3][4]当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，通过凸透镜看到的是仪表正立的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。 16．（哪吒之魔童闹海）自上映以来，打破众多影史纪录，成为我国电影的一张新名片。观影时，电影银幕______（选填“是”或“不是”）光源，观众在不同位置都能看到银幕上的影像，是因为光在银幕上发生了______（选填“镜面”或“漫”）反射；放映机成的是倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。 【答案】 不是 漫 放大 【解析】[1]观影时，电影银幕反射放映机发出的光，所以电影银幕自身不会发光，不是光源。 [2]观众在不同位置都能看到银幕上的影像，是因为光在银幕上发生了漫反射，反射光线朝向各个方向。 [3]放映机的原理是物距大于凸透镜的二倍焦距时，成倒立、放大的实像。 17．小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像； 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5    （1）光屏上的像是实像还是虚像？___________； （2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向___________调节可以使烛焰的像移到光屏中央； （3）小明选的凸透镜焦距为___________cm； （4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是___________（选填字母）；    （5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号为___________两个凸透镜进行实验验证。 【答案】 实像 上 10 D ①、② 【解析】（1）[1]如图甲所示，物距小于像距，此时烛焰在光屏上成放大的像，为投影仪的成像原理，成倒立、放大的实像。 （2）[2]一段时间后，蜡烛越烧越短，此时烛焰的像在光屏上方呈现，为了使烛焰的像移到光屏中央可以将蜡烛上移，使得烛焰，透镜的光心和光屏中央在同一水平直线上。 （3）[3]由甲图可知，此时物距小于像距，为投影仪的成像原理，此时物距为15.0cm，在一倍到两倍焦距之间，像距为30.0cm，像距在两倍焦距之外，根据表格可知，小明选的凸透镜焦距为10cm。 （4）[4]将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，此时物距大于像距，为照相机的成像原理，成倒立、缩小的实像，从左侧向光屏看，会看到图B所示的像，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （5）[5]若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关，则需要控制凸透镜的焦距相等，故可在题表中选取编号为①、②两个凸透镜进行实验验证。 18．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲，若将蜡烛向左移动少许，光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像，可采用下列方法： ①若移动光屏，则应将光屏向左移动； ②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的______（选填“近视镜”或“远视镜”）； （2）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则此凸透镜焦距为______； （3）小明在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为______； （4）他还想利用发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图戊中的4个字母适合做光源的有______个； （5）若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。设蜡烛与凸透镜第一次成清晰像所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距f______L（选填“＞”、“＜”或“＝”），凸透镜移动过程中，设第二次成清晰像的位置为B，则前后两次成清晰的像所在位置A、B之间的距离______（用L0、L表示）； 【答案】 近视镜 0.1m ②①③⑤⑥④ 1 ＜ 【解析】（1）[1]当蜡烛向左移动时，物距变大了，此时像距要减小，因此像的位置变化到光屏的左侧，要想继续在光屏上得到清晰的像，应该将蜡烛发出的光线发散，使它们通过凸透镜后会聚在光屏上，因此需要在蜡烛与凸透镜中间放置一个能够发散光线的透镜——凹透镜，即近视镜。 （2）[2]当物距倒数为时，即物距为 此时像距的倒数也为，即此时像距为0.2m。即此时成像时像距与物距相等，此时成的倒立的等大的实像，像距与物距均等于二倍焦距，则凸透镜的焦距为 （3）[3]蜡烛距凸透镜在二倍焦距以外时，成倒立缩小的实像；蜡烛距凸透镜在一倍焦距与二倍焦距之间时，成倒立放大的实像；且成实验过程中，物距越大，像就越小。蜡烛距凸透镜小于一倍焦距时，成正立的放大的虚像；成虚像时，蜡烛离凸透镜越远，像就越大。故蜡烛自远向近靠近凸透镜时，成的像依次为：②①③⑤⑥④。 （4）[4]物体通过凸透镜成实像时，上下左右都是颠倒的，所以，为了更好地探究凸透镜成像，选择的字母，上下左右颠倒后，应该与原来有明显的区别，故F这个发光字母适合做光源。 （5）[5]此时，物距小于像距，即物距小于二倍焦距大于一倍焦距时成放大的实像，即。 [6]因为凸透镜成像中，光发生了折射，在光的折射现象中，光路是可逆的。如果物体和光屏的位置不动，移动凸透镜，两次成像，则第一次成像时的像距与物距分别等于第二次成像时的物距与像距。第一次成像时，凸透镜距蜡烛为L。则第二次成像时，凸透镜距光屏为L，则两次透镜相距 19．在自制简易照相机跨学科实践活动中，小明和小华合作完成了下列任务。 任务一：认识照相机 （1）如图甲所示为照相机的结构图，把镜头盒内多块透镜的组合视作凸透镜，把胶片盒内的感光芯片视作光屏。利用如图乙所示的光具座可以模拟照相机的成像情况，点燃蜡烛，调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的________上，接着调节蜡烛、凸透镜和光屏在如图位置时，光屏上恰好呈现清晰的烛焰像（图中未画出），该像是倒立、________的实像； （2）实验过程中，小华将自己的眼镜放在图乙中凸透镜左侧附近，结果光屏上的像由清晰变模糊了，她将光屏向右移动适当距离后再次呈现了清晰的像，由此可知小华是________（选填“远”或“近”）视眼，配戴的眼镜是________（选填“凸”或“凹”）透镜； 任务二：设计和制作照相机 老师提供的器材有：正方体纸盒组合A（一大一小，边长分别为20cm、12cm）、正方体纸盒组合B（一大一小，边长分别为10cm、6cm）、凸透镜A（焦距为5cm）、凸透镜B（焦距为10cm）、半透明薄膜、美工刀、胶带等。 （3）设计可拍清晰的远景和近景的照相机。将凸透镜作为照相机的镜头，半透明薄膜作为照相机的胶片，大小纸盒作为镜头盒和胶片盒。通过镜头盒的前伸后缩，拍清晰的远景和近景的像，小明和小华分别设计出如图丙、丁所示的结构图，两人交流讨论后认为图________成的像会更清晰、效果更好； （4）选择合适的器材制作简易照相机。为使照相机能拍清晰远景和近景，小明选择了焦距为10cm的凸透镜，他思考后再选择了正方体纸盒组合________（选填“A”或“B”），按效果好的结构图组装好。小华选择了另一套凸透镜和正方体纸盒组合，也顺利完成了制作。在交流与评价环节，小明和小华分别用制作好的两款简易照相机观察物体，发现________（选填“小明”或“小华”）制作的照相机，观察完同一远景后，再观察同一近景，胶片盒移动的距离较短。 【答案】（1）主光轴 缩小；（2）近 凹；（3）丁；（4）A 小华 【解析】（1）[1]为了让烛焰的像成在光屏中央，应让烛焰、光屏和凸透镜的中心在同一高度，所以调整烛焰和光屏中心位于凸透镜的主光轴上。 [2]图乙中，物距大于像距，在光屏上成倒立、缩小的实像。 （2）[1][2]图乙中，在凸透镜左侧附近放入眼镜后，需要向右移动光屏才能再次成清晰的像，说明此眼镜对光有发散作用，让光的会聚点延长了，所以此眼镜是凹透镜，小华是近视眼。 （3）图丁中，半透明薄膜在镜头盒的内部，则环境光线对成像影响较小，成像更清晰，效果更好。 （4）[1]为了拍摄清晰的远景和近景，简易照相机需要选择合适的凸透镜和调整胶片盒位置。小明应选择正方体纸盒组合A，因为小明所用凸透镜的焦距较大，成像时，物距、像距相对焦距较小的凸透镜的物距、像距会更大，所选的纸盒边长应较大。 [2]观察同一远景后，再观察同一近景，需要将胶片盒移动距离较短，说明所用凸透镜焦距较小，需要减小更短的像距以保持近景清晰，小华制作的照相机较小明的移动的距离更短。 20．按要求完成下列作图。 （1）图中，为人眼看见水中点光源的虚像，请画出点发出的一条光线经水面到人眼的光路图。 （2）图中A、B两点分别为空中小鸟和水中鱼的实际位置，人眼从C点恰好看到它们在水中的像重合，请画出小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鱼的光路图。（保留作图痕迹） （3）如图所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上、请在图中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。 （4）如图所示，是物体，是经过凸透镜所成的像，是主光轴，请在图中画出凸透镜位置并标出透镜右焦点。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】（1）连接像点与处人眼，与水面的交点为，则为折射点，连接为入射光线，为折射光线，如图所示： （2）小鸟在水中成像时，水面相当于平面镜，则小鸟与其像的连线与水面垂直，小鸟与其像到水面的距离相等，可确定小鸟在水中的像的位置。而人眼在C点恰好看到小鸟在水中的像和水中鱼的像重合，则A′也为鱼的像的位置。连接A′C与水面相交于O点，O点为小鱼射向人眼C的光线的入射点，连接OC为折射光线，连接BO为入射光线，如图所示： （3）经凸透镜的折射光线过焦点，则入射光线平行于主光轴；过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，因为入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为90°-30°=60°，则反射角也为60°，根据反射角等于60°在法线右侧作出反射光线，并标出反射角；如图所示： （4）由图示知，M′N′是虚线，则MN通过凸透镜成的是虚像，则像和物在同一侧，根据过凸透镜光心的光线传播方向不变，连接M'M并延长交主光轴于一点，该点是凸透镜的光心C，过光心C画出凸透镜；根据平行主光轴的光，经凸透镜折射后过焦点，由M点向凸透镜作平行于主光轴的光线MD，连接M'D并延长交主光轴于一点F，F是凸透镜的焦点。如图所示： 小王到眼镜店进行视力检查及配镜 21．如图1所示为眼镜店的平面图，墙上贴有视力表。按规定，视力检测的标准距离为5米，超过了这家眼镜店室内的左右距离。店主为了解决这个问题，店主在距视力表3米的位置竖直放置一块平面镜，如图2所示，为了满足测量要求，店主应将座位放置在离平面镜___________米处。 22．视力表上如图所示的字母在平面镜中的像正确的是（　　） A． B． C． D． 23．身高为1.72米的小王做完视力检查后站起，并走到距平面镜1m处，则他在平面镜中所成的像到小王的距离为___________米。 24．小王佩戴眼镜后深知爱眼护眼的重要性，于是和小组同学开展了“保护视力，远离近视”的项目学习活动。下面是小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成以下内容。 （1）眼睛的视物原理： ①小组同学查询到人的眼球结构如图所示。为了探究的视物原理，小组同学组装如图乙的实验装置，其中用点燃的蜡烛代替物体，水透镜模拟眼睛中的___________，光屏模拟眼睛中的___________。现将水透镜放在光具座上，点燃蜡烛，调节器材高度，使光源的中心、透镜的中心和光屏的中心在___________。 ②调节器材的位置至图乙的位置，此时向右移动光屏至“71cm”刻度处，光屏上出现清晰的像，该像是( ) A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像 C．倒立、等大的实像 D．正立、放大的虚像 ③根据此时的实验情况，可以推测目前水透镜的焦距可能为( ) A．10cm    B．  C．21cm    D．30cm ④小组同学保持水透镜焦距不变，将光源靠近透镜方向移动模拟观察近处的物体，为了在光屏上再次得到清晰的像，光屏应___________（选填“远离”或“靠近”）水透镜方向移动。然而根据资料，眼睛主要依靠睫状肌调节晶状体的厚度使像成在视网膜上，于是小组同学保持水透镜、发光物位置不变，通过注射器使水透镜的焦距___________（选填“变大”或“变小”），使光屏上重新成清晰的像。 （2）近视眼的形成原因 在上述实验基础上，小王模拟近视眼视物情况，此时应___________水透镜中的水（选填“增大”或“减少”），从而导致折光能力过强，使像成在视网膜的___________（选填“前方”或“后方”）。 （3）如何矫正近视眼 用如图丙的水透镜放在光具座上的合适位置，代替眼镜模拟近视眼矫正视力，请在丁图中画出光线经过两种透镜后的光路图___________，根据两种透镜对光的作用，小组应选择图丙中的___________透镜（选填“A”或“B”）放于原来的水透镜前，这是因为该透镜对光有___________作用。 【答案】21．2 22．B 23．2 24． 晶状体 视网膜 同一高度 B B 远离 变小 增大 前方 B 发散 【解析】21．平面镜成像中，像与物体到镜面的距离相等。视力表到镜面距离为3m，其像到镜面距离也为3m；标准检测距离为5m，因此座位到镜面的距离应为 22．平面镜成像为左右对称的像，“E”在镜中的像应是左右翻转的形态，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 23．平面镜成像中，像到镜面的距离等于物体到镜面的距离（1m），因此像到小王的距离为 24．（1）①[1][2][3]水透镜模拟眼睛的晶状体（起折射作用），光屏模拟视网膜（成实像）；实验中需调节三者中心在同一高度，使像成在光屏中央。 ②[4]图乙中物距（蜡烛到透镜）大于像距（透镜到光屏），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像（与眼睛视物原理一致）. 故选B。 ③[5]由图可得，物距，像距，根据，f<v<2f计算得，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 ④[6][7]光源靠近透镜（物距减小），像距应增大，故光屏需远离透镜；眼睛通过睫状体调节晶状体厚度（焦距变小），使像成在视网膜上，因此需减小水透镜的焦距。 （2）[8][9]近视眼是晶状体折光能力过强，对应水透镜中加水（增大厚度），使折光能力增强，像成在视网膜（光屏）的前方。 （3）[10]先画平行光经凹透镜发散反向延长线过左侧焦点，平行光经凸透镜会聚到右侧焦点，过光心传播方向不变，如图所示： [11][12]近视眼需用凹透镜矫正，凹透镜对光有发散作用，图丙中B是凹透镜，可使光线先发散，再经晶状体会聚，使像成在视网膜上。 25．小普同学用图1所示的实验装置模拟图2中的照相机来研究使用照相机成像的情况．图1实验装置中使用的是一只水凸透镜，利用注射器注水的方法可以连续改变水凸透镜的厚度D，从而改变凸透镜的焦距f。实验记录的数据如下表所示，所用发光体“字符”的高度H为3厘米，水凸透镜的焦距。 序号 水凸透镜的焦距 物距 像距 像高 物屏距离 1 35.0 14.0 1.2 49.0 2 30.0 15.0 1.5 45.0 3 34.6 10.4 0.94 45.0 4 24.0 12.0 1.5 36.0 5 42.0 7.0 0.5 49.0 6 18.0 9.0 1.5 27.0 （1）图2中的“感光元件”相当于图1中的_____________。 （2）根据序号1和2（或3和4、5和6）的数据，分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高的变化情况，可归纳得出的初步结论是：当凸透镜的焦距不变时，_____________。 （3）根据序号1和5（或2和3）中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知：保持物屏距离（发光物到光屏的距离）L不变，通过注射器调节水凸透镜的焦距变小，这时要使光屏上成清晰的像，应移动水凸透镜的位置使物距u_____________、像距v_____________，光屏上的像高_____________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） （4）图3所示是图2中照相机的镜头．拍照片时，转动“变焦环”相当于用注射器调节水凸透镜的焦距，可在之间连续改变镜头的焦距；前、后移动照相机的位置和转动“对焦环”使镜头向外伸出或向内缩进，相当于在光聚座上移动水凸透镜的位置调节物距和像距的大小．根据序号2、4和6的数据，若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大，需要对照相机进行的相应操作是：_____________。 【答案】 光屏 成缩小的实像时，物距越小，像距越大，像越大 变大 变小 变小 照相机的位置向前移动，镜头向内缩进 【解析】（1）[1]图2中的“感光元件”是用来承接像的，相当于图1中的光屏。 （2）[2]根据表格中序号1和2的数据可知，此时焦距不变，像为缩小的实像，由表格数据可知，此时物距越小，像距越大，像越大。 （3）[3][4][5]由表格中1和5（或2和3）可知，成缩小的实像时，保持物屏距离（发光物到光屏的距离）L不变，通过注射器调节水凸透镜的焦距变小，要使光屏上成清晰的像，应移动水凸透镜的位置使物距变大、像距变小，此时物体的像会变小。 （4）[6]根据表格中序号2、4和6的数据可知，焦距变小，要使人成的像一样大，应减小物距，减小像距，因此应对照相机进行的操作是向前移动照相机的位置，并将照相机的镜头向内缩进。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $