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专题03 光的折射 透镜
1.掌握光的折射定律
2.熟记透镜的成像规律会利用透镜的三条特殊光线画图
3.知道红外线紫外线的特征及运用
考点一　光的折射
一、光的折射
1．光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，称为光的折射。
2．有关光的折射的基本概念
（1）入射点：光线射到分界面上的点，通常用“O”表示；
（2）法线：过光的入射点所作的与分界面垂直的直线，通常用“NN’ ”表示；
（3）入射光线：射到分界面上的光线；
（4）折射光线：被分界面折射后的光线；
（5）入射角：入射光线与法线的夹角；
（6）折射角：折射光线与法线间的夹角。
二、实验：探究光的折射规律
【实验目的】探究光的折射规律
【实验器材】可折叠的标有角度刻度的硬白纸板、水、水缸、激光笔
【实验步骤】
1．如图所示，将一块画有角度和中心虚线的硬纸板竖直插入盛有水的缸中，使虚线与水面垂直，角度刻度中心点恰与水面相平。虚线即为分界面的法线，中心点即为为入射点。
2．用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到入射点，经分界面的反射和折射，沿另一个方向射出，在纸板上出现了反射光线和折射光线的径迹。
3．改变入射角的大小，发现折射角会随着入射角的增大而增大，减小而减小。
增大入射角 减小入射角 入射角减小到0
4．把纸板右半边向前或向后折，反射光线的径迹消失。
【实验分析】
1．当纸板向前向后折时，折射光线从纸板上消失，纸板恢复平整后，折射光线重新出现，说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
2．实验过程中发现，折射光线和入射光线始终在法线的两侧。
3．折射角会随着入射角的变化趋势而变化。
4．光从空气斜射入水时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气时，折射角大于入射角。
5．当光垂直入射时，光不发生折射。
【实验结论】光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。光垂直于介质表面入射时，折射角等于零。
当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线方向，即折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向，即折射角大于入射角。
【注意事项】
1．白纸板的作用：由于白纸表面粗糙，光沿纸板传播时，有部分光被反射到各个方向，从而显示光路。
2．让光从某次折射光线径迹逆着折射光线的方向射到纸板中心点，它被折射后逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在折射现象中，光路是可逆的。
三、光的折射现象及解释
1．水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些（鱼实际在看到位置的下方）；
2．池水看起来比实际的浅一些；
3．透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位了；
4．水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些；
5．斜放在水中的筷子好像向上弯折了；
6．海市蜃楼：在学习光的直线传播的时候，我们知道光在非均匀介质中传播方向会发生变化，实质上就是光发生了折射，而由于温度的影响，空气的分布不均匀（特别是沙漠地区），所以光发生了折射，于是我们看到了远处物体的像。
7．当太阳光进入大气层后，由于大气不均匀，会向下弯曲，人们看到太阳的位置比实际太阳的位置要高，因此人们看到的日出比实际要提前一些。
由以上现象的光路图可知，光的折射形成的像是物体正立的虚像。
四，光的折射作图
已知人眼位置、空气和水的分界面、物体（点A）、像（点A’），作出人从空气中看到水中物体的光路图。
1．作图规则：
光线画实线，辅助连接线、光线的反向延长线画虚线，有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
2．作图思路：
①由像在折射光线的反向延长线上及折射光线进入眼睛，可确定折射光线的方向；
②由折射光线与分界面可以确定入射点；
③由入射点和物体可确定入射光线；
④由人看到物体可确定光线的方向。
3．作图步骤：
（1）像点在折射光线的反向延长线上，所以用虚线连接人眼和像点A’，与分界面相较于点O，O点即为入射点。
（2）用实线连线物点A与O点，人眼与O点，即为入射光线和折射光线
（3）人看到物体是光线进入人眼，画出光线的方向。
【易错点】
1．光的色散现象也属于光的折射现象。
2．在画光路图时，注意光线的方向，如果是人看到物体，光线方向是进入人眼的方向。如果是物体发出光线，光线方向是远离物体的。
3．在作图时，如果没有用到法线，就不要画出法线。
4．如图所示，在作光线穿过玻璃砖的光路时，根据光路可逆可知，入射光线AO和最终出射光线O’B是平行的。
5．如图所示，当光线从空气进入球形（弧形）表面时，如果光线的方向指向球心（圆心），相当于光线垂直于球面（弧面），那么光线不发生折射；根据光路可逆可知，当光线从球形（弧形）物体内部射出时，如果入射光线经过球心（圆心），那么光线也不发生折射。
【规律总结】
1．在光的折射中，三线共面，法线居中。
2．光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射光线远离法线。
3．斜射时，总是空气中的角大；垂直入射时，折射角和入射角都等于0°，光的传播方向不改变。
4．折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。
5．当光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生。
6．在光的折射现象中光路是可逆的。
考点二　透镜
一、透镜
由透明物质制成，至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。
中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。
凸透镜
凹透镜
二、透镜对光的作用
1．凸透镜相当于多个棱镜的组合，凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜。
2．凹透镜相当于多个棱镜的组合，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又称为发散透镜。
三、有关透镜的基本概念
1．光心：透镜的中心，用“O”表示。
2．主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线（主光轴是通过球心的直线C1C2），用点划线“”表示。
3．焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用“F”表示。凸透镜两侧均有焦点，且关于光心对称。
4．虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点，用“F”表示。凹透镜两侧均有虚焦点，且关于光心对称。
5．焦距：焦点到光心的距离，用“f ”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。
四、透镜的特殊光线
1．凸透镜的特殊光线
（1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点。
（2）根据光的折射现象中光路可逆可知，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
（3）经过光心的光线经过凸透镜后传播方向不变。
2．凹透镜的特殊光线
（1）平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过虚焦点。
（2）根据光的折射现象中光路可逆可知，射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴。
（3）经过光心的光线经过凹透镜后传播方向不变。
【易错点】
1．凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。也就是说，不经过光心的光线经过凸透镜后会向靠近主光轴的方向偏折。
发散光线经凸透镜后仍为发散光线，但发散程度会降低
2．凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。也就是说，不经过光心的光线经过凹透镜后会向远离主光轴的方向偏折。
会聚光线经凹透镜后仍为会聚光线，但会聚程度会降低
【规律总结】
1．凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。
2．透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
3．透镜和面镜的对比
种类 示意图 原理 对光线的作用
凸透镜 光的折射，光穿过凸透镜向靠近主光轴的方向偏折。 会聚
凸面镜 光的反射，光不能穿过凸面镜，通过凸面镜可以观察到更大的范围。 发散
凹透镜 光的折射，光穿过凹透镜向远离主光轴的方向偏折。 发散
凹面镜 光的反射，光不能穿过凹面镜，可以把平行光会聚到一点上。 会聚
4．太阳光是平行光，当把透镜正对太阳，光屏（白纸）与凸透镜平行的置于透镜之后时，会有以下几种光斑
（1）凸透镜的光斑
①当光屏与凸透镜之间的距离等于焦距时，有最小最亮的光斑，光斑周围由于到达的光线较少，形成了一圈暗影。
②当光屏与凸透镜之间的距离小于焦距时，有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而减小。
③当光屏与凸透镜之间的距离大于焦距时，也有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而增大。
（2）凹透镜的光斑
当光屏置于凹透镜后时，有较亮的环形光斑，环形中间区域由于到达的光线较少，形成暗影。光斑随光屏与凹透镜之间的距离增大而增大。
考点三　凸透镜成像规律
一、实验：探究凸透镜的成像规律
【实验目的】探究凸透镜的成像规律
【实验器材】标有长度的光具座，f＝10 cm（最好在10～20 cm之间）的凸透镜一个，蜡烛一支，用白色硬纸制成的光屏一个等。
【实验步骤】
1．将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整光屏和凸透镜的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
2．把蜡烛放在远处，使物距u>2f，调整光屏到凸透镜的距离，直到烛焰在屏上成清晰的像。
3．调节蜡烛位置，使物距u=2f，调整光屏到凸透镜的距离，直到烛焰在屏上成清晰的像。
4．调节蜡烛位置，使物距f 5．调节蜡烛位置，使物距u=f，发现无论怎样调节光屏的位置，都无法在光屏上看到像。
6．调节蜡烛位置，使物距u去掉光屏，从光屏这一侧向凸透镜望去，可以看到放大的蜡烛和烛焰。
【实验记录】（数据仅供参考）
f=10.0cm
实验序号 物距（u） cm 像距（v） cm 像的性质
正倒 大小 是否被光屏承接
1 50.0 12.5 倒立 缩小 是
2 20.0 20.0 倒立 等大 是
3 15.0 30.0 倒立 放大 是
4 10.0 / 不成像
5 5.0 / 正立 放大 否
【实验分析】
1．当u>2f时，在光屏上可以看到倒立缩小的烛焰的像，此像为实像。
2．当u=2f时，在光屏上可以看到倒立等大的烛焰的像，此像为实像。
3．当2f>u>f时，在光屏上可以看到倒立放大的烛焰的像，此像为实像。
4．当u=f时，在光屏上不能看到烛焰的像。
5．当u【实验结论】凸透镜的成像规律（静态）
实验序号 物距（u） cm 像距（v） cm 像的性质
正倒 大小 虚实
1 u > 2f 2f > v > f 倒立 缩小 实
2 u = 2f v = 2f 倒立 等大 实
3 2f > u > f v > 2f 倒立 放大 实
4 u = f / 不成像
5 u < f / 正立 放大 虚
【注意事项】
1．光具座的长度要大于凸透镜焦距的4倍、否则无法完成实验。
2．可以用发光二极管代替蜡烛，这样成像稳定且容易比较像与物的大小关系。
3．调整光屏和凸透镜的高度，使蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度的目的是使像成在光屛的中央。
4．若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：
（1）烛焰在焦点以内；
（2）烛焰在焦点上；
（3）烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
（4）蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光屏无法移到该位置。
二、凸透镜成像的原理
在学习小孔成像、光的反射时，我们已经知道实像是实际光线会聚而成的，虚像是射入人眼的光线的反向延长线相交而成的。因此，我们可以利用凸透镜的特殊光线，可以确定折射光线的交点（实像点）或者折射光线反向延长线的交点（虚像点），我们选择物体端点发出的光线来确定像的端点的位置，从而确定像的位置。
说明：以下图中AB为物体，A’B’为凸透镜成的像，2f点为到光心距离为2倍焦距的点。
1．u > 2f，2f > v > f，成倒立缩小的实像，是照相机、摄像头的工作原理。
2．u = 2f，v = 2f，成倒立等大的实像，可以用来确定焦距。
3．2f > u > f，v > 2f，成倒立放大的实像，是投影仪、幻灯机的工作原理。
4．u = f，折射光线平行，不成像，可以用来从点光源获得平行光。
5．u < f，折射光线反向相交，成正立放大的虚像，是放大镜的工作原理。
三、透镜的两种应用
1．投影仪
（1）投影仪原理
投影仪是利用凸透镜能成放大实像的原理制成的。它下面的盒是聚光器，盒中光源发出的光线均匀地照射在置于盒面上的透明投影片上。盒面上方有一成像凸透镜，将投影片发出的光线折射后，经上方与水平面成45°角的平面镜改变光路后，成像在前面的屏幕上。
（2）投影仪的调节
由凸透镜成实像时遵循物近像远像变大，物远像近像变小的规律可知，当需要使成像变大时，应增大投影仪与屏幕的距离，减小成像凸透镜与投影片的距离；反之，当需要使成像变小时，应减小投影仪与屏幕的距离，增大成像凸透镜与投影片的距离。
2．放大镜
（1）放大镜的原理
放大镜是利用凸透镜能成放大虚像的原理制成的。
（2）放大镜的调节
由凸透镜成虚像时遵循物近像近像变小，物远像远像变大的规律可知，当需要使成像变大时，应增大放大镜与物体的距离；反之，当需要使成像变小时，应减小放大镜与物体的距离。
【易错点】
1．凸透镜成的实像，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒；凸透镜成的虚像，上下左右都不颠倒。
2．用纸遮住凸透镜一部分(或凸透镜缺一小块)，光屏上仍会成完整的像点，但像会变暗一些。如下图所示，物体A点发出的若干条光线在A’点会聚形成像。
现用纸板遮住上半部分，如下图所示，A点发出的多条光线仍可在A’点会聚形成像点，但因为会聚的光线变少，所以像的亮度会降低。
同理，现用纸板遮住下半部分，如下图所示，A点发出的多条光线仍可在A’点会聚形成像点，但因为会聚的光线变少，所以像的亮度会降低。
3．凸透镜成的实像不仅可以用光屏承接，用眼睛直接观察也可以看得到。
4．从侧面透过装水的圆柱形玻璃杯看物体，只有水平方向物体的大小、正倒会发生变化，竖直方向的大小、正倒不发生变化。因为玻璃杯只左右方向中间厚，两边薄相当于凸透镜，上下方向无厚度变化，相当于厚玻璃。
铅笔离水杯很近时，成正立放大的虚像
铅笔离水杯较远时，成倒立放大的实像
铅笔离水杯更远时，成倒立缩小的实像，
【规律总结】
一、对凸透镜成像规律的进一步认识
1．成实像时，除u = v = 2f外，物距和像距不会在同一个范围内，当u > 2f时，2f > v > f；当2f > u > f，v > 2f。口诀：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。
2．物距比像距大，物比像大；像距比物距大，像比物大；物距和像距一样大，物和像一样大。
3．u = f是成实像和虚像的分界点，u = 2f 是像放大和缩小的分界点。口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
4．相对于凸透镜，实像和物体在两侧，虚像和物体在同侧。
5．由u = v = 2f可知，经过凸透镜一侧2f点的光线经过凸透镜后会经过另一侧2f点。
二、利用凸透镜成像规律，根据物距、像距判断焦距的范围
已知物距u和像距v，可以判断符合哪一条成像的规律，再把物距、像距值分别代入规律中的范围，联合求解，即可确定焦距范围。如下图，在光屛上已呈现清晰的烛焰的像（未画出），那么：
1．由u =30cm，v= 45cm，可以判断此时在光屛上成倒立、放大的实像；
2．根据成放大实像的条件，f < u < 2f，将u = 30cm带入得：f < 30 < 2f ①
3．此时像距范围v > 2f，将v = 45cm带入得：45cm > 2f ②
4．联合求解①②不等式组，可得焦距范围：15cm < f < 22.5cm。
考点四 透镜的应用
1．透镜位置不变，移动蜡烛、光屏
（1）成实像时，物近像远像变大（或物远像近像变小）
我们将成实像的三种情形的光路放到一张图中，可以看到，平行于主光轴的光线的光路不发生变化，而经过光心的光线的角度随物体的移动发生了变化，从而使像点位置发生了变化。如图中物体从位置1移动到位置3，物体越靠近透镜，像变得离透镜越远，像变得越大；反之，物体从位置3移动到位置1，物体越远离透镜，像变得越靠近透镜，像变得越小。
（2）成虚像时，物近像近像变小（或物远像远像变大）
我们将成虚像的两种情形的光路放到一张图中，可以看到，平行于主光轴的光线的光路不发生变化，而经过光心的光线的角度随物体的移动发生了变化，从而使像点位置发生了变化。
如图中物体从位置1移动到位置2，物体越靠近透镜，像越靠近透镜，像越小；反之，物体从位置2移动到位置1，物体越远离透镜，像越远离透镜，像越大。
（3）成实像时，物和像，谁在2倍外，谁移动就快
假设u=10f，则2f>v>f，现在把物体移动到2f点上，像也会移动到2f点上，那么，在此过程中，物体移动了8f的距离，而像移动了小于f的距离，物体移动的距离大于像移动的距离，而此过程中物和像是同时移动同时停止的，所以物体移动的速度大于像移动的速度。反之，v=10f，2f>u>f，则像的移动速度大于物体的移动速度。
（4）成实像时，物近像远像变快
按照上一条的关系易得，如果物体匀速靠近焦点时，像的速度会越来越快。
（5）成实像时，物像距离不固定，u＋v≥4f。
当物体从2f点向透镜移动时，像比物体移动的快，物体与像之间的距离增大；当物体从2f点远离透镜移动时，物体比像移动的快，物体与像之间的距离增大。故当u=2f，v=2f时，物和像的距离最小，为4f。也就是说，u＋v≥4f。
2．透镜位置不变，将蜡烛与光屏互换位置
由以上光路图结合在光的折射现象中光路可逆可知，原来成倒立、缩小像时，互换位置后，成倒立、放大的像；原来成倒立、放大像时，互换位置后，成倒立、缩小的像。
3．蜡烛和光屏不动，移动透镜
当蜡烛和光屏不动时，物和像之间的距离一定，移动透镜，会改变移动后的物距等于原来像距时光屏上可以再次成清晰的像。
4．在凸透镜与蜡烛之间加眼镜(或透镜)
（1）加凸透镜（远视镜、老花镜）
凸透镜对光线有会聚作用，原凸透镜前或后再加一个凸透镜时，会使光线提前会聚，像会更靠近凸透镜。如下图所示，原1号凸透镜成像的位置在位置1，在1号凸透镜前后加上2号凸透镜后，成像位置在位置2，更靠近凸透镜。
（2）加凹透镜（近视镜）
凹透镜对光线有发散作用，凸透镜前再加一个凹透镜时，会使光线延迟会聚，像会更远离凸透镜。如下图所示，原1号凸透镜成像的位置在位置1，在1号凸透镜前后加上2号凹透镜后，成像位置在位置2，更远离凸透镜。
5．换用更大或更小焦距的透镜（水透镜抽水或注水）
透镜越厚，对光的偏折能力越强，焦距越小。透镜越薄，对光的偏折能力越弱，焦距越大。
水透镜：由透明橡皮薄膜、注射器、乳胶管、止水阀等器材制成的薄厚可改变的透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水，可以改变水透镜的厚薄。
（1）换更大焦距的透镜(水透镜抽水)
将原凸透镜更换为更薄（焦距更大）的凸透镜，会使光线延迟会聚，像会更远离凸透镜。如下图所示，原凸透镜成像的位置在位置1，将原凸透镜更换为更薄的凸透镜后，焦点由F点变为F’，焦距变大，成像位置变为位置2，更远离凸透镜。
（2）换更小焦距的透镜(水透镜注水)
将原凸透镜更换为更厚（焦距更小）的凸透镜，会使光线提前会聚，像会更靠近凸透镜。如下图所示，原凸透镜成像的位置在位置1，将原凸透镜更换为更厚的凸透镜后，焦点由F点变为F’，焦距变小，成像位置变为位置2，更靠近凸透镜。
6．（1）凸透镜不动，物体向下移动，像将向上移动。如下图所示，物体原在位置A1B1，其成的像在位置A1’B1’，现将物体向下移至位置A2B2，其成的像向上移动到位置A2’B2’。反之，由光路可逆可知，凸透镜不动，物体向上移动，像将向下移动。
（2）物体不动，凸透镜向下移动，像将向下移动。如下图所示，原物体成的像在位置A’B’,现将凸透镜向下移动，像将向下移动到位置A’’B’’。反之，物体不动，凸透镜向上移动，像将向上移动。
因此在实验时，蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动；为使像成在光屛中央，应将凸透镜向下移动或将蜡烛或光屛向上移动。
考点五 人眼看不见的光
一、可见光和不可见光
人眼能感觉到的光称为可见光，人眼无法察觉的光称为不可见光。
二、红外线
1．在色散光带红光外侧存在能使物体发热的不可见光，称为红外线。
2．红外线的特点及应用
（1）一切物体都在发射红外线，温度越高辐射的红外线越多。
应用：①根据物体辐射出的红外线成像，例如打仗用的夜视镜、夜视仪、火灾监测系统。
②根据物体辐射出的红外线强度测温,例如红外线测温仪。
③根据物体辐射出的红外线跟踪目标，例如响尾蛇捕食、响尾蛇导弹。
（2）红外线具有热效应，红外线照射到物体表面时，物体的温度会升高。
应用：利用红外线的热效应加热，例如红外线烘烤、红外线高温消毒，太阳能热水器。
（3）红外线穿透云雾的能力强
应用：卫星遥测
（4）红外线抗干扰能力强
应用：家用电器遥控器 红外线感应器
三、紫外线
1．在色散光带紫光外侧存在能使照片底片感光的不可见光，称为紫外线。
2．紫外线的特点及应用
（1）紫外线能使荧光物质发光
应用：验钞机，夜光表
（2）化学作用强
应用：消毒、杀菌
（3）紫外线的生理作用，促进人体合成维生素D，进而促进钙的吸收。
应用：孩子、老人应多晒太阳
（4）过量的紫外线对人体有害，地球的臭氧层阻挡太阳光中的紫外线进入地球，我们要保护环境，防止臭氧层被破坏。
【易错点】
1．任何物体任何温度都在向外辐射红外线，因此一切光源发出的光线中都有红外线。
2．红外线测温仪只是接收物体发出的红外线进行温度检测，而不是发出红外线。
3．荧光物质发出的光线是可见光。
【规律总结】
红外线与紫外线有完全不同的特点，在实际生活中，通常在发射红外线时都不可避免地会发出一定量的红色光，在发射紫外线时都不可避免地会发出一定量的紫色光。这也可以作为是一种区分红紫外线的方法。
考向1 光的折射
1．（2025 句容市校级一模）在平静的湖面能看到“鱼在白云中穿梭，鸟在水草中翱翔”的美丽奇观。在下列光路图中，能正确描述人看见水中的“鱼”或“鸟”的光路图的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．（2025 沛县模拟）下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是（　　）
A．图甲：岸上的人看见水中的物体
B．图乙：物体通过小孔形成实像
C．图丙：光从室外透过窗户玻璃进入室内
D．图丁：人观察对岸的树木在水中倒影
3．（2025 江苏一模）小丽夏天和同学一起游泳时，发现人的腿在水中“变短”了。下列现象与其光学原理相同的是（　　）
A．水中倒影
B．皮影戏
C．筷子在水中“弯折”
D．后视镜中的像
4．（2025 邗江区校级三模）如图所示，插入水中的铅笔“弯折”了，从光学角度来看与其原理相同的是（　　）
A．日食
B．水中倒影
C．光纤传输光信号
D．海市蜃楼
5．（2025 盐城三模）C是球形水滴的球心，入射球形水滴的光线与C点所在的一个圆在同一平面上，它进入并穿过水滴的传播径迹可能是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
6．（2025 通州区二模）将硬币放在碗底，后退至恰好看不到硬币，如图所示，向碗中倒入一些水后又能看见硬币了，此时的“硬币”（　　）
A．是实像
B．由光的反射形成的
C．比实际位置高
D．是光从人眼传到硬币形成的
7．（2025 南京二模）《中国诗词大会》因其“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的高品质，深受观众的青睐。下列对古诗文中涉及的光现象与原理解释相符的是（　　）
A．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”——“潭清疑水浅”是光的反射现象
B．“起舞弄清影，何似在人间”——“起舞弄清影”是光的折射现象
C．“白云生镜里，明月落阶前”——“白云生镜里”是光的反射现象
D．“野旷天低树，江清月近人”——“江清月近人”是光的直线传播现象
8．（2025 昆山市模拟）水平桌面上有一装了水的烧杯，现将一根长木棒紧贴着烧杯外侧竖直放置，以下可能观察的现象是（　　）
A． B． C． D．
二．填空题（共4小题）
9．（2025 锡山区校级一模）如图所示，把玻璃杯放在“物理”书上，往杯内注水近满，由上向下观察，发现杯内“物”比杯外的“理”高，产生该现象的主要原因是光从 　 　 （选填“水射向空气”或“空气射向水”）发生了光的 　 　 现象。若减少水量，则观察到“物”会向 　 　 移动。
10．（2025 扬州二模）构建思维导图是高效复习的重要方法，请结合所学知识补全关于“像”的思维导图。
（1）　 　 ；（2）　 　 ；（3）　 　 。
11．（2025 淮安一模）如图所示是一位游客在海洋公园拍到的北极熊的照片，北极熊的头身居然分离了！对此，小亮解释道：游客看到的北极熊的身体是光从 　 　 中斜射入 　 　 （前两空均选填“水”或“空气”）中时，在界面发生折射形成的 　 　 （选填“实”或“虚”）像。
12．（2025 姑苏区模拟）如图所示，激光笔发出的一束光从空气中的A点斜射到水面上的O点，经反射后在足够长的刻度尺上形成一光点B。
（1）若入射光线与界面所成的夹角为37°，则反射角为 　 　 。
（2）保持入射点O不变，将激光笔竖直靠近空气与水的界面，则在刻度尺上形成的光点将会 　 　 （选填“向上”或“向下”）移动。
（3）图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点C（图中未标出），则B、C两光点到界面的距离大小关系是：sBD　 　 sCD（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（4）小高在空气中点燃卫生香，从而在周围充以烟雾。他是为了利用烟尘微粒对光的 　 　 （填“镜面反射”或“漫反射”）来显示光通过的路径。
三．作图题（共3小题）
13．（2025 南京一模）如图所示，一束光射到水面上，请作出它的反射光线和大致的折射光线。
14．（2025 丹阳市二模）如图所示，光线从水中射入空气，请画出反射光线和折射光线的大致位置。
15．（2025 工业园区校级二模）根据题目要求作图：
神舟十八号载人飞船装有4条斑马鱼的透明容器转移到问天实验舱。请你在图中画出航天员看到斑马鱼的光路图（S表示鱼的实际位置，S'表示鱼像的位置，不考虑容器壁对光线的影响）。
四．实验探究题（共1小题）
16．（2025 靖江市模拟）如图所示，长方形白纸上的虚线PQ与白纸底边平行，小明将宽为d的长方形透明玻璃砖沿PQ放置、激光笔紧贴白纸从PQ上C点发出一束细光束射向白纸边缘A点，观察光的传播现象。
（1）激光束紧贴白纸的目的是：　 　 ；
（2）射向A点的激光束从玻璃砖上表面M点射出，出射光线与白纸边缘交于B点，这是光的　 　 现象，此时折射角　 　 θ（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若一束激光从AB之间射向M点，则激光将从　 　 （选填“PN”、“NC”或“CQ”）之间射出；
（3）若保持激光束沿CA方向，仅将玻璃砖向上平移的距离，玻璃砖下边与PQ平行，出射光束与白纸边缘交于D点，则D点在A点的　 　 （选填“上方”或“下方”）。
考向2 透镜
一．选择题（共1小题）
1．（2025 相城区校级模拟）如图甲所示，光学元件由两个圆形透镜A、B组成。将光学元件正对太阳光，把一张白纸放在光学元件下方并正对它，如图乙所示，在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B都是凸透镜
B．A、B都是凹透镜
C．A是凸透镜、B可能是凹透镜
D．A是凹透镜、B可能是凸透镜
二．填空题（共2小题）
2．（2025 宿迁校级一模）如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为 　 　 （会聚/发散）光束。乙图中，根据光的传播路径，应该在虚线框内放入 　 　 （凸/凹）透镜。丙图中，分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，将会发现 　 　 （红/紫）光对凸透镜的焦距小。
3．（2025 洪泽区一模）某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，如图所示。不料因阳光照射、水瓶聚光，车内物品被点燃引发火灾。太阳光经过矿泉水瓶发生了 　 　 （选填“反射”或“折射”），矿泉水瓶相当于 　 　 。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。
三．作图题（共1小题）
4．（2025 邗江区一模）如图所示，请作出凸透镜的入射光线和进入水中的折射光线。
四．实验探究题（共1小题）
5．（2025 溧阳市校级模拟）如图所示，小明在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、　 　 紫的色带，小明对产生的原因进行了思考，认识到三棱镜对不同的单色光偏折程度是不同的，光偏折最大。受此启发，小明想：如果用一束红光和一束紫光分别平行于同一个凸透镜的主光轴射入，应该会看到红光照射时凸透镜的焦距 　 　 紫光照射时凸透镜的焦距（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
考向3 凸透镜成像的规律
一．选择题（共14小题）
1．（2025 淮安）如图所示，将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置，在透镜另一侧用光屏（未画出）可以呈现灯丝放大的像，此时A位置到光心O的距离为l，则l与透镜焦距f之间的关系为（　　）
A．l＜f B．l＝f C．f＜l＜2f D．l＞2f
2．（2025 鼓楼区校级模拟）小明用弹性膜注水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，固定透镜，将一个F形光源放在合适位置后，调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是（　　）
A．图甲模拟正常人眼球观察物体时的成像情况，光屏上成倒立放大的实像
B．模拟图乙的成因时需要从水透镜向外抽水
C．若将远视眼镜靠近甲图透镜左侧放置，要将光屏靠近透镜才能承接到清晰的像
D．将蜡烛改为平行光源，将平行玻璃砖放在丙图所示位置，则会聚点将仍在焦点F处
3．（2025 建邺区校级模拟）如图所示，在“探究凸透镜的成像特点”实验中，光屏是白色不透光的塑料片，发光物是“”字，此时刚好在光屏上找到一个清晰的像，则此时按图中所示的方向人眼看到光屏上像的大小和形状是（　　）
A．放大的“”
B．放大的“”
C．缩小的“”
D．缩小的“”
4．（2025 金湖县一模）如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法正确的是（　　）
A．从图甲中可知该透镜的焦距为 40.0cm
B．如图乙所示，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C．如图乙所示，将蜡烛移至 30cm 处，光屏向右适当移动可得到放大的实像
D．如图乙所示，将蜡烛移至 45cm 处，移动光屏可以得到放大的实像
5．（2025 崇川区校级一模）如图所示，线段AB为一凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，若用此凸透镜成像，当物体距透镜0.3m时，可在光屏看到（　　）
A．倒立、放大的实像 B．倒立、等大的实像
C．倒立、缩小的实像 D．不成像
6．（2025 工业园区模拟）如图是某校门禁的刷脸机，师生通过“刷脸”进出校园。下列说法正确的是（　　）
A．“刷脸机”的摄像头是凹透镜
B．人在“摄像头”里所成的像是虚像
C．“刷脸”的同学要位于摄像头二倍焦距以外
D．要使屏幕上自己的像变小，需靠近“刷脸机”的摄像头
7．（2025 工业园区模拟）小明用如图所示的玻璃圆柱体观察物理书上的“”字，其中不可能看到的像是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．（2025 工业园区校级二模）某实验从趣小组探究平面镜和凸透镜成像的情况如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中蜡烛A靠近玻璃板，所成的像变大
B．甲图中玻璃板保持竖直并向右移动，A的像也向右移动
C．乙图成像原理可用于制作投影仪
D．乙图不改变蜡烛与光屏的位置，向左移动凸透镜能再次在光屏上成清晰的像
9．（2025 玄武区二模）如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的像。下列说法错误的是（　　）
A．凸透镜的焦距可能为12cm
B．照相机利用了此成像原理
C．若保持蜡烛和光屏位置不动，透镜移到40cm处，光屏上不能呈现清晰的像
D．若将远视眼镜贴近凸透镜左侧放置，适当向左移动光屏能找到清晰的像
10．（2025 邗江区校级三模）如图a，蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分，如图所示，再把上半截透镜A和下半截透镜B向原主光轴位置合拢，则下列说法中正确的是（　　）
A．在a图中，如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，不会在光屏上留下小飞虫的影子
B．在a图中，如果蜡烛向透镜不断靠近，则所成的像一直变大
C．在b图中，A、B合拢后，所成像情况与a图相同，只是亮度变低
D．在b图中，A、B合拢后，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能成像
11．（2025 盐城二模）将蜡烛、凸透镜、光屏放置于光具座上，光屏上呈现一个清晰的像，如图所示。改变蜡烛的位置，移动光屏，直到光屏上再次呈现清晰的像，此时的物距u、像距v可能是（　　）
A．u＝16厘米 v＝32厘米 B．u＝14厘米 v＝28厘米
C．u＝48厘米 v＝6厘米 D．u＝13厘米 v＝43厘米
12．（2025 沛县二模）近期热映的《哪吒2》以“破界”之姿，打开了国产动画的天花板，也拓宽了全球观众对“中国故事”的想象边界。关于电影放映，下列说法正确的是（　　）
A．放映机的镜头与近视眼镜为同一种透镜
B．巨幕做成粗糙平面，是为了让光在幕布上发生漫反射
C．放映时巨幕到放映机镜头的距离应小于二倍焦距
D．观影者看到巨幕上的画面是倒立放大的虚像
13．（2025 梁溪区校级二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（　　）
A．实验所用凸透镜的焦距可能为20cm
B．光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C．将蜡烛和光屏的位置互换，透镜位置不变，光屏上不能承接到清晰的像
D．只将透镜移至40cm刻度线上，光屏上不能承接到清晰的像
14．（2025 苏州模拟）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（　　）
A．图2中铅笔向前移，像一直变大
B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大
C．图3中铅笔向后移，像一直变大
D．图3中铅笔向后移，像先变大后变小
二．填空题（共6小题）
15．（2025 广陵区一模）2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术。如图，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小芯片制程越小。
（1）此投射原理与 　 　 （照相机/投影仪/放大镜）的成像原理相同；
（2）缩图透镜的焦点在硅片 　 　 （上方/下方）；
（3）这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，则要将掩膜向 　 　 移动。
16．（2025 扬州三模）如图，将焦距未知的凸透镜、蜡烛放在如图位置时，位于Q处（图中未画出）的光屏上得到了清晰　 　 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。在此基础上分别进行以下操作：①若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，再将光屏从Q处移至另一位置得到清晰的像，此位置在　 　 cm刻度处；②若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，此过程中，蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的　 　 侧（选填“左”或“右”）。
17．（2025 靖江市一模）在“爱眼日”宣传活动中，小明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　 　 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来要模拟近视眼的像，应该从（或向）水透镜中　 　 （选填“抽水”或“注水”），烛焰的像将成在光屏　 　 （选填“左”或“右”）侧。
18．（2025 通州区模拟）小明用两个粗细相差不多的纸筒M、N、焦距为f的凸透镜、半透明薄膜制作模型照相机，如图所示。
（1）薄膜相当于 　 　 的作用，它应蒙在图中纸筒N的 　 　 端。
（2）通过调节，使薄膜位于凸透镜的 　 　 （选填“f～2f”或“2f”）范围内，可在薄膜上看到远处景物清晰倒立的像，像是 　 　 （选填“缩小”或“放大”）的。
（3）要在薄膜上看到近处景物清晰的像，小明的操作是 　 　 。
19．（2025 高邮市校级模拟） 2021年12月9日，航天员王亚平在太空中为大家直播演示了很多有趣的小实验，其中最引人注目的就是“神奇的太空小水球”如图，一开始王亚平将水注入水膜之中最终形成一个漂亮的完整水球，可以看到一个倒立的　 　 像，这个水球相当于一个　 　 。随后，王亚平向水球里注射一个气泡，神奇的一幕发生了，水球里竟然形成了一正一反的两个人像，注入气泡后，中间部分相当于两个组成的　 　 （上两空选填“平面镜”、“凸透镜”或“凹透镜”）。
20．（2025 苏州模拟）如图甲所示，小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，可以看出凸透镜对光具有 　 　 作用，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l，然后小明将凸透镜逐渐远离白纸，发现光斑变小，则凸透镜的焦距f一定 　 　 （选填“大于”“等于”或“小于”）刚才测得的距离l。如图乙所示，小华在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，要想在光屏上再次呈现清晰的像，接下来的操作是 　 　 。
三．实验探究题（共1小题）
21．（2025 靖江市校级三模）小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲，将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方，平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图象，如图乙，则可判断该透镜的焦距f为　 　 cm；
（2）如图丙，将蜡烛移至45cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的　 　 （虚/实）像；该实验现象可以说明　 　 的成像特点（照相机/幻灯机/放大镜）；
（3）小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图丁的图象，线段为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系，根据图象信息可知，该小组所用凸透镜的焦距为　 　 cm。
（4）小明继续“探究近视眼的缺陷”，他用凸透镜模拟人眼的晶状体，用光屏模拟人眼的视网膜，小明先固定蜡烛，拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，调节使光屏上出现烛焰清晰的像，标记此时光屏的位置为“1”，如图所示，撤掉眼镜后，光屏上的像变模糊，适当移动光屏的位置，可使光屏上重新呈现清晰的像，标记此时光屏的位置为“2”，则　 　 位置是表示“近视眼”视网膜的位置。
考向4 透镜的应用
一．选择题（共4小题）
1．（2025 无锡）如图所示，是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜片（　　）
A．是凸透镜，可用于矫正远视眼
B．是凹透镜，可用于矫正远视眼
C．是凸透镜，可用于矫正近视眼
D．是凹透镜，可用于矫正近视眼
2．（2025 扬中市校级一模）青少年长时间玩智能手机对视力有很大的影响，容易造成眼睛近视。在如图所示的四幅图中，分别表示近视眼成像情况和矫正方法的是（　　）
A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁
3．（2025 江都区二模）新学期学校课间休息延长至15分钟，学生每天户外活动2小时，这些举措能很好的改善近视眼低龄化倾向。从物理学角度来分析，以下图示能说明近视眼成因及矫正方法的是（　　）
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
4．（2025 锡山区校级三模）小东自制了一个简易投影仪，它主要由手电筒、内筒（一端开口，另一端可以放置胶片）、外筒（一端开口，另一端固定凸透镜）组成，内筒可嵌于外筒且能左右推动。将印有“冰墩墩”的透明胶片贴于内筒一端，打开手电筒，调整胶片、凸透镜到白墙的位置，在墙上得到清晰放大的像，如图所示。已知凸透镜的焦距是10cm。下列说法正确的是（　　）
A．自制投影仪能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用
B．白墙到凸透镜的距离应大于20cm
C．胶片与凸透镜的距离应小于10cm，且胶片应倒立放置
D．若要白墙上清晰的像变得更大一些，只将内筒往外拉动一些即可
二．填空题（共7小题）
5．（2025 工业园区二模）据专家介绍，12～18岁是青少年近视的高发期，爱眼护眼势在必行。如图所示，　 　 （选填“甲”或“乙”）图表示近视眼成像原理，应佩戴 　 　 （选填“丙”或“丁”）图的眼镜进行矫正。
6．（2025 东海县二模）如图，把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，调节光屏得到烛焰清晰的像，撤去眼镜片，像变得模糊；调节光屏适当远离凸透镜，光屏上重新得到清晰的像，则该眼镜片是　 　 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），属于　 　 （选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。
7．（2025 东台市一模）小林在家里拿爷爷的“放大镜”做实验。通过镜片看到书上的字分别如图甲和乙所示。此镜片对光有　 　 作用。两图中像能成在光屏上的是图　 　 ，镜片离字较远的是图　 　 。
8．（2025 溧阳市一模）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BP、BQ两细束光，分别与主光轴MN相交于P、Q两点。该透镜是　 　 （凹/凸）透镜，可用以矫正　 　 （远/近）视眼；BP是　 　 （红/紫）光；对该透镜，红光的焦距　 　 （大于/等于/小于）紫光的焦距。
9．（2025 锡山区校级三模）正常眼球看近处物体光路如图甲。小聪做眼球检查，发现晶状体与常人无异，但眼球发育偏短，看近处物体时光路如图乙。晶状体对光有 　 　 （选填“会聚”或“发散”）作用；小聪是 　 　 （选填“近”或“远”）视眼，应配戴 　 　 （选填“凸透镜”、“凹透镜”）来矫正视力。
10．（2025 梁溪区校级模拟）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L1是物镜，L2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。
11．（2025 洪泽区一模）拍照片与透镜成像有关。蝴蝶研究专家章丽晖教授在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎凤蝶，他先用单镜头相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，据图能看出，甲图的像是　 　 （正确选填三项：“正立”或“倒立”，“放大”或“缩小”，“实像”或“虚像”），为了拍摄照片乙，应将该相机适当　 　 （选填“靠近”或“远离”）蝴蝶，镜头略向　 　 （选填“外伸”或“内缩”）。
三．实验探究题（共1小题）
12．（2025 无锡一模）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。
考向5 人眼看不见的光
一．选择题（共3小题）
1．（2025 常州）为寻找地震后被掩埋在废墟里黑暗环境下的生还者。新加坡工程师利用蟑螂体型小、喜好在黑暗缝隙内爬行的特点，打造半机械搜索蟑螂。为探测生还者，应在蟑螂背部固定微型（　　）
A．可见光照相机 B．红外线照相机
C．紫外线照相机 D．超声波成像仪
2．（2025 南通模拟）下列关于紫外线与红外线的说法，正确的是（　　）
A．医院里常用紫外线来消毒杀菌
B．用紫外线照射人体总是有益的
C．红外线可以传递光能，而紫外线不能
D．验钞机利用红外线来鉴别纸币的真伪
3．（2025 连云港二模）下列对光现象的描述正确的是（　　）
A．“小孔成像”像的形状与孔有关
B．玻璃幕墙反射的光会“晃”着人的眼睛，是由于光发生了漫反射
C．水中的倒影是光的反射形成的
D．在医院的手术室，病房里常用红外线来杀菌
二．填空题（共2小题）
4．（2025 宝应县校级模拟）补全下面概念图中的空缺.　 　 、　 　 、　 　 。
5．（2025 江阴市二模）如图所示，让一束太阳光通过棱镜射到白屏上，屏上标出了三个区域①②③，利用区域 　 　 的光能遥控电视机，区域 　 　 的光能使钞票上的荧光物质发光，从而可识别钞票真伪。专题03 光的折射 透镜
1.掌握光的折射定律
2.熟记透镜的成像规律会利用透镜的三条特殊光线画图
3.知道红外线紫外线的特征及运用
考点一　光的折射
一、光的折射
1．光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，称为光的折射。
2．有关光的折射的基本概念
（1）入射点：光线射到分界面上的点，通常用“O”表示；
（2）法线：过光的入射点所作的与分界面垂直的直线，通常用“NN’ ”表示；
（3）入射光线：射到分界面上的光线；
（4）折射光线：被分界面折射后的光线；
（5）入射角：入射光线与法线的夹角；
（6）折射角：折射光线与法线间的夹角。
二、实验：探究光的折射规律
【实验目的】探究光的折射规律
【实验器材】可折叠的标有角度刻度的硬白纸板、水、水缸、激光笔
【实验步骤】
1．如图所示，将一块画有角度和中心虚线的硬纸板竖直插入盛有水的缸中，使虚线与水面垂直，角度刻度中心点恰与水面相平。虚线即为分界面的法线，中心点即为为入射点。
2．用激光笔将一束光贴着纸板沿着某一个角度射到入射点，经分界面的反射和折射，沿另一个方向射出，在纸板上出现了反射光线和折射光线的径迹。
3．改变入射角的大小，发现折射角会随着入射角的增大而增大，减小而减小。
增大入射角 减小入射角 入射角减小到0
4．把纸板右半边向前或向后折，反射光线的径迹消失。
【实验分析】
1．当纸板向前向后折时，折射光线从纸板上消失，纸板恢复平整后，折射光线重新出现，说明折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
2．实验过程中发现，折射光线和入射光线始终在法线的两侧。
3．折射角会随着入射角的变化趋势而变化。
4．光从空气斜射入水时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气时，折射角大于入射角。
5．当光垂直入射时，光不发生折射。
【实验结论】光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。光垂直于介质表面入射时，折射角等于零。
当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线方向，即折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向，即折射角大于入射角。
【注意事项】
1．白纸板的作用：由于白纸表面粗糙，光沿纸板传播时，有部分光被反射到各个方向，从而显示光路。
2．让光从某次折射光线径迹逆着折射光线的方向射到纸板中心点，它被折射后逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在折射现象中，光路是可逆的。
三、光的折射现象及解释
1．水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些（鱼实际在看到位置的下方）；
2．池水看起来比实际的浅一些；
3．透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位了；
4．水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些；
5．斜放在水中的筷子好像向上弯折了；
6．海市蜃楼：在学习光的直线传播的时候，我们知道光在非均匀介质中传播方向会发生变化，实质上就是光发生了折射，而由于温度的影响，空气的分布不均匀（特别是沙漠地区），所以光发生了折射，于是我们看到了远处物体的像。
7．当太阳光进入大气层后，由于大气不均匀，会向下弯曲，人们看到太阳的位置比实际太阳的位置要高，因此人们看到的日出比实际要提前一些。
由以上现象的光路图可知，光的折射形成的像是物体正立的虚像。
四，光的折射作图
已知人眼位置、空气和水的分界面、物体（点A）、像（点A’），作出人从空气中看到水中物体的光路图。
1．作图规则：
光线画实线，辅助连接线、光线的反向延长线画虚线，有垂直关系的线段交叉点要画出直角符号。
2．作图思路：
①由像在折射光线的反向延长线上及折射光线进入眼睛，可确定折射光线的方向；
②由折射光线与分界面可以确定入射点；
③由入射点和物体可确定入射光线；
④由人看到物体可确定光线的方向。
3．作图步骤：
（1）像点在折射光线的反向延长线上，所以用虚线连接人眼和像点A’，与分界面相较于点O，O点即为入射点。
（2）用实线连线物点A与O点，人眼与O点，即为入射光线和折射光线
（3）人看到物体是光线进入人眼，画出光线的方向。
【易错点】
1．光的色散现象也属于光的折射现象。
2．在画光路图时，注意光线的方向，如果是人看到物体，光线方向是进入人眼的方向。如果是物体发出光线，光线方向是远离物体的。
3．在作图时，如果没有用到法线，就不要画出法线。
4．如图所示，在作光线穿过玻璃砖的光路时，根据光路可逆可知，入射光线AO和最终出射光线O’B是平行的。
5．如图所示，当光线从空气进入球形（弧形）表面时，如果光线的方向指向球心（圆心），相当于光线垂直于球面（弧面），那么光线不发生折射；根据光路可逆可知，当光线从球形（弧形）物体内部射出时，如果入射光线经过球心（圆心），那么光线也不发生折射。
【规律总结】
1．在光的折射中，三线共面，法线居中。
2．光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射光线远离法线。
3．斜射时，总是空气中的角大；垂直入射时，折射角和入射角都等于0°，光的传播方向不改变。
4．折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。
5．当光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生。
6．在光的折射现象中光路是可逆的。
考点二　透镜
一、透镜
由透明物质制成，至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。
中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。
凸透镜
凹透镜
二、透镜对光的作用
1．凸透镜相当于多个棱镜的组合，凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜。
2．凹透镜相当于多个棱镜的组合，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又称为发散透镜。
三、有关透镜的基本概念
1．光心：透镜的中心，用“O”表示。
2．主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线（主光轴是通过球心的直线C1C2），用点划线“”表示。
3．焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用“F”表示。凸透镜两侧均有焦点，且关于光心对称。
4．虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点，用“F”表示。凹透镜两侧均有虚焦点，且关于光心对称。
5．焦距：焦点到光心的距离，用“f ”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。
四、透镜的特殊光线
1．凸透镜的特殊光线
（1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点。
（2）根据光的折射现象中光路可逆可知，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
（3）经过光心的光线经过凸透镜后传播方向不变。
2．凹透镜的特殊光线
（1）平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过虚焦点。
（2）根据光的折射现象中光路可逆可知，射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴。
（3）经过光心的光线经过凹透镜后传播方向不变。
【易错点】
1．凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。也就是说，不经过光心的光线经过凸透镜后会向靠近主光轴的方向偏折。
发散光线经凸透镜后仍为发散光线，但发散程度会降低
2．凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。也就是说，不经过光心的光线经过凹透镜后会向远离主光轴的方向偏折。
会聚光线经凹透镜后仍为会聚光线，但会聚程度会降低
【规律总结】
1．凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。
2．透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
3．透镜和面镜的对比
种类 示意图 原理 对光线的作用
凸透镜 光的折射，光穿过凸透镜向靠近主光轴的方向偏折。 会聚
凸面镜 光的反射，光不能穿过凸面镜，通过凸面镜可以观察到更大的范围。 发散
凹透镜 光的折射，光穿过凹透镜向远离主光轴的方向偏折。 发散
凹面镜 光的反射，光不能穿过凹面镜，可以把平行光会聚到一点上。 会聚
4．太阳光是平行光，当把透镜正对太阳，光屏（白纸）与凸透镜平行的置于透镜之后时，会有以下几种光斑
（1）凸透镜的光斑
①当光屏与凸透镜之间的距离等于焦距时，有最小最亮的光斑，光斑周围由于到达的光线较少，形成了一圈暗影。
②当光屏与凸透镜之间的距离小于焦距时，有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而减小。
③当光屏与凸透镜之间的距离大于焦距时，也有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而增大。
（2）凹透镜的光斑
当光屏置于凹透镜后时，有较亮的环形光斑，环形中间区域由于到达的光线较少，形成暗影。光斑随光屏与凹透镜之间的距离增大而增大。
考点三　凸透镜成像规律
一、实验：探究凸透镜的成像规律
【实验目的】探究凸透镜的成像规律
【实验器材】标有长度的光具座，f＝10 cm（最好在10～20 cm之间）的凸透镜一个，蜡烛一支，用白色硬纸制成的光屏一个等。
【实验步骤】
1．将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整光屏和凸透镜的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
2．把蜡烛放在远处，使物距u>2f，调整光屏到凸透镜的距离，直到烛焰在屏上成清晰的像。
3．调节蜡烛位置，使物距u=2f，调整光屏到凸透镜的距离，直到烛焰在屏上成清晰的像。
4．调节蜡烛位置，使物距f 5．调节蜡烛位置，使物距u=f，发现无论怎样调节光屏的位置，都无法在光屏上看到像。
6．调节蜡烛位置，使物距u去掉光屏，从光屏这一侧向凸透镜望去，可以看到放大的蜡烛和烛焰。
【实验记录】（数据仅供参考）
f=10.0cm
实验序号 物距（u） cm 像距（v） cm 像的性质
正倒 大小 是否被光屏承接
1 50.0 12.5 倒立 缩小 是
2 20.0 20.0 倒立 等大 是
3 15.0 30.0 倒立 放大 是
4 10.0 / 不成像
5 5.0 / 正立 放大 否
【实验分析】
1．当u>2f时，在光屏上可以看到倒立缩小的烛焰的像，此像为实像。
2．当u=2f时，在光屏上可以看到倒立等大的烛焰的像，此像为实像。
3．当2f>u>f时，在光屏上可以看到倒立放大的烛焰的像，此像为实像。
4．当u=f时，在光屏上不能看到烛焰的像。
5．当u【实验结论】凸透镜的成像规律（静态）
实验序号 物距（u） cm 像距（v） cm 像的性质
正倒 大小 虚实
1 u > 2f 2f > v > f 倒立 缩小 实
2 u = 2f v = 2f 倒立 等大 实
3 2f > u > f v > 2f 倒立 放大 实
4 u = f / 不成像
5 u < f / 正立 放大 虚
【注意事项】
1．光具座的长度要大于凸透镜焦距的4倍、否则无法完成实验。
2．可以用发光二极管代替蜡烛，这样成像稳定且容易比较像与物的大小关系。
3．调整光屏和凸透镜的高度，使蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度的目的是使像成在光屛的中央。
4．若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：
（1）烛焰在焦点以内；
（2）烛焰在焦点上；
（3）烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
（4）蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光屏无法移到该位置。
二、凸透镜成像的原理
在学习小孔成像、光的反射时，我们已经知道实像是实际光线会聚而成的，虚像是射入人眼的光线的反向延长线相交而成的。因此，我们可以利用凸透镜的特殊光线，可以确定折射光线的交点（实像点）或者折射光线反向延长线的交点（虚像点），我们选择物体端点发出的光线来确定像的端点的位置，从而确定像的位置。
说明：以下图中AB为物体，A’B’为凸透镜成的像，2f点为到光心距离为2倍焦距的点。
1．u > 2f，2f > v > f，成倒立缩小的实像，是照相机、摄像头的工作原理。
2．u = 2f，v = 2f，成倒立等大的实像，可以用来确定焦距。
3．2f > u > f，v > 2f，成倒立放大的实像，是投影仪、幻灯机的工作原理。
4．u = f，折射光线平行，不成像，可以用来从点光源获得平行光。
5．u < f，折射光线反向相交，成正立放大的虚像，是放大镜的工作原理。
三、透镜的两种应用
1．投影仪
（1）投影仪原理
投影仪是利用凸透镜能成放大实像的原理制成的。它下面的盒是聚光器，盒中光源发出的光线均匀地照射在置于盒面上的透明投影片上。盒面上方有一成像凸透镜，将投影片发出的光线折射后，经上方与水平面成45°角的平面镜改变光路后，成像在前面的屏幕上。
（2）投影仪的调节
由凸透镜成实像时遵循物近像远像变大，物远像近像变小的规律可知，当需要使成像变大时，应增大投影仪与屏幕的距离，减小成像凸透镜与投影片的距离；反之，当需要使成像变小时，应减小投影仪与屏幕的距离，增大成像凸透镜与投影片的距离。
2．放大镜
（1）放大镜的原理
放大镜是利用凸透镜能成放大虚像的原理制成的。
（2）放大镜的调节
由凸透镜成虚像时遵循物近像近像变小，物远像远像变大的规律可知，当需要使成像变大时，应增大放大镜与物体的距离；反之，当需要使成像变小时，应减小放大镜与物体的距离。
【易错点】
1．凸透镜成的实像，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒；凸透镜成的虚像，上下左右都不颠倒。
2．用纸遮住凸透镜一部分(或凸透镜缺一小块)，光屏上仍会成完整的像点，但像会变暗一些。如下图所示，物体A点发出的若干条光线在A’点会聚形成像。
现用纸板遮住上半部分，如下图所示，A点发出的多条光线仍可在A’点会聚形成像点，但因为会聚的光线变少，所以像的亮度会降低。
同理，现用纸板遮住下半部分，如下图所示，A点发出的多条光线仍可在A’点会聚形成像点，但因为会聚的光线变少，所以像的亮度会降低。
3．凸透镜成的实像不仅可以用光屏承接，用眼睛直接观察也可以看得到。
4．从侧面透过装水的圆柱形玻璃杯看物体，只有水平方向物体的大小、正倒会发生变化，竖直方向的大小、正倒不发生变化。因为玻璃杯只左右方向中间厚，两边薄相当于凸透镜，上下方向无厚度变化，相当于厚玻璃。
铅笔离水杯很近时，成正立放大的虚像
铅笔离水杯较远时，成倒立放大的实像
铅笔离水杯更远时，成倒立缩小的实像，
【规律总结】
一、对凸透镜成像规律的进一步认识
1．成实像时，除u = v = 2f外，物距和像距不会在同一个范围内，当u > 2f时，2f > v > f；当2f > u > f，v > 2f。口诀：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。
2．物距比像距大，物比像大；像距比物距大，像比物大；物距和像距一样大，物和像一样大。
3．u = f是成实像和虚像的分界点，u = 2f 是像放大和缩小的分界点。口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
4．相对于凸透镜，实像和物体在两侧，虚像和物体在同侧。
5．由u = v = 2f可知，经过凸透镜一侧2f点的光线经过凸透镜后会经过另一侧2f点。
二、利用凸透镜成像规律，根据物距、像距判断焦距的范围
已知物距u和像距v，可以判断符合哪一条成像的规律，再把物距、像距值分别代入规律中的范围，联合求解，即可确定焦距范围。如下图，在光屛上已呈现清晰的烛焰的像（未画出），那么：
1．由u =30cm，v= 45cm，可以判断此时在光屛上成倒立、放大的实像；
2．根据成放大实像的条件，f < u < 2f，将u = 30cm带入得：f < 30 < 2f ①
3．此时像距范围v > 2f，将v = 45cm带入得：45cm > 2f ②
4．联合求解①②不等式组，可得焦距范围：15cm < f < 22.5cm。
考点四 透镜的应用
1．透镜位置不变，移动蜡烛、光屏
（1）成实像时，物近像远像变大（或物远像近像变小）
我们将成实像的三种情形的光路放到一张图中，可以看到，平行于主光轴的光线的光路不发生变化，而经过光心的光线的角度随物体的移动发生了变化，从而使像点位置发生了变化。如图中物体从位置1移动到位置3，物体越靠近透镜，像变得离透镜越远，像变得越大；反之，物体从位置3移动到位置1，物体越远离透镜，像变得越靠近透镜，像变得越小。
（2）成虚像时，物近像近像变小（或物远像远像变大）
我们将成虚像的两种情形的光路放到一张图中，可以看到，平行于主光轴的光线的光路不发生变化，而经过光心的光线的角度随物体的移动发生了变化，从而使像点位置发生了变化。
如图中物体从位置1移动到位置2，物体越靠近透镜，像越靠近透镜，像越小；反之，物体从位置2移动到位置1，物体越远离透镜，像越远离透镜，像越大。
（3）成实像时，物和像，谁在2倍外，谁移动就快
假设u=10f，则2f>v>f，现在把物体移动到2f点上，像也会移动到2f点上，那么，在此过程中，物体移动了8f的距离，而像移动了小于f的距离，物体移动的距离大于像移动的距离，而此过程中物和像是同时移动同时停止的，所以物体移动的速度大于像移动的速度。反之，v=10f，2f>u>f，则像的移动速度大于物体的移动速度。
（4）成实像时，物近像远像变快
按照上一条的关系易得，如果物体匀速靠近焦点时，像的速度会越来越快。
（5）成实像时，物像距离不固定，u＋v≥4f。
当物体从2f点向透镜移动时，像比物体移动的快，物体与像之间的距离增大；当物体从2f点远离透镜移动时，物体比像移动的快，物体与像之间的距离增大。故当u=2f，v=2f时，物和像的距离最小，为4f。也就是说，u＋v≥4f。
2．透镜位置不变，将蜡烛与光屏互换位置
由以上光路图结合在光的折射现象中光路可逆可知，原来成倒立、缩小像时，互换位置后，成倒立、放大的像；原来成倒立、放大像时，互换位置后，成倒立、缩小的像。
3．蜡烛和光屏不动，移动透镜
当蜡烛和光屏不动时，物和像之间的距离一定，移动透镜，会改变移动后的物距等于原来像距时光屏上可以再次成清晰的像。
4．在凸透镜与蜡烛之间加眼镜(或透镜)
（1）加凸透镜（远视镜、老花镜）
凸透镜对光线有会聚作用，原凸透镜前或后再加一个凸透镜时，会使光线提前会聚，像会更靠近凸透镜。如下图所示，原1号凸透镜成像的位置在位置1，在1号凸透镜前后加上2号凸透镜后，成像位置在位置2，更靠近凸透镜。
（2）加凹透镜（近视镜）
凹透镜对光线有发散作用，凸透镜前再加一个凹透镜时，会使光线延迟会聚，像会更远离凸透镜。如下图所示，原1号凸透镜成像的位置在位置1，在1号凸透镜前后加上2号凹透镜后，成像位置在位置2，更远离凸透镜。
5．换用更大或更小焦距的透镜（水透镜抽水或注水）
透镜越厚，对光的偏折能力越强，焦距越小。透镜越薄，对光的偏折能力越弱，焦距越大。
水透镜：由透明橡皮薄膜、注射器、乳胶管、止水阀等器材制成的薄厚可改变的透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水，可以改变水透镜的厚薄。
（1）换更大焦距的透镜(水透镜抽水)
将原凸透镜更换为更薄（焦距更大）的凸透镜，会使光线延迟会聚，像会更远离凸透镜。如下图所示，原凸透镜成像的位置在位置1，将原凸透镜更换为更薄的凸透镜后，焦点由F点变为F’，焦距变大，成像位置变为位置2，更远离凸透镜。
（2）换更小焦距的透镜(水透镜注水)
将原凸透镜更换为更厚（焦距更小）的凸透镜，会使光线提前会聚，像会更靠近凸透镜。如下图所示，原凸透镜成像的位置在位置1，将原凸透镜更换为更厚的凸透镜后，焦点由F点变为F’，焦距变小，成像位置变为位置2，更靠近凸透镜。
6．（1）凸透镜不动，物体向下移动，像将向上移动。如下图所示，物体原在位置A1B1，其成的像在位置A1’B1’，现将物体向下移至位置A2B2，其成的像向上移动到位置A2’B2’。反之，由光路可逆可知，凸透镜不动，物体向上移动，像将向下移动。
（2）物体不动，凸透镜向下移动，像将向下移动。如下图所示，原物体成的像在位置A’B’,现将凸透镜向下移动，像将向下移动到位置A’’B’’。反之，物体不动，凸透镜向上移动，像将向上移动。
因此在实验时，蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动；为使像成在光屛中央，应将凸透镜向下移动或将蜡烛或光屛向上移动。
考点五 人眼看不见的光
一、可见光和不可见光
人眼能感觉到的光称为可见光，人眼无法察觉的光称为不可见光。
二、红外线
1．在色散光带红光外侧存在能使物体发热的不可见光，称为红外线。
2．红外线的特点及应用
（1）一切物体都在发射红外线，温度越高辐射的红外线越多。
应用：①根据物体辐射出的红外线成像，例如打仗用的夜视镜、夜视仪、火灾监测系统。
②根据物体辐射出的红外线强度测温,例如红外线测温仪。
③根据物体辐射出的红外线跟踪目标，例如响尾蛇捕食、响尾蛇导弹。
（2）红外线具有热效应，红外线照射到物体表面时，物体的温度会升高。
应用：利用红外线的热效应加热，例如红外线烘烤、红外线高温消毒，太阳能热水器。
（3）红外线穿透云雾的能力强
应用：卫星遥测
（4）红外线抗干扰能力强
应用：家用电器遥控器 红外线感应器
三、紫外线
1．在色散光带紫光外侧存在能使照片底片感光的不可见光，称为紫外线。
2．紫外线的特点及应用
（1）紫外线能使荧光物质发光
应用：验钞机，夜光表
（2）化学作用强
应用：消毒、杀菌
（3）紫外线的生理作用，促进人体合成维生素D，进而促进钙的吸收。
应用：孩子、老人应多晒太阳
（4）过量的紫外线对人体有害，地球的臭氧层阻挡太阳光中的紫外线进入地球，我们要保护环境，防止臭氧层被破坏。
【易错点】
1．任何物体任何温度都在向外辐射红外线，因此一切光源发出的光线中都有红外线。
2．红外线测温仪只是接收物体发出的红外线进行温度检测，而不是发出红外线。
3．荧光物质发出的光线是可见光。
【规律总结】
红外线与紫外线有完全不同的特点，在实际生活中，通常在发射红外线时都不可避免地会发出一定量的红色光，在发射紫外线时都不可避免地会发出一定量的紫色光。这也可以作为是一种区分红紫外线的方法。
考向1 光的折射
一．选择题（共8小题）
1．（2025 句容市校级一模）在平静的湖面能看到“鱼在白云中穿梭，鸟在水草中翱翔”的美丽奇观。在下列光路图中，能正确描述人看见水中的“鱼”或“鸟”的光路图的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：AB、水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，人认为光是沿直线传播的，所以逆着折射光线看上去，看到的是变浅的鱼的虚像；
A选项中折射角小于入射角，B选项中光的传播方向错误，故AB错误；
C、人看见水中的“鸟”是由于光的反射，不是光的折射，故C错误；
D、鸟反射出的光，在水面处发生了反射，反射角等于入射角，逆着反射光线看上去，看到的是鸟在水中的虚像，如图所示，故D正确。
故选：D。
2．（2025 沛县模拟）下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是（　　）
A．图甲：岸上的人看见水中的物体
B．图乙：物体通过小孔形成实像
C．图丙：光从室外透过窗户玻璃进入室内
D．图丁：人观察对岸的树木在水中倒影
【解答】解：A、图甲：光从水中斜射入空气时（光的传播方向是从水中到空气中），折射角大于入射角，故A正确；
B、图乙：物体通过小孔形成倒立的实像，故B错误；
C、光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射：第一次是从空气斜射进入玻璃，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角，故C错误；
D、人观察对岸的树木在水中倒影，应该是由树木射向湖面的光线被反射进入人眼，是光的反射现象，故D错误。
故选：A。
3．（2025 江苏一模）小丽夏天和同学一起游泳时，发现人的腿在水中“变短”了。下列现象与其光学原理相同的是（　　）
A．水中倒影
B．皮影戏
C．筷子在水中“弯折”
D．后视镜中的像
【解答】解：人的腿在水中“变短”了是光线由水斜射入空气时发生折射，折射光线远离法线，向水面偏折，看起来腿在水中“变短”了，这是光的折射现象造成的。
A、水中的倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，故A不符合题意；
B、皮影是光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体，在物体的后面形成的光照不到的暗区，故B不符合题意；
C、斜插入水中的筷子看起来向上弯折，是由于光线从水中斜射入空气中时发生了折射，故C符合题意；
D、后视镜中的像是光的反射形成的虚像，故D不符合题意。
故选：C。
4．（2025 邗江区校级三模）如图所示，插入水中的铅笔“弯折”了，从光学角度来看与其原理相同的是（　　）
A．日食
B．水中倒影
C．光纤传输光信号
D．海市蜃楼
【解答】解：插入水中的铅笔“弯折”，是由于光从水中斜射入空气中发生的折射现象。
A．日食是由光沿直线传播形成的，故A不符合题意；
B．水中倒影相当于平面镜成像，是光的反射，故B不符合题意；
C．光纤传输光信号利用的是光的反射，故C不符合题意；
D．海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的，故D符合题意。
故选：D。
5．（2025 盐城三模）C是球形水滴的球心，入射球形水滴的光线与C点所在的一个圆在同一平面上，它进入并穿过水滴的传播径迹可能是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
【解答】解：根据光的折射规律可知，从空气中入射球形水滴的光线，折射角小于入射角，然后在球形水滴中传播方向不变，从球形水滴射入空气中时，折射角大于入射角。故它进入并穿过水滴的传播径迹可能是②。
故选：B。
6．（2025 通州区二模）将硬币放在碗底，后退至恰好看不到硬币，如图所示，向碗中倒入一些水后又能看见硬币了，此时的“硬币”（　　）
A．是实像
B．由光的反射形成的
C．比实际位置高
D．是光从人眼传到硬币形成的
【解答】解：ABC、光从人眼传到硬币看不到硬币，是由于杯的边缘部分挡住了来自硬币的光线，光线进入不到眼镜，所以眼镜看不到硬币，这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的；当缓缓向杯中加水时，来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射，当折射光线进入人眼时，人眼逆着折射光线看去，看到的便是由于光的折射而形成的虚像（虚像的位置比物体的实际位置偏高），所以在原位置也能看到硬币的虚像，故C正确，AB错误。
D、人眼看硬币是硬币反射的光线进入人眼，故D错误；故选：C。
7．（2025 南京二模）《中国诗词大会》因其“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的高品质，深受观众的青睐。下列对古诗文中涉及的光现象与原理解释相符的是（　　）
A．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”——“潭清疑水浅”是光的反射现象
B．“起舞弄清影，何似在人间”——“起舞弄清影”是光的折射现象
C．“白云生镜里，明月落阶前”——“白云生镜里”是光的反射现象
D．“野旷天低树，江清月近人”——“江清月近人”是光的直线传播现象
【解答】解：A、潭底的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得潭底变浅了，故A错误；
B、“起舞弄清影，何似在人间”，影子的形成是由于光的直线传播，故B错误；
C、“白云生镜里”属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故C正确；
D、“江清月近人”属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故D错误。
故选：C。
8．（2025 昆山市模拟）水平桌面上有一装了水的烧杯，现将一根长木棒紧贴着烧杯外侧竖直放置，以下可能观察的现象是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：水杯相当于凸透镜，木棒的位置小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，则木棒的下面部分要粗一些；
将一根长木棒紧贴着烧杯外侧竖直放置时，盛水的烧杯可看做一块“玻璃砖”，如下图所示：
由此可知，观察到水面以下的木棒（像）会向左“侧移”，故A正确。
故选：A。
二．填空题（共4小题）
9．（2025 锡山区校级一模）如图所示，把玻璃杯放在“物理”书上，往杯内注水近满，由上向下观察，发现杯内“物”比杯外的“理”高，产生该现象的主要原因是光从 　水射向空气　 （选填“水射向空气”或“空气射向水”）发生了光的 　折射　 现象。若减少水量，则观察到“物”会向 　下　 移动。
【解答】解：把玻璃杯放在“物理”书上，往杯内注水近满，由上向下观察，发现杯内“物”比杯外的“理”高，产生该现象的主要原因是光从水射向空气发生了光的折射，人看到的是“物”变高的虚像。
若减少水量，则观察到“物”会向下移动。
故答案为：水射向空气；折射；下。
10．（2025 扬州二模）构建思维导图是高效复习的重要方法，请结合所学知识补全关于“像”的思维导图。
（1）　直线传播　 ；（2）　凸透镜　 ；（3）　正立、虚像　 。
【解答】解：（1）小孔成像是利用光在同种均匀介质中沿直线传播形成的倒立的实像。
（2）凸透镜成像是由光的折射形成的，根据凸透镜成像的规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立放大的实像，故当物距大于一倍焦距时成倒立的实像。
（3）当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。平面镜成正立、等大的虚像。
故答案为：（1）直线传播；（2）凸透镜；（3）正立、虚像。
11．（2025 淮安一模）如图所示是一位游客在海洋公园拍到的北极熊的照片，北极熊的头身居然分离了！对此，小亮解释道：游客看到的北极熊的身体是光从 　水　 中斜射入 　空气　 （前两空均选填“水”或“空气”）中时，在界面发生折射形成的 　虚　 （选填“实”或“虚”）像。
【解答】解：游客看到的熊是水中的熊反射的光从水中斜射入空气中时，光线发生折射，折射光线偏离法线，人逆着折射光线看去，看到的熊的虚像。
故答案为：水；空气；虚。
12．（2025 姑苏区模拟）如图所示，激光笔发出的一束光从空气中的A点斜射到水面上的O点，经反射后在足够长的刻度尺上形成一光点B。
（1）若入射光线与界面所成的夹角为37°，则反射角为 　53°　 。
（2）保持入射点O不变，将激光笔竖直靠近空气与水的界面，则在刻度尺上形成的光点将会 　向下　 （选填“向上”或“向下”）移动。
（3）图中折射光线在刻度尺上也形成一个光点C（图中未标出），则B、C两光点到界面的距离大小关系是：sBD　＜　 sCD（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（4）小高在空气中点燃卫生香，从而在周围充以烟雾。他是为了利用烟尘微粒对光的 　漫反射　 （填“镜面反射”或“漫反射”）来显示光通过的路径。
【解答】解：（1）若入射光线和界面的夹角为37°，则入射角（入射光线和法线的夹角）为：90°﹣37°＝53°，根据光的反射定律，反射角＝入射角，则反射角为53°；
（2）根据光的反射定律，反射角＝入射角，保持入射点O不变，将激光笔竖直靠近空气与水的界面，则入射角变大，反射角也变大，则在刻度尺上形成的光点将向下移动；
（3）由光的折射定律可知，光从空气射入水中时，折射角小于入射角，即折射光线偏向法线，所以SBD＜SCD；
（4）当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径。
故答案为：（1）53°；（2）向下；（3）＜；（4）漫反射。
三．作图题（共3小题）
13．（2025 南京一模）如图所示，一束光射到水面上，请作出它的反射光线和大致的折射光线。
【解答】解：图中法线已作出，入射角为60°，根据反射角等于入射角，在法线右侧的空气中画出反射光线；
根据光由空气斜射进入水中折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，据此在法线右侧的水中作出折射光线，如图所示：
。
14．（2025 丹阳市二模）如图所示，光线从水中射入空气，请画出反射光线和折射光线的大致位置。
【解答】解：（1）先过入射点作出法线，根据反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线左侧的水中作出反射光线；
（2）根据光的折射定律，光从水中斜射入空气时，折射角大于入射角，由此在法线左侧的空气中作出折射光线，如图所示：
15．（2025 工业园区校级二模）根据题目要求作图：
神舟十八号载人飞船装有4条斑马鱼的透明容器转移到问天实验舱。请你在图中画出航天员看到斑马鱼的光路图（S表示鱼的实际位置，S'表示鱼像的位置，不考虑容器壁对光线的影响）。
【解答】解：宇航员之所以能看到水中的物体，是由于物体反射的光线斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，眼睛逆着折射光线看去，人看到的“物体”比物体的实际位置靠近水面，故S'点为物体的像的位置，S点为物体的实际位置，物体的像是人眼逆着折射光线看到的，所以S'与眼睛的连线与水面的交点即为入射点；连接S和入射点即为入射光线，入射点和眼睛的连线即为折射光线，如图所示：
四．实验探究题（共1小题）
16．（2025 靖江市模拟）如图所示，长方形白纸上的虚线PQ与白纸底边平行，小明将宽为d的长方形透明玻璃砖沿PQ放置、激光笔紧贴白纸从PQ上C点发出一束细光束射向白纸边缘A点，观察光的传播现象。
（1）激光束紧贴白纸的目的是：　显示光路　 ；
（2）射向A点的激光束从玻璃砖上表面M点射出，出射光线与白纸边缘交于B点，这是光的　折射　 现象，此时折射角　大于　 θ（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若一束激光从AB之间射向M点，则激光将从　NC　 （选填“PN”、“NC”或“CQ”）之间射出；
（3）若保持激光束沿CA方向，仅将玻璃砖向上平移的距离，玻璃砖下边与PQ平行，出射光束与白纸边缘交于D点，则D点在A点的　上方　 （选填“上方”或“下方”）。
【解答】解：（1）激光笔紧贴白纸从PQ上C点发出一束细光束射向白纸边缘A点，此时光在白纸上发生反射，且是漫反射，能从各个方向看到激光束，激光束紧贴白纸的目的是：显示光路。
（2）射向A 点的激光束从玻璃砖上表面M点射出，此时光线与原来的位置不重合，发生偏转，是光的折射现象；光线从玻璃进入空气时，折射光线远离发现，此时折射角大于入射角θ。
若一束激光从AB 之间射向M点，此时入射角小于原来的折射角，根据光路具有可逆性，光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，因此折射角将小于原来的入射角，则激光将从NC之间射出。
（3）若保持激光束沿CA 方向，仅将玻璃砖向上平移的距离，玻璃砖下边与PQ 平行，激光束在玻璃砖上的入射点左移，入射角不变，光由空气进入玻璃时发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，当光从玻璃射出时，出射光线与原来的入射光线平行，且在AC上侧，在出射光束与白纸边缘交于D点，则D点在A 点的上方。
故答案为：（1）显示光路；
（2）折射；大于；NC；
（3）上方。
考向2 透镜
一．选择题（共1小题）
1．（2025 相城区校级模拟）如图甲所示，光学元件由两个圆形透镜A、B组成。将光学元件正对太阳光，把一张白纸放在光学元件下方并正对它，如图乙所示，在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B都是凸透镜
B．A、B都是凹透镜
C．A是凸透镜、B可能是凹透镜
D．A是凹透镜、B可能是凸透镜
【解答】解：在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间，这说明透镜A对光线具有会聚作用，则A是凸透镜；B对光线具有发散作用，B可能是凹透镜。
故选：C。
二．填空题（共2小题）
2．（2025 宿迁校级一模）如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为 　发散　 （会聚/发散）光束。乙图中，根据光的传播路径，应该在虚线框内放入 　凸　 （凸/凹）透镜。丙图中，分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，将会发现 　紫　 （红/紫）光对凸透镜的焦距小。
【解答】解：以空气为标准，可以把它分解为两个“水凹透镜”（是中间薄、边缘厚，属于凹透镜），凹透镜对光有发散作用，因此当平行光束射到这个“空气透镜”上时，射出的光束将成为发散光束；
乙图中，根据光的传播路径可知，光线会聚后又发散了，为凸透镜；
丙图中，分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，由于红光的偏折能力小，紫光的偏折能力大，则紫光对凸透镜的焦距小。
故答案为：发散；凸；紫。
3．（2025 洪泽区一模）某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，如图所示。不料因阳光照射、水瓶聚光，车内物品被点燃引发火灾。太阳光经过矿泉水瓶发生了 　折射　 （选填“反射”或“折射”），矿泉水瓶相当于 　凸透镜　 。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。
【解答】解：装有水的矿泉水瓶中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜；
由于凸透镜对光线的会聚作用，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上，时间一长正好使放置于此处的物品起火。
故答案为：折射；凸透镜。
三．作图题（共1小题）
4．（2025 邗江区一模）如图所示，请作出凸透镜的入射光线和进入水中的折射光线。
【解答】解：（1）平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，由此可以确定该条折射光线对应的入射光线。
（2）过入射点垂直界面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的另一侧作出折射光线，如图所示：
四．实验探究题（共1小题）
5．（2025 溧阳市校级模拟）如图所示，小明在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、　靛　 紫的色带，小明对产生的原因进行了思考，认识到三棱镜对不同的单色光偏折程度是不同的，光偏折最大。受此启发，小明想：如果用一束红光和一束紫光分别平行于同一个凸透镜的主光轴射入，应该会看到红光照射时凸透镜的焦距 　大于　 紫光照射时凸透镜的焦距（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【解答】解：白光经三棱镜后，光屏上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，根据三棱镜对光线的偏折，可以得出，红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫光的焦点离透镜近，所以红光的焦距大。
故答案为：靛；大于。
考向3 凸透镜成像的规律
一．选择题（共14小题）
1．（2025 淮安）如图所示，将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置，在透镜另一侧用光屏（未画出）可以呈现灯丝放大的像，此时A位置到光心O的距离为l，则l与透镜焦距f之间的关系为（　　）
A．l＜f B．l＝f C．f＜l＜2f D．l＞2f
【解答】解：将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置，在透镜另一侧用光屏（未画出）可以呈现灯丝放大的像，说明此时A位置到光心O的距离大于一倍焦距小于二倍焦距，故ABD错误，C正确。
故选：C。
2．（2025 鼓楼区校级模拟）小明用弹性膜注水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，固定透镜，将一个F形光源放在合适位置后，调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是（　　）
A．图甲模拟正常人眼球观察物体时的成像情况，光屏上成倒立放大的实像
B．模拟图乙的成因时需要从水透镜向外抽水
C．若将远视眼镜靠近甲图透镜左侧放置，要将光屏靠近透镜才能承接到清晰的像
D．将蜡烛改为平行光源，将平行玻璃砖放在丙图所示位置，则会聚点将仍在焦点F处
【解答】解：A、由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故A错误；
B、图乙模拟近视眼成因，近视眼是由于晶状体太厚，折光能力强造成的，因此应该向透镜内注水，故B错误；
C、若将远视眼镜靠近甲图透镜左侧放置，远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，会将光线提前会聚成像，因此需将光屏靠近透镜才能承接到清晰的像，故C正确；
D、将蜡烛改为平行光源，将平行玻璃砖放在丙图所示位置，因玻璃砖对光线具有折射作用，所以会聚点不会在焦点F处，故D错误。
故选：C。
3．（2025 建邺区校级模拟）如图所示，在“探究凸透镜的成像特点”实验中，光屏是白色不透光的塑料片，发光物是“”字，此时刚好在光屏上找到一个清晰的像，则此时按图中所示的方向人眼看到光屏上像的大小和形状是（　　）
A．放大的“”
B．放大的“”
C．缩小的“”
D．缩小的“”
【解答】解：物距小于像距，成倒立放大的实像，光源“”开口向里（即垂直于纸面向里），在光屏前面看到的字母“”是开口向外的（或开口向右），即像的形状应该放大的“”。
故选：A。
4．（2025 金湖县一模）如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法正确的是（　　）
A．从图甲中可知该透镜的焦距为 40.0cm
B．如图乙所示，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C．如图乙所示，将蜡烛移至 30cm 处，光屏向右适当移动可得到放大的实像
D．如图乙所示，将蜡烛移至 45cm 处，移动光屏可以得到放大的实像
【解答】解：A、由甲图可知该透镜焦距为40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm，故A错误；
B、由图乙可知，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以向左适当移动光屏可以得到倒立、缩小的实像，故B正确；
C、如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，此时的物距等于二倍焦距，所以光屏上可得到倒立、等大的实像，故C错误；
D、如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故D错误。
故选：B。
5．（2025 崇川区校级一模）如图所示，线段AB为一凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，若用此凸透镜成像，当物体距透镜0.3m时，可在光屏看到（　　）
A．倒立、放大的实像 B．倒立、等大的实像
C．倒立、缩小的实像 D．不成像
【解答】解：图中5米﹣1时，5米﹣1，此时v＝u＝0.2m像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f＝0.2m，所以f＝0.1m＝10cm。当物体距透镜0.3米时，u＞2f，物体所成像的性质是缩小、倒立、实像。
故选：C。
6．（2025 工业园区模拟）如图是某校门禁的刷脸机，师生通过“刷脸”进出校园。下列说法正确的是（　　）
A．“刷脸机”的摄像头是凹透镜
B．人在“摄像头”里所成的像是虚像
C．“刷脸”的同学要位于摄像头二倍焦距以外
D．要使屏幕上自己的像变小，需靠近“刷脸机”的摄像头
【解答】解：
ABC、“刷脸机”的镜头的工作原理与照相机相同，镜头是一个凸透镜，“刷脸”时，人要在凸透镜的二倍焦距之外，成的是倒立、缩小的实像，故C正确，AB错误；
C、要使屏幕上自己的像变小，需要增大物距，减小像距，所以需远离“刷脸机”镜头，故D错误。
故选：C。
7．（2025 工业园区模拟）小明用如图所示的玻璃圆柱体观察物理书上的“”字，其中不可能看到的像是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：A．由图可知，图中为等大的像，当玻璃圆柱体通过底面观察时，可以看到，故A不符合题意；
B．由图可知，图中为上下不变，左右变宽的像，当玻璃圆柱体竖放观察时，可以看到，故B不符合题意；
C．由图可知，图中为上下变长，左右不变的像，当玻璃圆柱体横放观察时，可以看到，故C不符合题意；
D．由图可知，图中为上下变长、左右变宽，无论如何放置玻璃圆柱体都不能看到该像，故D符合题意。
故选：D。
8．（2025 工业园区校级二模）某实验从趣小组探究平面镜和凸透镜成像的情况如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中蜡烛A靠近玻璃板，所成的像变大
B．甲图中玻璃板保持竖直并向右移动，A的像也向右移动
C．乙图成像原理可用于制作投影仪
D．乙图不改变蜡烛与光屏的位置，向左移动凸透镜能再次在光屏上成清晰的像
【解答】解：A．根据平面镜成像的特点，平面镜所成的像与物体大小相同，将蜡烛A靠近玻璃板，它所成的像大小不变，故A错误；
B．因为平面镜成的像与物关于平面镜所在的平面对称，所以甲图中玻璃板保持竖直并向右移动，玻璃板所在的平面不变，则A的像位置不变，故B错误；
C．由凸透镜成像的特点可知，物距大于像距，且成实像，此时成倒立、缩小的实像，照相机利用了此原理，故C错误；
D．乙图不改变蜡烛与光屏的位置，向左移动凸透镜，当移动到物距等于初始时的像距，而像距等于初始时的物距时，根据光的折射中光路可逆知，能再次在光屏上成清晰的像，故D正确。
故选：D。
9．（2025 玄武区二模）如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的像。下列说法错误的是（　　）
A．凸透镜的焦距可能为12cm
B．照相机利用了此成像原理
C．若保持蜡烛和光屏位置不动，透镜移到40cm处，光屏上不能呈现清晰的像
D．若将远视眼镜贴近凸透镜左侧放置，适当向左移动光屏能找到清晰的像
【解答】解：AB、由图可知，此时的物距为30cm，物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机，若凸透镜的焦距为12cm，由图可知物距u＝30cm，大于2倍焦距，像距为20cm，像距位于1倍焦距和2倍焦距之间能满足要求，故AB正确；
C、由图知，此时像距小于物距，所以在光屏上成倒立、缩小的实像。若保持蜡烛和光屏位置不动，透镜移到40cm处，像距大于物距时，根据光路的可逆性，此时应成倒立、放大的实像，故C错误；
D、若将远视眼镜贴近凸透镜左侧放置，远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，可以使像提前会聚，因此适当向左移动光屏能找到清晰的像，故D正确。
故选：C。
10．（2025 邗江区校级三模）如图a，蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分，如图所示，再把上半截透镜A和下半截透镜B向原主光轴位置合拢，则下列说法中正确的是（　　）
A．在a图中，如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，不会在光屏上留下小飞虫的影子
B．在a图中，如果蜡烛向透镜不断靠近，则所成的像一直变大
C．在b图中，A、B合拢后，所成像情况与a图相同，只是亮度变低
D．在b图中，A、B合拢后，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能成像
【解答】解：
A、在a图中，一只小飞虫恰好落在透镜上的P点上，位于透镜的一倍焦距之内，不会成像在光屏上，故A正确；
B、在a图中，蜡烛在二倍焦距以外，靠近透镜过程中会经过焦点，而物体在凸透镜焦点上时，不成像，故B错误；
CD、切除透镜中间的一部分后，剩余部分相当于两个透镜，A、B合拢时，两透镜的光心位置改变了，会导致上面的像下移，而下面的像上移，将错位成两个像，此时在光屏上能成像，但所成像情况与a图不同，同时通过凸透镜的光线减少，则所成像的亮度变低，故CD错误；
故选：A。
11．（2025 盐城二模）将蜡烛、凸透镜、光屏放置于光具座上，光屏上呈现一个清晰的像，如图所示。改变蜡烛的位置，移动光屏，直到光屏上再次呈现清晰的像，此时的物距u、像距v可能是（　　）
A．u＝16厘米 v＝32厘米 B．u＝14厘米 v＝28厘米
C．u＝48厘米 v＝6厘米 D．u＝13厘米 v＝43厘米
【解答】解：ABD、蜡烛烛焰到凸透镜光心的距离为物距，光屏到凸透镜光心的距离为像距；根据图示可知，此时的物距为15.0cm，像距为30.0cm；凸透镜成实像时，物近像远像变大、物远像近像变小，若物距变大，则像距变小，物距变小，则像距变大，故AB错误、D正确；
C、图示中u在一倍焦距和二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，则焦距在7.5cm和15cm之间，v＝6cm时，不成像，故C错误。
故选：D。
12．（2025 沛县二模）近期热映的《哪吒2》以“破界”之姿，打开了国产动画的天花板，也拓宽了全球观众对“中国故事”的想象边界。关于电影放映，下列说法正确的是（　　）
A．放映机的镜头与近视眼镜为同一种透镜
B．巨幕做成粗糙平面，是为了让光在幕布上发生漫反射
C．放映时巨幕到放映机镜头的距离应小于二倍焦距
D．观影者看到巨幕上的画面是倒立放大的虚像
【解答】解：A、由于放映机的镜头是凸透镜，近视眼镜是凹透镜，它们不是同一种透镜，故A错误；
B由于从各个方向都看到画面，符合漫反射的特点，可知是发生了漫反射，故B正确；
CD、放映机是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理进行工作的，像距大于二倍焦距，故CD错误；
故选：B。
13．（2025 梁溪区校级二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（　　）
A．实验所用凸透镜的焦距可能为20cm
B．光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C．将蜡烛和光屏的位置互换，透镜位置不变，光屏上不能承接到清晰的像
D．只将透镜移至40cm刻度线上，光屏上不能承接到清晰的像
【解答】解：A、由图可知，u＞v，且成实像，说明u＝30cm＞2f，2f＞v＝10cm＞f，即10cm＞f＞5cm，故A错误；
B、由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故B错误；
C、将蜡烛和光屏的位置互换，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上仍能承接到像，故C错误；
D、将透镜移至40cm刻度线上，此时物距u＝40.0cm﹣20.0cm＝20.0cm＞2f，v＝20cm，不满足10cm＞v′＞5cm，故光屏上不能承接到清晰的像，故D正确。
故选：D。
14．（2025 苏州模拟）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（　　）
A．图2中铅笔向前移，像一直变大
B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大
C．图3中铅笔向后移，像一直变大
D．图3中铅笔向后移，像先变大后变小
【解答】解：AB．图2中铅笔与杯子左侧壁之间的水柱相当于凸透镜，能观察到铅笔放大的像，此时铅笔在“水凸透镜”的一倍焦距之内，成正立、放大的虚像；图2中的铅笔向前移时，铅笔仍紧贴水柱，水柱变薄，对光的会聚能力减弱，则焦距变大，同时铅笔离“水凸透镜”的焦点越来越远，相当于物距变小，由凸透镜成虚像的规律知道，像距也变小，像一直变小，故AB错误；
CD．装有水的杯子相当于凸透镜，图3中也能观察到铅笔放大的像，图3中的铅笔向后移动，物距变大，若铅笔在凸透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变大，像变大；当铅笔在一倍焦距以外时，成倒立的实像，物距变大时，像距变小，像变小，所以图3中铅笔向后移，像先变大后变小，故D正确，C错误。
故选：D。
二．填空题（共6小题）
15．（2025 广陵区一模）2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术。如图，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小芯片制程越小。
（1）此投射原理与 　照相机　 （照相机/投影仪/放大镜）的成像原理相同；
（2）缩图透镜的焦点在硅片 　上方　 （上方/下方）；
（3）这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，则要将掩膜向 　上方　 移动。
【解答】解：（1）（2）由图和题意可知，该缩图透镜为凸透镜，且要制造出含有众多元件的集成电路，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理是相同的；缩图透镜的焦点在硅片的上方；
（3）这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，物体变小了，像变小，则要将掩膜向上移动。
故答案为：（1）照相机；（2）上方；（3）上方。
16．（2025 扬州三模）如图，将焦距未知的凸透镜、蜡烛放在如图位置时，位于Q处（图中未画出）的光屏上得到了清晰　放大　 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。在此基础上分别进行以下操作：①若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，再将光屏从Q处移至另一位置得到清晰的像，此位置在　50.0　 cm刻度处；②若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，此过程中，蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的　左　 侧（选填“左”或“右”）。
【解答】解：如图所示，物距和像距分别为u＝35.0cm﹣20.0cm＝15.0cm，v＝65.0cm﹣35.0cm＝30.0cm
像距大于物距，根据凸透镜成像的规律，位于Q处的光屏上所成的像为倒立、放大的实像；
若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，物距u'＝35.0cm﹣5.0cm＝30.0cm，此时的物距等于原来的像距，根据光路是可逆的，所以此时的像距等于原来的物距，所以像距为35.0cm+15.0cm＝50.0cm，故应将光屏从Q处移至50.0cm的刻度处；
根据凸透镜成像规律，当物距位于2倍焦距时，像距也为2倍焦距，此时像与物的距离最近，图中物体所成的像为倒立、放大的实像，表明物体在1倍焦距到2倍焦距之间，像与物的距离大于最小距离，若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，物距变大，接近2倍焦距过程中，像与物距离变小，即像会向左移动，直到像的位置位于2倍焦距，故蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的左侧。
故答案为：放大；50.0；左。
17．（2025 靖江市一模）在“爱眼日”宣传活动中，小明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　缩小　 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来要模拟近视眼的像，应该从（或向）水透镜中　注水　 （选填“抽水”或“注水”），烛焰的像将成在光屏　左　 （选填“左”或“右”）侧。
【解答】解：由图可知，凸透镜成实像时，物距大于像距，凸透镜成倒立缩小的实像，用此模拟正常眼睛的成像；要模拟近视眼的像，向水透镜注水，使水透镜变厚，凸透镜对光线的会聚作用变强，水透镜的焦距变小，烛焰的像将成在光屏左侧。
故答案为：缩小；注水；左。
18．（2025 通州区模拟）小明用两个粗细相差不多的纸筒M、N、焦距为f的凸透镜、半透明薄膜制作模型照相机，如图所示。
（1）薄膜相当于 　光屏　 的作用，它应蒙在图中纸筒N的 　左　 端。
（2）通过调节，使薄膜位于凸透镜的 　f～2f　 （选填“f～2f”或“2f”）范围内，可在薄膜上看到远处景物清晰倒立的像，像是 　缩小　 （选填“缩小”或“放大”）的。
（3）要在薄膜上看到近处景物清晰的像，小明的操作是 　使半透明薄膜远离凸透镜　 。
【解答】解：（1）在自制照相机模型时，为了既能承接像，又能观察到像，应用半透明薄膜做光屏；为了使成像更清晰，应该将薄膜蒙在纸筒N的左端；
（2）当物距大于二倍焦距时，通过调节，使薄膜位于凸透镜的大于一倍小于二倍焦距范围内，可在薄膜上看到景物倒立、缩小的像；
（3）根据凸透镜成像的规律可知，物距变小，则像距要变大，要在薄膜上看到更近处景物清晰的像，可采用的方法是使半透明薄膜远离凸透镜。
故答案为：（1）光屏；左；（2）f～2f；缩小；（3）使半透明薄膜远离凸透镜。
19．（2025 高邮市校级模拟） 2021年12月9日，航天员王亚平在太空中为大家直播演示了很多有趣的小实验，其中最引人注目的就是“神奇的太空小水球”如图，一开始王亚平将水注入水膜之中最终形成一个漂亮的完整水球，可以看到一个倒立的　缩小的　 像，这个水球相当于一个　凸透镜　 。随后，王亚平向水球里注射一个气泡，神奇的一幕发生了，水球里竟然形成了一正一反的两个人像，注入气泡后，中间部分相当于两个组成的　凹透镜　 （上两空选填“平面镜”、“凸透镜”或“凹透镜”）。
【解答】解：水球具有中间厚、边缘薄的特点，则水球相当于一个凸透镜，所以可以看到王亚平的倒立、缩小的实像；
向水球里注射一个气泡，由图可知，中间部分相当于两个凹透镜，凹透镜成正立、缩小的虚像，所以水球里形成了一正一反的两个人像。
故答案为：缩小的；凸透镜；凹透镜。
20．（2025 苏州模拟）如图甲所示，小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，可以看出凸透镜对光具有 　会聚　 作用，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l，然后小明将凸透镜逐渐远离白纸，发现光斑变小，则凸透镜的焦距f一定 　大于　 （选填“大于”“等于”或“小于”）刚才测得的距离l。如图乙所示，小华在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，要想在光屏上再次呈现清晰的像，接下来的操作是 　将光屏逐渐远离凸透镜，直到光屏上的像清晰　 。
【解答】解：利用太阳光测量凸透镜的焦距，可以看出凸透镜对光具有会聚作用，能够将平行于主光轴的光线会聚于一点；
当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l，然后小明将凸透镜逐渐远离白纸，发现光斑变小，说明光斑到凸透镜的距离大于l，最小的光斑到凸透镜的距离才是凸透镜的焦距；
近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，故需要将光屏逐渐远离凸透镜，直到光屏上的像清晰。
故答案为：会聚；大于；将光屏逐渐远离凸透镜，直到光屏上的像清晰。
三．实验探究题（共1小题）
21．（2025 靖江市校级三模）小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲，将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方，平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图象，如图乙，则可判断该透镜的焦距f为　12　 cm；
（2）如图丙，将蜡烛移至45cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的　虚　 （虚/实）像；该实验现象可以说明　放大镜　 的成像特点（照相机/幻灯机/放大镜）；
（3）小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图丁的图象，线段为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系，根据图象信息可知，该小组所用凸透镜的焦距为　10　 cm。
（4）小明继续“探究近视眼的缺陷”，他用凸透镜模拟人眼的晶状体，用光屏模拟人眼的视网膜，小明先固定蜡烛，拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，调节使光屏上出现烛焰清晰的像，标记此时光屏的位置为“1”，如图所示，撤掉眼镜后，光屏上的像变模糊，适当移动光屏的位置，可使光屏上重新呈现清晰的像，标记此时光屏的位置为“2”，则　“1”　 位置是表示“近视眼”视网膜的位置。
【解答】解：（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距s＝12cm时，白纸被烤焦的时间t＝4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸距离即为焦距f＝12cm。
（2）蜡烛移至45cm刻度线处时，物距u＝50cm﹣45cm＝5cm，u＜f，成正立、放大的虚像；该实验现象可以说明放大镜的成像特点。
（3）图中时，，此时v＝u＝0.2m，像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f＝0.2m，所以f＝0.1m＝10cm。
（4）拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，调节使光屏上出现烛焰清晰的像，近视眼是凹透镜，对光有发散作用，撤掉眼镜后，像成在光屏前方，光屏上的像变模糊，为了使光屏上像重新清晰，应将光屏靠近凸透镜，则“1”位置是表示“近视眼”视网膜的位置。
故答案为：（1）12；（2）虚；放大镜；（3）10；（4）“1”。
考向4 透镜的应用
一．选择题（共4小题）
1．（2025 无锡）如图所示，是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜片（　　）
A．是凸透镜，可用于矫正远视眼
B．是凹透镜，可用于矫正远视眼
C．是凸透镜，可用于矫正近视眼
D．是凹透镜，可用于矫正近视眼
【解答】解：小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景，兔子成正立缩小的像，所以是凹透镜，可用于矫正近视眼。故D正确，ABC错误。
故选：D。
2．（2025 扬中市校级一模）青少年长时间玩智能手机对视力有很大的影响，容易造成眼睛近视。在如图所示的四幅图中，分别表示近视眼成像情况和矫正方法的是（　　）
A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁
【解答】解：看远处的物体时，像成在视网膜的前面，所以乙是近视眼的成因。近视眼需戴凹透镜矫正，所以丁是近视眼的矫正做法。
故选：D。
3．（2025 江都区二模）新学期学校课间休息延长至15分钟，学生每天户外活动2小时，这些举措能很好的改善近视眼低龄化倾向。从物理学角度来分析，以下图示能说明近视眼成因及矫正方法的是（　　）
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【解答】解：近视眼形成的原因是：晶状体变厚，焦距变短，对光的折射能力变强，像成在视网膜的前方，图中的②图能反映近视眼的成因，凹透镜对光线的发散作用，可以使像远离晶状体，成在视网膜上，矫正近视眼，④是矫正方法，故B 正确，ACD错误。
故选：B。
4．（2025 锡山区校级三模）小东自制了一个简易投影仪，它主要由手电筒、内筒（一端开口，另一端可以放置胶片）、外筒（一端开口，另一端固定凸透镜）组成，内筒可嵌于外筒且能左右推动。将印有“冰墩墩”的透明胶片贴于内筒一端，打开手电筒，调整胶片、凸透镜到白墙的位置，在墙上得到清晰放大的像，如图所示。已知凸透镜的焦距是10cm。下列说法正确的是（　　）
A．自制投影仪能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用
B．白墙到凸透镜的距离应大于20cm
C．胶片与凸透镜的距离应小于10cm，且胶片应倒立放置
D．若要白墙上清晰的像变得更大一些，只将内筒往外拉动一些即可
【解答】解：A、自制投影仪能成放大的像，是因为凸透镜对光线有会聚作用，故A错误；
B、结合凸透镜成像的规律，此时的物距小于像距，成倒立的放大的实像，成像原理与投影仪相同，此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm，凸透镜与白墙的距离大于20cm，故B正确；
C、因为凸透镜的焦距f＝10cm，当10m＜u＜20cm，才能成倒立放大的实像，并且胶片应倒立在凸透镜前，才能看到正立的像，这个实验的原理与投影仪的原理相同，故C错误；
D、若要白墙上清晰的像变得更大一些，根据凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大可知，将胶片靠近凸透镜，故D错误。
故选：B。
二．填空题（共7小题）
5．（2025 工业园区二模）据专家介绍，12～18岁是青少年近视的高发期，爱眼护眼势在必行。如图所示，　乙　 （选填“甲”或“乙”）图表示近视眼成像原理，应佩戴 　丁　 （选填“丙”或“丁”）图的眼镜进行矫正。
【解答】解：近视眼是晶状体太厚折光能力太强，来自远方的光在视网膜前便会聚了，即像成在视网膜的前方，因此图乙是近视眼的成像原理，所以应配戴凹透镜矫正。图丙是放大镜，成正立放大的虚像，放大镜属于凸透镜；而近视镜成正立缩小的虚像，图丁成缩小的像，是近视镜，因此应佩戴丁图的眼镜进行矫正。
故答案为：乙；丁。
6．（2025 东海县二模）如图，把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，调节光屏得到烛焰清晰的像，撤去眼镜片，像变得模糊；调节光屏适当远离凸透镜，光屏上重新得到清晰的像，则该眼镜片是　凸透镜　 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），属于　远视眼镜”　 （选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。
【解答】解：由题意“撤去眼镜片，像变得模糊，调节光屏适当远离凸透镜，光屏上重新得到清晰的像”，说明此镜片对光有会聚作用，则为凸透镜，属于远视眼镜。
故答案为：凸透镜；远视眼镜。
7．（2025 东台市一模）小林在家里拿爷爷的“放大镜”做实验。通过镜片看到书上的字分别如图甲和乙所示。此镜片对光有　会聚　 作用。两图中像能成在光屏上的是图　乙　 ，镜片离字较远的是图　乙　 。
【解答】解：放大镜通常是凸透镜，此镜片对光具有会聚作用。
如图甲，当物体在凸透镜焦点以内时，成放大、正立的虚像，不能成在光屏上；如图乙，物体在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，像在一倍焦距和二倍焦距之间，实像能成在光屏上，两图中像能成在光屏上的是图乙，镜片离字较远是图乙。
故答案为：会聚；乙；乙。
8．（2025 溧阳市一模）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BP、BQ两细束光，分别与主光轴MN相交于P、Q两点。该透镜是　凹　 （凹/凸）透镜，可用以矫正　近　 （远/近）视眼；BP是　红　 （红/紫）光；对该透镜，红光的焦距　小于　 （大于/等于/小于）紫光的焦距。
【解答】解：由图可知，折射光线相对入射光线成发散状态，说明该透镜是凹透镜；
近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强或眼球的前后径太长，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，配戴凹透镜可以矫正近视眼；
不同色光通过三棱镜的折射程度不同，红光通过三棱镜的偏折程度最小，紫光通过三棱镜的偏折程度最大，由此可知，BP是红光，BQ是紫光，对该透镜，红光的焦距小于紫光的焦距。
故答案为：凹；近；红；小于。
9．（2025 锡山区校级三模）正常眼球看近处物体光路如图甲。小聪做眼球检查，发现晶状体与常人无异，但眼球发育偏短，看近处物体时光路如图乙。晶状体对光有 　会聚　 （选填“会聚”或“发散”）作用；小聪是 　远　 （选填“近”或“远”）视眼，应配戴 　凸透镜　 （选填“凸透镜”、“凹透镜”）来矫正视力。
【解答】解：人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，晶状体对光有会聚作用；
小聪的眼球发育偏短，看近处物体时，像成在视网膜的后方，所以小聪的眼看不清近处的物体，属于远视眼，需配戴凸透镜来矫正视力。
故答案为：会聚；远；凸透镜。
10．（2025 梁溪区校级模拟）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 　会聚　 作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较 　暗　 （“亮”、“暗”）时使用。
（2）乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中L1是物镜，L2是目镜。分析原理图可知物镜成倒立缩小实像，相当于的 　照相机　 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 　增大　 （选填“增大”或“减小”）视角。
【解答】解：（1）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，可在光线较暗时使用；
（2）由图乙可知，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”。
故答案为：（1）会聚；暗；（2）照相机；增大。
11．（2025 洪泽区一模）拍照片与透镜成像有关。蝴蝶研究专家章丽晖教授在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎凤蝶，他先用单镜头相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，据图能看出，甲图的像是　倒立、缩小、实像　 （正确选填三项：“正立”或“倒立”，“放大”或“缩小”，“实像”或“虚像”），为了拍摄照片乙，应将该相机适当　靠近　 （选填“靠近”或“远离”）蝴蝶，镜头略向　外伸　 （选填“外伸”或“内缩”）。
【解答】解：照相机利用的是凸透镜成倒立、缩小的实像制成的，所以甲图的像是倒立、缩小的实像；
为了拍摄照片乙，即使像变大，由凸透镜成像规律可知，应减小物距，同时增大像距，即相机适当靠近蝴蝶，镜头略向外伸。
故答案为：倒立、缩小、实像；靠近；外伸。
三．实验探究题（共1小题）
12．（2025 无锡一模）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　主光轴　 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、　缩小　 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　近　 （选填“远”或“近”）视眼，配戴的眼镜是　凹　 （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　丁　 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　A　 （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　小华　 （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。
【解答】解：（1）实验前为了让像成在光屏的中央，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的主光轴上；
由图可知，物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像；
（2）小华将自己的眼镜放在图乙中凸透镜左侧附近，光屏上的像又变得模糊，当光屏向右移动适当距离后像又清晰，说明此眼镜对光线有发散作用，为凹透镜，由此可知，小华是近视眼，配戴的眼镜是凹透镜；
（3）由图可知，图丁中，镜头盒较大，胶片盒较小，较粗的镜头盒可以在镜头周围形成一个遮光区域，减少外界光线从侧面进入镜头的可能性，避免杂散光对成像造成干扰，提高成像的清晰度和对比度，所以图丁成的像会更清晰、效果更好；
（4）小明选择了焦距为10cm的凸透镜，拍摄远景时，像距大于焦距，小于2倍焦距，所以因选择边长为20cm的正方体纸盒组合A；小华选择正方体纸盒组合B，为了能够正常拍摄，应选择焦距为5cm的凸透镜A，小华选择的凸透镜焦距短，调节过程中，物距、像距的变化较小，所以小华制作的照相机，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。
故答案为：（1）主光轴；缩小；（2）近；凹；（3）丁；（4）A；小华。
考向5 人眼看不见的光
一．选择题（共3小题）
1．（2025 常州）为寻找地震后被掩埋在废墟里黑暗环境下的生还者。新加坡工程师利用蟑螂体型小、喜好在黑暗缝隙内爬行的特点，打造半机械搜索蟑螂。为探测生还者，应在蟑螂背部固定微型（　　）
A．可见光照相机 B．红外线照相机
C．紫外线照相机 D．超声波成像仪
【解答】解：为了追踪和搜索蟑螂，探测地震生还者，可以在它的背部固定微型红外线照相机。故B正确，ACD错误。
故选：B。
2．（2025 南通模拟）下列关于紫外线与红外线的说法，正确的是（　　）
A．医院里常用紫外线来消毒杀菌
B．用紫外线照射人体总是有益的
C．红外线可以传递光能，而紫外线不能
D．验钞机利用红外线来鉴别纸币的真伪
【解答】解：A．医院里常用紫外线来消毒杀菌，故A正确；
B．过量的紫外线照射对人体有害，轻则使皮肤粗糙，重则引起皮肤癌，故B错误；
C．红外线、紫外线都可以传递光能，故C错误；
D．验钞机利用紫外线来鉴别纸币的真伪，故D错误。
故选：A。
3．（2025 连云港二模）下列对光现象的描述正确的是（　　）
A．“小孔成像”像的形状与孔有关
B．玻璃幕墙反射的光会“晃”着人的眼睛，是由于光发生了漫反射
C．水中的倒影是光的反射形成的
D．在医院的手术室，病房里常用红外线来杀菌
【解答】解：A．小孔成像是由于光的直线传播形成的。当光线通过一个小孔时，它会在小孔后面的屏幕上形成一个倒立的实像。这个像的形状是由物体本身决定的，而不是由小孔的形状决定的。故A错误；
B．玻璃幕墙反射的光“晃”着人的眼睛，是光在平滑的玻璃幕墙上发生了镜面反射。故B错误；
C．水中的倒影是由于光线在水面上发生反射而形成的。形成一个与物体相对称的虚像。这个虚像就是我们在水中看到的倒影。故C正确；
D．红外线主要用于加热和烘干物体，而不是杀菌。在医疗环境中，常用的杀菌方法是使用紫外线灯。故D错误。
故选：C。
二．填空题（共2小题）
4．（2025 宝应县校级模拟）补全下面概念图中的空缺.　绿　 、　热　 、　紫外线　 。
【解答】解：把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，可以产生各种颜色的光，因为，把红、绿、蓝叫作色光的三原色。
红外线具有热效应，紫外线化学作用强，能使荧光物质发光。
故答案为：绿、热、紫外线。
5．（2025 江阴市二模）如图所示，让一束太阳光通过棱镜射到白屏上，屏上标出了三个区域①②③，利用区域 　①　 的光能遥控电视机，区域 　③　 的光能使钞票上的荧光物质发光，从而可识别钞票真伪。
【解答】解：（1）红光之外是红外线，红外线的热效应很强，红外线能使温度计示数升高很快，即在①，能遥控电视机；
（2）紫光之外是紫外线，紫外线能使荧光物质发光，因此可以识别钱币，即在③，能使钞票上的荧光物质发光，从而可识别钞票真伪。
故答案为：①；③。

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