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第 2 讲 声与电磁波
考点二 透镜及其应用
考点一 光现象
1. 光源：( 1 )定义: 的物体 , 叫作光源。
(2) 分类 : 光源 , 如恒星、萤火虫 、水母等； 光源 , 如点燃的蜡烛、发光的小灯泡、发光的手电筒等。
注 : 月亮、钻石、眼睛本身不发光，所以它们并不是光源。
自身能够发光
考点一 光现象
1
光源、光线、光速
天然
人造
径迹
2 . 光线 : 为了表示光的传播情况 , 通常用 一 条带有箭头的直线表示 一 束光传播 的 和 , 这样的直线叫作光线。
注:光线的引入利用了理想模型法 , 光线不是真实存在的。
3 . 光速
（1）光不仅可以在空气、水等介质中传播 ,还可以在 中传播 。真空中的光速 c = m/s = km/s 。光在不同介质中的传播速度不同。一般情况下真空 , 。
(2)光年是指光在真空中传播 1 年所经过的距离 , 是 单位。
方向
真空
3×108
3×105
长度
同种均匀介质
2
光的直线传播
1. 条件:光在 中沿直线传播。
2. 实例 : ( 1 )现象 : 小孔成像、影子(手影) 的形成、日食、月食、立竿见影等; (2)应用 : 激光准直、站队看齐、射击瞄准、日 等; (3 )解释: " 一 叶障目 " " 坐井观天 , 所见甚小 " 等。
1 . 小孔成像是由于光的直线传播而形成的倒立的实像 。像的形状与 小孔的形状无关 。像的大小与物距和像距有关 。
2 . 光传播能量(例如 : 太阳灶) 与信息(例如 : 信号灯) 。
名师点拨
直线
1 . 用激光笔将一束光射入不均匀的盐水中 , 观察到光在盐水中沿曲线传播 。如果用玻璃棒充分搅拌盐水后 , 会观察到光沿 (选填 " 曲线 " 或 " 直线 " )传播。
2 . 圭表是我国古代的天文观测仪器 , 如图所示 。古人通过观察记录正午时表在圭上影子的长度变化判断节气 , 利用了 的光学知识 。 (选填 " 夏至 " 或 " 冬至 " )节气的表影更短。
光的直线传播
夏至
直线
3 . 如图所示 , 在玩 " 手影 " 游戏时 , 墙上的影子是光的 传播形成的 ;小孔成像的原理与之 (选填 " 相同 " 或 " 不同 " ) 。请你写出 一 个利用此原理的现象或应用: 。若太阳发出的光约经过 8 min 到达地球 , 则太阳到地球的距离约为 km 。 (真空中光速约为3 ×108 m/s )
相同
日食（激光准直等，合理即可
1.44×108
反射
3
光的反射
1. 定义:光照射到物体表面时，有一部分被物体表面 回来的现象。
2. 反射定律: 光线、 光线和法线都在同 一 平面内。 光线和 光线分别位于法线两侧。 角等于 角。
3. 实例: ( 1 )现象 :水中的倒影等; (2)应用 : 潜望镜、平面镜等; (3)解释 : 杯弓蛇影 、镜花水月等 。
注 : 影子是由光的直线传播形成的,倒影是由光的反射形成的。
反射
入射
反射
入射
反射
入射
光的反射定律
4. 镜面反射与漫反射
类型 镜面反射 漫反射
图示

反射面 平整光滑 凹凸不平
相同点 都遵循 ，光路都是的 。
视觉特征 只能在反射光的方向看到物体，“刺眼”“明亮”“反光” 能从不同方向看到物体
生活实例 光污染、教室黑板反光晃眼 电影院幕布
可逆
名师点拨
光的反射作图步骤
（1）过入射点垂直于反射面用虚线画出法线 , 并标上垂直符号 。
（2）根据入射角确定反射角 。
（3）根据反射角用实线画出反射光线 ，并标上箭头 。
B
4. 自行车尾灯示意图如图所示 。夜晚用灯照射" 尾灯 " 时 , " 尾灯 " 很明亮 。下列说法正确的是 ( )
A . 自行车尾灯是光源
B. 自行车尾灯由若干互成 90 °角的平面镜组成
C. 光照射在自行车尾灯上发生的是漫反射
D. 光照射在自行车尾灯上不遵循光的反射定律
能
5 . 如图甲 , 小孟利用一面小镜子隔墙看到院里的小猫要偷吃鱼 。如图乙所示 , AO 表示来自小猫的入射光线，O 点为入射点 , B 点为小孟眼睛所在位置。请在图乙中完成作图 : ①画出反射光线 OB; ②根据光的反射定律画出镜面 。 (镜面用 表示 , 保留作图痕迹) 。小猫 (选填“能 ”或 “不能” )通过平面镜看到小孟 , 这说明在光的反射现象中光路是 的。
可逆
相等
4
平面镜成像
1. 原理:光的反射。
2. 成像特点 : 像和物的大小 ，像和物到平面镜的距离 ,像和物体的连线与平面镜 , 平面镜成的是 立的 像 , 即像和物关于平面镜 。
3 .实像与虚像
（1）实像: 由实际光线会聚而成 , 用光屏承接， 用眼睛观察到。
（2）虚像 : 由实际光线的反向延长线会聚而成， 用光屏承接 , 用眼睛观察到。
相等
垂直
正
虚
对称
可以
可以
不可以
可以
4 . 实例: ( 1 ) 现象 : 倒影等; (2) 应用 : 照镜子(成像) 、潜望镜(改变光路)等。
5 . 平面镜成像作图
( 1 )根据平面镜成像特点作图(对称法)
①作垂线——即画出物体的两个端点A 、B 到平面镜的垂线段AM、BN。
②画垂足。
③量等距 :使A'M = AM , B'N = BN。
④画像点 A ' 、B ' 并连接 , 则 A ' B ' 就是物体AB的像。
(2)根据平面镜成像原理(光的反射定律)作图
①从点光源 S 任意引两条光线射到平面镜上。
②分别作出两条入射光线的法线。
③根据光的反射定律分别作出两条入射光线的反射光线。
④分别作两条反射光线的反向延长线 , 它们的交点 S ' 即为点光源 S的像 。
名师点拨
1. 无论物体离平面镜远近 , 像的大小都等于物体的大小 。
2 . 无论镜子大小 , 只要发生了光的反射现象 , 就能形成物体完整的像 , 镜子大能观察到像的范围大 , 镜子小能观察到像的范围小 。
发散
6 . 凸面镜和凹面镜
类型 凸面镜 凹面镜
原理图
特点 对光有 作用 对光有 作用
应用 扩大视野，如：汽车后 视镜、路口的反光镜 太阳灶、汽车前灯的反光装置
会聚
B
6 . 如图 ,《女史箴图》中描绘了古人利用铜镜(相当于平面镜)梳妆的情景 。下列说法正确的是 ( )
A. 铜镜利用光的折射成像
B. 人在铜镜中的像是虚像
C. 人离铜镜越近 , 所成的像越大
D. 只将铜镜向上平移 , 所成的像也向上平移
左
7 . 如图所示 , 检查视力时要求被检查者与视力表相距 5 m 。可以在图示状态下仅将平面镜向 (选填 " 左 " 或 " 右 " ) 移动 m 。被检查者在平面镜里看到的视力表是 (选填" 实 " 或" 虚 " )像。
0.25
虚
偏折
5
光的折射
1. 光的折射
（1）定义 : 光从一种介质斜射入另一种介质中时 , 传播方向发生 的现象。
（2）实例 : 池水 " 变浅 " 、彩虹 、海市蜃楼、岸上的人看到的水中 " 鱼 " 的位置比实际位置高、玻璃砖使铅笔 " 错位 " 、清晨看到地平线以下的 " 太阳 " 等。
2. 折射定律: 光线、 光线和法线都在同一平面内。 光线和
光线分别位于法线两侧。光从空气 入水中或其他介质中时 , 折射光线向 法线方向偏折 , 折射角 入射角 。当入射角增大时 , 折射角 。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时 , 传播方向 。
注 : 无论是从岸上看水中的物体还是从水中看岸上的物体 , 像总是成在物体的
上方。
折射
入射
折射
反射
斜射
靠近
小于
增大
不变
名师点拨
1. 在所有光的折射现象中, 光路都是可逆的。
2 . 光的折射作图步骤
（1）过入射点垂直于折射面用虚线画出法线 , 并标上垂直符号。
（2）根据入射角大致确定折射角的度数(空气中的角度要大于其他介质中的角度) 。
（3）根据确定的折射角用实线画出折射光线 , 并标上箭头。
虚
8 . 如图所示 , 开始时看不到碗底的硬币 , 向碗中逐渐加水后发现能看到硬币 , 人看到的是硬币的 (选填 " 实 " 或 " 虚 " )像 , 这是光在空气和水的界面发生 形成的 。
9 . 如图甲所示 , 人看到的鱼是光的 形成的 (选填 " 虚 " 或 " 实 " )像 , 若要叉到鱼 , 人应该向看到的鱼的 (选填" 上方" 或" 下方" )叉去。图乙是人在船上观察水中鱼时的情景 , 在图乙中完成光路图。 (其中A 表示鱼的位置 ，A'表示鱼像的位置 ，B表示人眼位置 ， 保留作图痕迹)
折射
折射
虚
下方
光的色散
6
光的色散与看不见的光
1 . 定义:太阳光通过棱镜后 , 被分解成各种颜色的光 , 这种现象叫 。
2 . 该现象是由英国物理学家 通过棱镜实验发现的。太阳光经过三棱镜后在光屏上得到一条彩色光带 , 最上边是 光 , 最下边是 光 , 色散现象说明: 太阳光是由 七种色光混合而成的白光。
3 . 现象: 雨后彩虹、肥皂泡的彩色条纹等 。
4 . 色光的三原色: 红、 、蓝 , 利用这三种色光可以混合出各种色光。
牛顿
红
紫
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
绿
5. 看不见的光
红外线 紫外线
光谱位置 红端之外 紫端之外
特性 热效应 杀菌作用、使荧光物质发光
应用 诊断病情；拍摄“热谱图”；红外线夜视仪；红外线遥控器 有助于人体合成维生素D； 紫外线灯灭菌；紫外线使荧光物质发光；验钞机
反射
10 . 如图所示 , 在 “创作彩虹” 的实践活动中 , 将平面镜斜插入装有水的容器 , 把它们放在从窗口射入的阳光下并对着白色墙壁(或白纸屏) , 调整镜面倾斜的角度 , 观察到墙面上出现了彩虹 。平面镜改变了光的传播方向 , 是因为光发生了 现象;墙壁上出现的 “彩虹 ” 是由于光的 而形成的。 (均选填 " 反射 " 或" 折射" )
折射
B
11 . 光可以让我们的生活绚丽多彩 。下列有关光的说法不正确的是( )
A. 彩色电视机的多彩画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的
B. 超市营业结束后用紫外线灯消毒 , 灯会发出淡紫色的紫外线
C. 电视机遥控器是利用红外线来控制电视机的
D. 验钞机利用紫外线来鉴别钞票的真伪
C
【例 1】(2025 · 河北)如图所示的光现象中，由光的直线传播形成的是（ ）
【例 2】(2023 · 河北)如图所示的光现象中 ,与 “ 潭清疑水浅 “中 “水浅 “ 形成原理相同的是( )
C
65°
【例 2】(2025 · 河北样卷)一束光照射到平面镜上 , 反射光线与入射光线夹角为 130°，则反射角为 , 人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光，而在其他方向却看不到反射光 ，这是由于发生了 (选填 " 镜面反射 "或" 漫反射" ) 。
镜面发射
D
跟 踪 练1. (2024 · 河北)赵州桥是世界上现存最早 、保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥 。如图所示 ,在平静的水面处 , 桥与它的倒影相映成趣。以下的像与 " 倒影 " 的形成原理相同的是 ( )
A. 小孔成像 B. 放大镜成像
C. 照相机成像 D. 平面镜成像
1. 实验器材: 平面镜、激光笔、可沿 ON 折转 的 白色硬纸板、笔、量角器等。
2. 实验装置
探究光的反射定律
1
3 . 设计实验和进行实验
( 1 )使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O 点 , 经平面镜反射, 沿另 一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光 AO 和反射光OB。 改变光束入射的角度, 观察反射光的方向是否改变 .多做几次 , 换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板 , 用量角器测量 ON 两侧的∠i 和 ∠r ,将数据记录在表中。
(2) 纸板 ENF 是用两块纸板连接起来的 。把纸板 NF 向前折或向后折 , 如图乙所示 , 在纸板上观察反射光。
(3)让光束沿着图甲中 BO 的方向射向镜面 , 观察反射光线。
4 . 分析与论证
( 1 )分析反射角和入射角的大小可得出结论:反射角等于入射角。
(2)分析反射光线、入射光线和法线的位置关系可得出结论: 反射光线、入射光线和法线在同一平面内 。
(3)多次改变入射光线的路径 , 记录对应反射光线的路径。会发现: 反射光线和入射光线总是分别位于法线的两侧。
(4)如果让光束沿着图甲中 BO 的方向射向镜面 , 它被反射后沿着 OA 的方向射出,说明在反射现象中 , 光路是可逆的。
5 . 实验结论:在反射现象中 , 反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧； 反射角等于入射角 ,光路是可逆的。
6 . 交流 、评估 、反思
（1）实验要在较暗的环境中进行，目的是使光线更清晰、明显 。
（2）量角器的作用: 测量入射角和反射角的度数。
（3）纸板与平面镜要垂直放置 , 其作用: 一是显示光的传播路径 , 对光线起漫反射作用 ；二是探究入射光线、法线和反射光线是否在同 一平面内。
（4）探究反射角与入射角的关系时， 需要不断改变入射光线 , 观察反射光线的变化 , 同时比较反射角与入射角的大小。
（5）使光路明显的方法 : 一是向纸板喷烟雾；二是选用表面粗糙的纸板。
（6）多次改变入射角的大小进行实验的目的: 使实验结论具有普遍性 。
（7）常见错误: 将反射光线与平面镜的夹角记为反射角 , 或将入射光线与平面镜的夹角记为入射角。
量角器
一题练透一实验
1 . (2025 · 启光改编)小明用如图甲所示的装置“ 探究光的反射定律 ” 。
(1)实验中还需要的器材是 、激光笔和铅笔 。
(2)把一个平面镜放在水平桌面上 , 再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线 ON 于镜面 。
垂直
等于
(3)使一束光贴着纸板沿某一个角度射到 点 , 经平面镜反射 , 沿另 一个方向射出 。在纸板上用笔描出入射光 AO 和反射光OB 的径迹 。改变光束入射的角度 , 多做几次 , 换用不同颜色的笔记录每次光的径迹 。取下纸板 , 用量角器测量 ON两侧的 ∠i 和 ∠ r , 将数据记录在表中 。分析表中数据可知 , 在反射现象中 , 反射角
(选填 " 小于 " " 等于 " 或 " 大于 " )入射角 。实验过程中 , " 改变光束入射的角度 , 多做几次 " 的目的是 。
寻找普遍规律，避免偶然性
反射角的大小
(4) 小东同学分析数据得出结论 : 光反射时 , 入射角等于反射角 。你认为他的结
论是否正确 , 理由是 .
。
(5)纸板ENF是用两块纸板连接起来的。如图乙所示 , 把纸板 NF 向后折 , 在纸板NOF上 (选填" 能" 或" 不能" )看到反射光线 。此现象表明 :在反射现象中 ,反射光线、入射光线和法线 (选填" 在" 或" 不在" )同一平面内 。
(6)让光逆着 BO 的方向射向镜面 , 会发现反射光沿着 OA 方向射出 。此现象表明 : 在反射现象中 , 光路是 的 。
不正确，先有入射角，再有反射角，入射角大小决定着
不能
在
可逆
前
(7)如图丙所示 , 已知入射光线与反射光线的夹角为 90 °, 请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数。
(8)实验中 , 若将纸板ENF(连同激光笔)整体向后倾斜 , 此时反射光束呈现在纸板
方。
(9)实验结束后 , 小东又将光线沿 NO 垂直射向平面镜 , 没有观察到光线射出 , 他由此认为 : 当光垂直入射时 , 不存在反射光。你认为他的观点 (选填" 正确 " 或 " 不正确 " ) , 你判断的理由是 .
。
不正确
发生了光的反射，因入射角为 0°，反射角也
为0°，反射光线与入射光线重合
反射光线、入射光线和法线在同一平面内
【拓展】
(10)如图丁所示的玻璃缸内充满水雾 , 用两支激光笔按图示方向射向缸底的平面镜上的点 , 由于光的反射， 我们可以观察到三条光线。
①如果从右侧面特定方向观察这三条光线 , 我们可以发现这三条光线重合了 , 这 说明光在反射时的特点是 。
②用一块薄玻璃板沿 OA 方向竖直插在玻璃缸内 , 从左侧面看 , 此时入射光线 BO 通过玻璃板成的像与反射光线 OC (选填 " 重合 " 或 " 不重合" ) 。
重合
上升
(11)根据探究结论 , 小东用激光笔做了 一 个简易水位自动识别仪 , 如图戊所示。保持入射光的方向不变 , 水面在变化过程中始终保持平静 ,当反射光的光斑从B 点向左移动到 B 点时 , 说明水面 (选填 " 上升 "或 " 下降 " ) 了 。
1 . 实验器材: 白纸、带支架的透明薄玻璃板、两支完全相同的蜡烛 A 和 B 、记号笔、刻度尺 、光屏。
2 . 实验装置
3 . 设计实验和进行实验
(1)在桌面上铺一 张纸 , 纸上竖立一 块玻璃板 。沿着玻璃板在纸上画 一条直线 , 代表平面镜的位置 。将点燃的蜡烛 A 放置在玻璃板前 , 通过移动未点燃的蜡烛 B ,找到点燃蜡烛 A 的像的位置 , 在纸上标记蜡烛和像的位置。用刻度尺测量蜡烛和像到平面镜的距离 , 记录在表中。
(2)移动点燃的蜡烛 A , 多做几次实验。实验时注意观察点燃蜡烛 A 的像的大小是否随蜡烛 A 位置的改变而变化。
探究平面镜成像的特点
2
(3)换用长度不同的蜡烛 , 再做几次实验。实验时注意观察蜡烛像的大小和蜡烛 A的大小是否相同 。
(4)将玻璃板后面未点燃的蜡烛 B 移走 , 再把光屏放在该位置上并正对玻璃板 , 观察是否能在光屏上接收到前面点燃蜡烛 A 的像。
4 . 分析与论证
( 1 )未点燃的蜡烛 B 可以与点燃的蜡烛 A 的像完全重合 , 说明蜡烛的像的大小与蜡烛大小相等。
(2) 由实验数据可知 , 蜡烛的像到平面镜的距离与蜡烛到平面镜的距离相等。
(3)用量角器测量物与像的连线与镜面之间的夹角 , 发现像与物的连线与镜面垂直。
(4)移去玻璃板后的蜡烛 B , 在此位置放一光屏 , 直接观察发现光屏上没有像 , 表明该像是虚像。
5 . 实验结论: 平面镜所成的像为正立的虚像 ,其大小与物体的大小相等 , 像和物体到平面镜的距离相等 , 像和物体的连线与镜面垂直。可以表述为平面镜所成的像为正立的虚像 , 像与物体关于镜面对称。
6 . 交流 、评估 、反思
(1)为了使观察到的像更为清晰 , 实验最好在较暗的环境中进行。
(2)用玻璃板代替平面镜的原因: 玻璃板透明， 易于确定像的位置。
(3)选择薄玻璃板的原因：太厚的玻璃板的前后表面都会成像 , 会产生重影。
(4)选用两支完全相同的蜡烛的原因 : 便于确定像的位置 , 比较像与物的大小关系 。
(5)光屏的作用：检验像的虚实。
(6)刻度尺的作用 ：测量像与物到玻璃板的距离。
(7)用点燃的蜡烛做实验的优点 : 所成的像比较亮 , 便于观察。
(8)等效替代法——用未点燃的蜡烛代替点燃蜡烛的像。
(9)观察点燃蜡烛的像时 , 眼睛应与物体在玻璃板的同 一侧； 判断像的虚实时 , 眼睛与光屏在玻璃板的同一侧。
( 10)若实验过程中 , 无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛都无法与像重合 , 则可能的原因是玻璃板没有垂直放置在水平桌面上。
(11)若玻璃板与水平桌面不垂直 , 玻璃板上端向左倾斜 , 如图所示 , 则蜡烛 A 在玻璃板中成像的位置会偏高 , 出现此现象的原因是像与物关于镜面
对称(或像与物对应点的连线与镜面垂直) 。
(12)测得蜡烛和像到玻璃板的距离不相等的原因可能为玻璃板较厚;
未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像没有完全重合。
竖直
一题练透一实验
2 . (2025 · 启光改编) 在跨学科实践中 , 某同学利用图甲装置探究平面镜成像的
特点。
( 1 )在水平桌面上铺一张纸，纸上 放置一块手机钢化膜( 薄透明板)作为平面镜。沿着钢化膜在纸上画一条直线 l , 代表平面镜的位置。选取手机钢化膜作为平面镜 , 这样做便于确定 的位置。
像
远离
(2)将一个蓝色长尾票夹放在钢化膜前 , 将另一个相同型号的粉色长尾票夹放在钢化膜的后面并移动其位置 , 使粉色票夹与蓝色票夹的像完全重合, 记录其位置 , 接下来使蓝色长尾票夹远离钢化膜移动到某一位 置 , 粉色票夹应向 钢化膜方向移动 , 蓝色长尾票夹的像的大小将 (选填" 变大 " " 变小 " 或 " 不变 " ) 。改变蓝色票夹位置 , 重复实验 , 发现粉色长尾票夹都能与蓝色长尾票夹的像完全重合 , 说明平面镜所成的像与物的大小 。在像的位置放一个光屏 , 若光屏承接不到像 , 则说明所成的是 像 。如图乙 , 将蓝色长尾票夹放在纸上 , 在蓝色长尾票夹一侧通过钢化膜看到的是图丙中的 。
不变
相等
虚
a
B
(3 ) 三次实验物和像的位置记录如图丁所示 。他在探究像和物的连线与钢化膜的位置关系时 , 用直线连接图丙中物点 A 与像点 ， 完成剩余两次连线 , 用量角器测量连线与直线 l 间的夹角 , 用刻度尺分别测量A 、B、C、D、 E、F 点到直线 l 的距离 , 数据如图所示 , 可得出结论： 像和物的连线与镜面 ，像和物到平面镜的距离 。
(4)实验中两长尾票夹要完全一样 , 目的是 。
(5)多次实验的目的是 。
垂直
相等
比较像和物的大小关系
寻找普遍规律
1. 凸透镜和凹透镜
考点二 透镜及其应用
1
透镜
凸透镜 凹透镜
定义 中间厚、边缘薄的透镜 中间薄、边缘厚的透镜
图示
对光的 作用 对光有 作用 对光有 作用
2. 三条特殊光线
平行于主光轴
过焦点
过光心
名师点拨
1. 会聚作用是指折射光线相对于入射光线线向靠近主光轴方向偏折 , 但折射后的光不一定会变成会聚光 , 如图甲所示。发散作用是指折射光线相对入射光线向远离主光轴方向偏折 , 但折射后的光不一定是发散光 , 如图乙所示 。
2. 材料相同时：凸透镜中间越凸 , 焦距越小 , 对光的会聚能力越强 ; 凹透镜中间越凹 , 对光的发散能力越强 。
A
12 . 教室里的 LED 日光灯的发光芯片上都封装了硅胶透镜。资料显示 , 光通过硅胶透镜后会产生会聚现象。如图所示的光路显示了 一些透镜对光的作用 , 与 日 光灯硅胶透镜对光的作用相同的是 ( )
A. ①④ B. ③④ C. ①③ D. ②①
凸
13 . 请在图中作出两条光线所对应的折射光线或入射光线。
14 . 用冰取火 , 似乎不可思议 , 但这绝非讹传 ,据晋代张华的《博物志》记载 , 我国古代就把冰块制成 (选填 " 凸 " 或 " 凹 " )透镜 , 利用透镜对光的 作用将物体点燃。
会聚
照相机
2
凸透镜成像规律及应用
1. 凸透镜成像规律及应用
物距 像距 成像特点 应用 调节
大小 正倒 虚实
u>2f fu=2f v=2f 等大 倒立 实像 测焦距
f2f 放大 倒立 实像 . 要使幕布上的像大一些 , 应将镜头靠近投影片 ; 反之 , 镜头应远离投影片
u=f 不成像 获取平行光
u投影仪
放大镜
名师点拨
凸透镜成像速记口诀
一倍焦距不成像 , 内虚外实分界明 。二倍焦距物像等 , 外小内大实像成 。
实像分居异侧倒 , 虚像总是同侧正 。
成实像时：物近像远像变大 , 物远像近像变小 。
成虚像时 : 物近像近像变小 , 物远像远像变大 。
特别注意 : 无论成实像还是虚像 , 物体靠近焦点 , 都是像远像变大
放大
2. 显微镜和望远镜
显微镜 望远镜
物镜 相当于投影仪，成倒立、 的实像 相当于照相机，成倒立、
的实像
目镜 相当于放大镜，成 立、放大的 像
缩小
正
虚
缩小
15 . 如图所示 , 在探究凸透镜成像规律的实验中 , 当把蜡烛放在 a 点时 , 光屏上能看到清晰 (选填 " 缩小 " " 等大 " 或 " 放大" ) 的像; 在蜡烛从 a 点移动到 c 点的过程中 , 像的大小逐渐 (选填 " 变大" " 变小 " 或" 不变 " ) ; 当把蜡烛放在 e 点时 , 光屏上能看到清晰 (选填 " 缩小 " " 等大" 或" 放大" ) 的像; 当把蜡烛放在 点时 , 不能成像; 当把蜡烛放在 d 点时 , 光屏上 (选填 " 能 " 或 " 不能 " )成像。
变大
等大
g
不能
小于
16 . 用一个焦距为 10 cm 的放大镜观察邮票 ,放大镜与邮票之间的距离应 (选填" 大于 " " 小于 " 或 " 等于 " ) 10 cm ；当把放大镜靠近邮票时 , 调整眼睛的位置 , 观察到邮票的像的大小会 , 此时观察到的像是 (选填 " 实 " 或" 虚 " )像。
17 . 无人机搭载的微型摄像机的镜头相当于一个 透镜;拍摄景物时能在感光晶片上形成景物倒立、 的实像; 当无人机高度上升时 , 须 (选填 " 增大" " 不变 " 或 " 减小 " )镜头与感光晶片间的距离 , 才能拍摄到清晰的画面。
变小
虚
凸
缩小
减小
改变光的传播方向
18 . 如图所示是投影仪成像示意图 , 平面镜的作用是 。如果图中h =30 cm,则凸透镜焦距不可能小于 cm ,若想使屏幕上像变得小一些 , 则应将凸透镜向 (选填 " 上 " 或 " 下 " )调节。
15
上
凸
3
眼睛和眼镜
1 . 原理：眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于一个 透镜 , 把来自物体的
光 在视网膜上 , 成 、 的 像 。视网膜相当于 。
会聚
倒立
缩小
实
光屏
2. 近视眼与远视眼
厚
类型 近视眼 远视眼
特点 只能看清近处的物体，看不清远处的物体 只能看清远处的物体，看不清近处的物体
成因 晶状体太 ，折光能力太强，使得远处物体发出的光会聚在视网膜前 晶状体太 ,折光能力太弱，使得近处物体发出的光会聚在视网膜后
光路图
矫正 近视镜片是一个 透镜 远视镜片是一个 透镜
薄
凹
凸
B
【例 4】(2025 · 河北)在 " 探究凸透镜成像的规律" 实验中 , 小明发现光屏上承接到的清晰的像与光源大小相等。下列说法正确的是 ( )
A. 光屏上的像是虚像
B. 透镜到光屏的距离与到光源的距离相等
C. 仅将透镜向光屏方向适当移动 , 光屏会再次承接到清晰的像
D. 光源靠近透镜 , 同时光屏远离透镜 , 光屏会承接到清晰的像且越来越小
投影仪
【例 5】(2024 · 河北)如图所示 , 烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像 , 此成像原理可用于制作 。不改变蜡烛与光屏的位置 , 向 (选填 " 左 " 或" 右" )移动凸透镜到某一位置 , 能再次在光屏上成清晰的像 。若烛焰的高度大于凸透镜的直径 , 在足够大的光屏上 (选填 " 能" 或"不能" )成清晰且完整的像。
右
能
B
【例 6】(2025 · 河北样卷)在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小明先将蜡烛和凸透镜放在如图所示的位置（光屏未画出），移动光屏，在光屏上得到一个清晰的像；再移动蜡烛、光屏继续进行实验，当蜡烛在30 cm 刻度处时，光屏上恰好呈现烛焰清晰、等大的像。下列说法正确的是（ ）
A. 该凸透镜的焦距是 20 cm
B. 照相机的原理与第一次的成像规律相同
C. 将蜡烛放置在 42 cm 刻度处时，移动光屏，能在光屏上得到放大的像
D. 蜡烛在30 cm 刻度处时，紧贴凸透镜放置一近视镜片，要使光屏上再次呈现清晰的像，应向左移动光屏
D
【例 7】(2023 · 河北改编)在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10 cm 凸透镜、光屏的位置如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A. 投影仪就是利用这一规律成像的
B. 将蜡烛放置在 40 cm 刻度处时，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的
实 像
C. 若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整
D. 蜡烛、凸透镜、光屏的位置不动，用焦距为 8 cm 的凸透镜替换该透镜，光屏上不再成清晰的像
1. 实验器材：光具座（带刻度）、凸透镜（f=10 cm）、蜡烛、光屏、火柴。
2. 实验装置
3. 设计实验和进行实验
（1）实验环境：选择在较暗的环境中进行，可以使实验现象较明显。
（2）器材调节：将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的中心和光屏的中心大致在同一高度。
探究凸透镜成像的规律
3
（3）①平行光聚焦法：用平行于凸透镜主光轴的光垂直照射到凸透镜上，在凸透镜另一侧的白纸上用光屏承接到最小、最亮的光板，光斑到凸透镜中心的距离即为焦距。
②2倍焦距法：物体在2倍焦距处成等大、倒立的实像，此时像距等于物距。
（4）把蜡烛放在凸透镜2倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距 u和像距 v；逐渐减小物距，重复上述操作，多次实验。
4. 交流、评估、反思
（1）光屏无论如何移动都接收不到像的原因：烛焰在焦距以内或在焦点上；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；蜡烛到凸透镜的距离接近焦距，成像在很远的地方，光具座上的光屏无法移到该位置。
（2）凸透镜的一部分被遮挡：光屏上的像不会缺失，但会变暗。
（3）蜡烛燃烧变短时，烛焰在光屏上的像会向上移动。
（4）人眼观察虚像：撤掉光屏，人眼应该从光屏一侧向透镜方向观察。
10.0
一题练透一实验
3 . (2025 · 启光改编) 在 " 天宫课堂 " 的水球实验中 , 小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像 , 如图甲所示 。于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
( 1 )小玉用 一 束平行光正对凸透镜照射 , 移动光屏 , 直到光屏上出现最小、最亮的光斑 , 如图乙所示 , 则凸透镜的焦距是 cm 。
(2)如图丙所示 , 点燃蜡烛 , 调整烛焰的中心 、透镜的中心 、光屏的中心大致在 , 其目的是 。
同一高度
使像成在光屏中央
远离
(3)如图丙 , 将凸透镜固定在 50 cm 刻度线处 , 蜡烛移动到 20 cm 刻度线处 , 应向 (选填 " 靠近 " 或 " 远离 " ) 凸透镜的方向移动光屏 , 直到出现烛焰清晰、倒立、 的实像。
(4)在(3) 的基础上 , 将凸透镜更换成另 一个焦距为 9 cm 的凸透镜 , 为了使光屏上的像恢复清晰 , 可向 (选填" 靠近 " 或 " 远离 " ) 凸透镜的方向移动蜡烛 。若不移动蜡烛 , 在蜡烛和凸透镜之间放置一个度数适当的 (选填 " 近视" 或 " 远视 " ) 眼镜的镜片, 光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
(5)在实验过程中 , 原来光屏中央的像 " 跑 "到上方 , 为了使像回到中央 , 接下来的操作是 (选填序号) 。
①向下调光屏 ②向上调凸透镜 ③向上调蜡烛
缩小
靠近
近视
③
C
(6)小玉又把蜡烛移至 44 cm 刻度线处 , 凸透镜不动 , 然后取下光屏 , 透过凸透镜直接观察蜡烛 , 那么她将看到烛焰成像的情形是 (选填字母) 。
(7)若实验中用手遮住凸透镜的 一半 , 则光屏上 (选填 " 能 " 或 " 不能 " ) 出现烛焰完整的像。
【拓展】
(8)某次实验中 , 根据实验数据绘制了物距 u 与像距 v 之间的关系图
像 , 如图丁所示 , 则该透镜的焦距是 cm 。
能
10
B
(9)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 (选填字母) 。
A. 飞虫的像 B. 烛焰的像 C. 飞虫的影子
( 10)为研究像与物的左右是否颠倒 , 小玉使用 F 形光源替代蜡烛 , 用半透明的毛玻璃作为光屏。并将光源、凸透镜和光屏依次安装在光具座上 , 使得光源到凸透镜的距离等于光屏到凸透镜的距离 , 如图戊 , 此时光屏上恰好成清晰的像 。从图戊视角 A 观察光源 , 如图己 , 则此时在光屏上看到的像是图庚中的 (选填字母) 。
D
放大镜
制作望远镜
1
例 1：某同学用两个焦距分别为 10 cm 和 20 cm 的凸透镜制作了一 个望远镜 , 如图甲所示。
(1) 目镜的作用相当于一个 (选填" 照相机" " 投影仪" 或 " 放大镜" ) 。
(2)这种望远镜的放大倍率是物镜的焦距与目镜的焦距之比 , 为了让成像质量好一些 , 放大倍率为 2~3 倍即可 , 因此应选择焦距为 cm 的凸透镜作为物镜，另一个凸透镜作为目镜。
20
C
(3)该同学制作的望远镜结构如图乙所示 , 用它观察远处物体时 , 眼睛在图乙
中 (选填字母) 位置观察效果更好 , 当他观察的物体变近时 , 应将纸筒
(选填" 拉长一些 " " 缩短一些 " 或 " 保持不变 " ) 。
拉长一些
B
例 2：用 " 水透镜" 探究近视眼的形成原因。
【证据】
(1)如图甲所示 , 用注射器向" 水透镜 " 的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起。
(2)将 " 水透镜 " 置于图乙中光具座的 (选填"A " " B " 或 " C " )滑块上 , 点燃蜡烛 , 调节 " 水透镜 " 和光屏的高度 , 使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上 , 其目的是 。
模拟近视眼
2
使像成在光屏中央
物距
(3)移动蜡烛 , 当物距为 30 . 0 cm 时 , 调节光屏的位置 , 直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(4)保持 不变 , 继续向 " 水透镜 "中注入适量的水 , 增加 " 水透镜 " 的凸起程度 ,调节光屏的位置 , 直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(5)把实验中收集的数据和观察到的现象填入下表。
小
【解释】
依据表中数据可知 , 在物距不变的情况下 ,增加 " 水透镜 " 的凸起程度 , 像距变 ,并且观察到成像变近。
【交流】
(6)本实验中用 模拟眼睛的晶状体，用 模拟眼睛的视网膜。
(7) 经多次实验后，结合所学知识分析 ,当近视眼观察远处的景物时 , 由于晶状体的凸起程度较 ，折光能力较强 , 远处景物的像会成在视网膜的 方 , 导致看不清楚。
(8)为了预防近视 , 我们应养成良好的学习和生活习惯。
“水透镜”
光屏
大
前
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