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第6节 透镜和视觉
考点一、透镜
（一）两种透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。
（二）关于透镜的几个科学术语
名称 概念 图示
主光轴 通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴，画主光轴应用点划线
光心 透镜中有个特殊的点，通过它的光线传播方向不改变， 这个点叫做透镜的光心，用字母“O”主光轴表示
焦点焦距 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这一点叫凸透镜的焦点，用字母F表示，凸透镜两侧各有一焦点， 且对称；焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，用字母“f"表示
凹透镜能使跟主光轴平行的光变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点不是实际光线的会聚点，而是实际光线反向延长线的会聚点，所以叫凹透镜的虚焦点，凹透镜有两个虚焦点
（三）凸透镜和凹透镜对光的作用
(1)凸透镜对光有会聚作用，如图所示。
由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光，如图所示。
(2)凹透镜对光有发散作用，如图所示。
【能力拓展】
（1）凸透镜对光有会聚作用，并不定会聚到一点，而是光通过凸透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更靠近主光轴，使它的光束变窄。
（2）凹透镜对光有发散作用，光通过凹透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更远离主光轴,使它的光束变宽。
（3）对于凹透镜和凸透镜的三条特殊光线，可概括为以下三点:①平行必过焦点(即平行于主光轴的光线经透镜折射后，折射光线或其光线的反向延长线经过焦点)；②过焦点必平行(即入射光线或其延长线经过焦点时，折射光线平行于主光轴)；③过光心方向不变(即经过光心的光线传播方向不变)。
典例1：（2023七下·金华期中）根据要求完成作图：
（1）用平面镜成像的特点在图甲中画出物体AB在平面镜中所成的像；
（2）如图乙所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线，并标出反射角的度数；
（3）如图丙所示，根据光路图，在方框内填上正确的透镜符号。
【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）根据平面镜成像的对称性完成作图；
（2）根据凸透镜的特殊光线，结合光的反射定律完成作图；
（3）根据图片确定透镜对光线的作用即可。
【解答】（1）①通过A点作镜面的垂线，然后根据“物像等距”在镜面右侧这条直线上找到对应的像点A'；
②同理，找到B点对应的像点B'；
③ 连接A'B'即可，如下图所示：
（2）①与主轴平行的光线，经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点；
②通过入射点作垂直镜面的法线，然后根据“反射角等于入射角”在法线右侧画出对应的反射光线，如下图所示：
根据图片可知，入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为：90°-30°=60°。根据“反射角等于入射角”可知，反射角为60°。
（3）根据丙图可知，经过透镜后折射光线靠拢法线偏折，即使光线会聚，那么为凸透镜，如下所示：
变式1：光学器件在生活中有很多应用：如图 (a)所示，盘山公路拐弯处的反光镜使用的是 镜，它对光具有 (填“发散”或“会聚”)作用，因此能增大驾驶员的观察范围；如图(b)所示为采集奥运圣火的画面，圣火采集器是一个 镜，它对太阳光具有 作用，从而把火炬点燃。
【答案】凸面；发散；凹面；会聚
【解析】（1）凸面镜对光线有发散作用，成正立缩小的虚像，能够扩大视野；
（2）凹面镜对光线有会聚作用，据此分析解答。
【解答】（1）如图 (a)所示，盘山公路拐弯处的反光镜使用的是凸面镜，它对光具有发散作用，因此能增大驾驶员的观察范围；
（2）如图(b)所示为采集奥运圣火的画面，圣火采集器是一个凹面镜，它对太阳光具有会聚作用，从而把火炬点燃。
变式2：（2023七下·瓯海月考）（1）图①中，两条光线是由同一点光源S发出经平面镜反射后形成的，请完成光路图，并确定光源S的位置。
（2）如图②，两条入射光线分别过凸透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凸透镜折射后的光线。
（3）如图③所示，一束光从玻璃斜射入空气中，请作出图中的反射光线和折射光线
（4）如图④，两条入射光线分别过凹透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凹透镜折射后的光线。【答案】（1）（2）
（3）（4）
【解析】（1）平面镜所成的像是所有反射光线反向延长线的交点；物体和像关于平面镜对称，据此完成作图；
（2）根据凸透镜的特殊光线解答；
（3）根据光的反射定律和折射规律完成作图；
（4）根据凹透镜的特殊光线解答。
【解答】（1）①将两条反射光线反向延长，它们的交点为像点S'；
②通过像点S’作镜面的垂线，然后根据“物像等距”在这条直线上镜面另一侧找到对应的发光点S；
③将发光点S与入射点连接，从而得到对应的入射光线，如下图所示：
（2）①从焦点射出的光线，经过凸透镜后，折射光线与主轴平行；
②射向凸透镜光心的光线，传播方向不变，如下图所示：
（3）①通过入射点作垂直界面的法线，然后根据“反射角等于入射角”在法线上侧画出对应的反射光线；
②光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，如下图所示：
（4）①与主轴平行的光线，经过凹透镜后，折射光线的反向延长线经过入射光线同侧的虚焦点；
②射线光心的光线，传播方向不变，如下图所示：
变式3：（2023七下·金华期中）春节假期，小科同学一家自驾车到周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。
发现1：小轿车的前挡风玻璃都是倾斜安装的，而不是竖直安装（如图甲所示）。
发现2：小轿车两侧的观后镜都是凸面镜（如图乙），它们的可视范围比车内的观后镜（平面镜）要大。
发现3：小轿车的远光灯是凹面形，安装在车前方较低的位置，灯丝位于焦点，夜间开灯时，发现照射的距离特别远（如图丙所示）。
请你利用所学的光学知识和原理，解释小科同学的这三个发现。
【答案】发现1：小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜，如果竖直安装，所成的像会在正前方，干扰司机观察路况，倾斜安装可以成像在斜上方，不干扰司机观察路况。
发现2：汽车后视镜是凸面镜，凸面镜对光线有发散作用，能扩大视野。
发现3：凹面镜对光有会聚作用，照得远是因为车头的远光灯发光点位于焦点处时，灯泡发出的光经凹面镜反射后会聚成平行光射出，光能集中易射得远；车灯装的较低，可使强光照在地面上或坑洼处等物体上，通过物体反射，司机就容易看清照到的物体。
【解析】发现1：根据平面镜成像的对称性分析车内物体在前风挡内成像的位置，从而说明是否会对水平方向上的车外物体产生影响即可。
发现2：凸面镜对光线有发散作用，物体在凸面镜内成正立缩小的虚像；
发现3：从焦点射出的光线，经过凹面镜的反射后反射光线与主轴平行，据此分析解答。
考点二、凸透镜成像规律
（一）物距和像距
物体到透镜中心的距离叫物距，用u表示；像到透镜中心的距离叫像距,用v表示。
2.探究凸透镜成像规律
设计并进行实验:利用太阳光或平行光源聚焦法测定凸透镜的焦距。
(1)把蜡烛、凸透镜、蜡烛光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。
(2)把蜡烛放在与凸透镜的距离大于二倍焦距的地方，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的。改变物距，重做这一步。
(3)把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛与凸透镜的距离等于二倍焦距，移动光屏得到清晰的像，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。
(4)把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛与凸透镜的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，移动光屏得到清晰的像，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。改变物距，重做这一步。
(5)把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏,看是否能够成像。
(6)把蜡烛移到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗
从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰，是不是看到了一个正立、放大的烛焰的像 这个像不是由实际光线会聚成的，因此不能用光屏承接，是虚像。改变物距，重做这一步。
由实验表明，凸透镜成像规律如下表
物距u和焦距f的关系 像的性质 像的位置 应用举例
正立\倒立 缩小\放大\等大 实像\虚像 与物同侧\异侧
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 异侧 侧焦距
fu【能力拓展】
①实验过程中，需调节蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上(或同一水平线上)，目的是使像呈现在光屏的中央。
②实验中，光屏上不出现像的原因可能有:物距小于或等于一倍焦距；烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。
规律总结:
①凸透镜所成实像必倒立，且物、像异侧，可以是放大的、等大的或缩小的；而虚像必正立，且物、像同侧，一定是放大的。
②两个分界点:一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，即焦点是成实像、虚像的分界点，物体在焦点外成实像，在焦点内成虚像。二倍焦距点是实像放大、缩小的分界点，物体在二倍焦距外成缩小实像,在二倍焦距内、一倍焦距以外成放大实像。
③凸透镜成实像时，像与物上下、左右都相反。当物距大于像距时，所成的像是倒立、缩小的；当物距等于像距时，所成的像是倒立、等大的；当物距小于像距时，所成的像是倒立、放大的。
④凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，且像变大，即物近像远像变大；物距增大，像距减小，且像变小，即物远像近像变小。成虚像时，物距减小，像距减小且像变小，即物近像近像变小。
典例1：（2023七下·金华期中）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
（1）平行于凸透镜主光轴的入射光经透镜折射后会聚的情形如图甲，可见此凸透镜的焦距为 cm。
（2）小明将蜡烛移至至光具座上15cm刻度线处，凸透镜固定在50cm刻度线处，如图乙所示，光屏应在 （选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内移动，才能在光屏上得到清晰的倒立实像，且这个像是 （填“缩小”、“放大”或“等大”）的像。
（3）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是 。
【答案】（1）15 （2）l；缩小 （3）此时蜡烛在凸透镜焦点处
【解析】（1）凸透镜的焦距就是焦点到光心之间的距离；
（2）根据图片确定物距，再与焦距进行比较，从而确定成像的特点和位置即可；
（3）从凸透镜焦点射出的光线，经过凸透镜后，折射光线与主轴平行，据此分析解答。
【解答】（1）根据图甲可知，该凸透镜的焦距f=65cm-50cm=15cm；
（2）小明将蜡烛移至至光具座上15cm刻度线处，凸透镜固定在50cm刻度线处，此时物距u=50cm-15cm=35cm，此时u>2f，成倒立缩小的实像，且f（3）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是此时蜡烛在凸透镜焦点处。
变式1：（2023七下·诸暨期中）小燕同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法中正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为25cm
B．屏上的像是倒立缩小的实像
C．蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会下降
D．取走光屏，则凸透镜不成像
【答案】B
【解析】（1）比较物距和像距的大小关系，根据“物近像远大，物远像近小”判断成像的大小；
（2）当物体通过凸透镜成缩小的实像时，u>2f，f（3）因为实像是倒立的，所以像运动的方向与物体运动方向相反；
（4）光屏是用来呈现像的，有没有光屏，都不会影响像的存在。
【解答】根据图片可知，物距u=50cm-15cm=40cm，像距v=80cm-50cm=30cm；因为物距大于像距，根据“物远像近小”的规律可知，此时光屏上成倒立、缩小的实像，故B正确；
当成缩小的实像时，40cm>2f，f<30cm<2f，解得：15cm蜡烛燃烧变短，相当于蜡烛向下移动，那么像的运动方向与它相反，应该会上升，故C错误；
取走光屏，则凸透镜照常成像，故D错误。
变式2：（2023七下·武义期末）如图所示是小金通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，根据图中信息，回答下列问题。
（1）该凸透镜的焦距是 cm；
（2）当物距从15cm变为40cm的过程中，像的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）10 （2）变小
【解析】（1）物距等于焦距等于两倍焦距时所成的是倒立等大的实像；
（2）物体李焦点越近，所成的像越大。
【解答】（1）物距等于焦距等于20cm时，成像，故焦距为10cm；
（2） 物距从15cm变为40cm的过程中 ，逐渐远离焦点，故像将变小。
变式3：（2023七下·金东期末）在”探究凸透镜成像规律”实验中，小金先利用”平行光聚焦法”(如图甲所示)粗略测出凸透镜的焦距。根据操作完成下列问题：
（1）小金将测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏 (选填“靠近”或”远离”，下同)凸透镜；
（2）通过调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将光屏 凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】（1）靠近（2）远离
【解析】（1）根据图甲确定凸透镜焦距，利用，，成倒立、缩小的实像，确定光屏移动方向；
（2）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。
【解答】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：；
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，此时，凸透镜到光屏的距离，根据，，成倒立、缩小的实像，故欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏靠近凸透镜；
（2）通过调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，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，故此时他应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
考点三、放大镜和照相机
(1)放大镜是一个短焦距的凸透镜。放大镜的成像原理是物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像。使用放大镜时，必须使放大镜靠近物体，使物体在它的一倍焦距以内。 注意在一倍焦距以内,物体离透镜越远，像越大。
(2)照相机是利用物距大于二倍焦距时，物体通过凸透镜所成的像是倒立、缩小的实像这一原理来工作的。数码照相机的前面都有一个镜头，数码照相机的镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。选定被拍摄的景物后，调节镜头到影像传感器的距离，能在影像传感器上成一个清晰、倒立、缩小的实像。物体到镜头的距离越远，成的像越小；到镜头的距离越近，成的像越大。
典例1：圆柱形玻璃杯后白纸上有一水平方向的箭头（如图所示）。慢慢向玻璃杯中注入水至水面高过箭头位置，透过玻璃杯看纸上的“箭头”，下列图中哪一种像符合放大镜的原理（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】放大镜的原理：当uA、与题图比较，A所成的像是一个正立、放大的虚像，符合放大镜的原理，A正确；
B、与题图比较，B所成的像是一个倒立、缩小的像，不符合放大镜的原理，B错误；
C、与题图比较，C所成的像是一个倒立、放大的像，不符合放大镜的原理，C错误；
D、与题图比较，D所成的像是一个倒立、放大的像，不符合放大镜的原理，D错误。
变式1：（2023七下·嘉兴期末）随着互联网的发展，移动支付为我们的生活带来了方便。如图是手机支付时的场景，当摄像头扫描二维码时，获得了一个缩小的像。下列分析正确的（ ）
A．二维码属于光源
B．二维码中只有黑色部分反射了光
C．二维码应位于摄像头的二倍焦距以外
D．二维码通过手机摄像头后成正立的虚像
【答案】C
【解析】（1）能够自己发光的物体叫光源；
（2）黑色物体吸收所有色光，白色物体反射所有色光；
（3）（4）根据凸透镜的成像规律分析判断。
【解答】A.二维码不能自己发光，它反射其它光源的光，不是光源，故A错误；
B.二维码中黑色部分吸收光，而不反射光，故B错误；
CD.当u>2f时，物体通过凸透镜成倒立缩小的实像，因为二维码应该位于摄像头的二倍焦距以外，故C正确，D错误。
变式2：照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如图所示(P点为二倍焦距点)，下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是( )
A．照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立、缩小的实像
B．照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立、缩小的实像
C．放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立、放大的虚像
D．放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立、放大的实像
【答案】A
【解析】根据图像可知，F为焦点，而P为二倍焦距处。
照相机的成像原理为：当u>2f时，成倒立、缩小的实像，物体在甲区域内，故A正确，B错误；
放大镜的成像原理为：当u变式3：（2023七下·永嘉期中）科学课上，同学们开展“制作照相机模型”项目化学习活动，活动包括学习原理、制作简易照相机、评价模型作品三个环节。
（1）【学习】制作模型前，通过探究凸透镜成像规律的实验，知道物距（u），像距（v）应该满足f＜v＜2f，胶片上成的像的特点是 。
（2）【制作】小组同学利用A4卡纸、半透明纸和凸透镜制作出简易相机模型，组内同学进行测试时，发现拍摄不同距离的景物，有时模糊，请你指出该模型可能存在的缺陷是 。
（3）【制作】评价量表是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据，下表为某小组设计的量规，将表格补充完整。
自制照相机评价量规
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
功能完善 ① ② ③
结构完整 结构完整，能成像 结构较完整，能成像 结构不完整，不能成像
外形美观 有固定的外形，且美观 有固定的外形，较美观 无固定的外形，不美观
（4）【改进】小组同学根据“功能完善”评价指标，认为照相机模型存在功能上的缺陷，组内同学提出了改进的建议 。
【答案】（1）倒立、缩小的实像
（2）不能调节像距
（3）能调节像距，成像清晰；不能调节物距，成像清晰；不能调节物距，成像模糊
（4）做一个可伸缩的镜头，来调节像距。
【解析】（1）根据物距和焦距的大小关系，确定凸透镜的成像特点；
（2）在凸透镜成像时，如果物距发生改变，那么像距也会相应发生改变，只有将光屏调到最佳位置才能看到清晰的实像，据此分析解答；
（3）可从成像的清晰度和是否能够调节像距的角度设计评价量规的指标。
（4）可从调节像距的角度分析解答。
【解答】（1）根据凸透镜成像的特点可知，当f2f，那么光屏上成倒立缩小的实像。
（2）根据图片可知，镜头和影响传感器之间的距离是固定不变的，即像距不变，那么该模型可能存在的缺陷是：不能调节像距。
（3）根据成像的清晰度和是否调节像距，将表格补充如下：
自制照相机评价量规
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
功能完善 ①能调节像距，成像清晰 ②不能调节物距，成像清晰 ③不能调节物距，成像模糊
结构完整 结构完整，能成像 结构较完整，能成像 结构不完整，不能成像
外形美观 有固定的外形，且美观 有固定的外形，较美观 无固定的外形，不美观
（4）小组同学根据“功能完善”评价指标，认为照相机模型存在功能上的缺陷，组内同学提出了改进的建议：做一个可伸缩的镜头，来调节像距。
考点四、近视眼和远视眼
近视眼成因：晶状体向外出，焦距变小，折光能力过强。
成 像：像成在视网膜的前方；看近处物体清晰，看远处物体不清晰。
矫正方法：配戴凹透镜。将光发散，使像后移到视网膜上。
远视眼成因：晶状体拉长，焦距变大，折光能力过弱。
成 像：像成在视网膜的后方；看远处物体清晰，看近处物体不清晰。
矫正方法：配戴凸透镜。会聚光线，使像前移到视网膜上。
色 盲：失去正常人辨别颜色能力的先天性色觉障碍。
典例1：（2023七下·上城期末）图甲为眼球的结构模式图。长时间的近距离工作或过度使用眼睛使睫状肌持续收缩，处于痉挛状态，造成晶状体过厚，焦距过 （选填“大”或“小”），使来自远处物体的光聚焦在视网膜 (选填“前”或“后”)，称为假性近视。长此以往，眼球前后径变大，即使睫状肌完全放松，远处物体的所成像的像距仍然 （选填“大于”或“小于”)眼球前后径，此时就发展为真性近视。矫正近视需配戴的镜片是 （选填“乙”或“丙”）。
【答案】小；前；小于；丙
【解析】近视眼原理与矫正图如下
【解答】晶状体过厚，会导致晶状体的折光率要大，焦距过小，使得成的像往前移动，使来自远处物体的光聚焦在视网膜前；长此以往，眼球前后径变大，即使睫状肌完全放松，远处物体的所成像的像距仍然小于眼球前后径；矫正近视眼是用凹透镜，因此佩戴的镜片是丙。
变式1：（2023七下·金华期中）下图分别表示某人在花朵前20厘米处和1米处眼中所见（20厘米处比1米处清晰），造成这种现象的原因及矫正方法分别是（ ）
A．晶状体曲度变大，眼球前后径过短，配戴凸透镜矫正
B．晶状体曲度变大，眼球前后径过长，配戴凹透镜矫正
C．晶状体曲度变小，眼球前后径过长，配戴凹透镜矫正
D．晶状体曲度变小，眼球前后径过短，配戴凸透镜矫正
【答案】B
【解析】近视眼的成因是晶状体曲度过大，或眼球的前后径太长，使得成像砸视网膜的前面，应该佩戴凹透镜；远视眼的成因是晶状体曲度过小或眼球的前后径过短，使得成像在视网膜的后面，应该佩戴凸透镜；
【解答】某人在花朵前20厘米处和1米处眼中所见（20厘米处比1米处清晰） ，说明此人患有近视眼；近视眼的成因是晶状体曲度过大，或眼球的前后径太长，使得成像砸视网膜的前面，应该佩戴凹透镜，因为凹透镜具有扩散作用；
变式2：（2023七下·东阳期末）6月6日是全国爱眼日，为了预防近视，我们要做好眼保健操，保护好自己的眼睛。
（1）当我们看一个物体时，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 。它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成一个倒立的、 的实像。
（2）过度用眼会导致眼睛近视，甲、乙两图中表示近视眼成像原理的是 图。近视眼可通过佩戴丙图中的 (填字母)透镜来矫正。
【答案】（1）凸透镜；缩小 （2）乙；C、E、F
【解析】图中甲像成在视网膜后，是远视眼的成因，用凸透镜矫正。乙像成在视网膜前，是近视眼的成因，用凹透镜矫正。丙中ABD是凸透镜，CEF是凹透镜。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，外界物体在视网膜上所成的像是倒立缩小的实像。近视眼由于眼球晶状体曲度过大或者是前后径过长导致像成在了视网膜前。可通过佩戴凹透镜矫正。
【解答】（1）我们看一个物体时，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 凸透镜，外界物体在视网膜上成一个倒立缩小的实像。
（2）表示近视眼成像原理的是乙，像成在了视网膜的前面，要用凹透镜矫正，所以选CEF。
变式3：（2022七下·柯桥期末）2022 年6月6日是第27个全国“爱眼日”，作为青少年要爱眼护眼，科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”，小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体，如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时，水凸透镜的焦距将变小；当向水凸透镜里抽水时，水凸透镜的焦距将变大。
（1）小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图甲所示位置，恰能在光屏上得到一个清像，此时像的性质是 ，同时可推断出此时水凸透镜的焦距可能是 (选填“8cm”、“18cm"或“28cm”)。
（2）在所示实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是 眼镜(选填“近视’或“远视”)。若小科想摘掉眼镜，还可通过睡眠时使用角膜塑形镜(俗称“0K锐来改变原本厚度均匀的眼睛的角膜弧度，实现视力的矫正，经过一段时间的治疗，小科的眼角膜应该呈现哪种形态 ？
（3）小科继续向水透镜中注水直至不能继续注入，将蜡烛换成F光源，站在F光源一侧看向透镜居然发现了两个像(如图乙)，小科对此现象进行了分析，他认为其中一个像是因为光的反射引起的，所以出现了一个正立的像，请你对另外一个像的成因进行简单分析 。
【答案】（1）倒立缩小的实像；18cm （2）近视；B
（3）先折射后反射再折射成像(不用具体阐述像得特征，合理即可)
【解析】（1）当凸透镜成实像时，如果像距大于物距，那么成倒立放大的实像；如果像距小于物距，那么成倒立缩小的实像。根据凸透镜成像的特点确定焦距范围。
（2）根据注水后水透镜的凸度变化，确定小科所带眼镜对光线的会聚还是发散作用，进而判断眼镜的种类。中间厚边缘薄的为凸透镜，中间薄边缘厚的为凹透镜。
（3）根据光的传播路径分析解答。
【解答】（1）根据甲图可知，此时像距为v=90cm-70cm=20cm，物距u=70cm-20cm=50cm，由于像距小于物距，因此成倒立缩小的实像。根据凸透镜成像的条件可知，50cm>2f，且f<20cm<2f，解得：20cm（2）当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了，此时水透镜的凸度变大，对光线的会聚能力变强。据此可知，小科所戴的眼镜肯定对光线有发散作用，即为近视眼镜。近视眼必须用凹透镜矫正，则矫正后的眼角膜应该为凹透镜，故选B。
（3）小科对此现象进行了分析，他认为其中一个像是因为光的反射引起的，所以出现了一个正立的像，另外一个像的成因：先折射后反射再折射成像。
1．（2023七下·金东期末）如图是某校园监控摄像头，从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面，摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是（ ）
A．平面镜 B．照相机 C．投影仪 D．放大镜
【答案】B
【解析】（1）平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；
（2）凸透镜成像规律为：物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，应用于照相机；
（3）物距大于1倍焦距小于2倍焦距，所成的像是倒立、放大的实像，应用于投影仪；
（4）放大镜是利用物距小于一倍焦距时物体经透镜成正立、放大的虚像的原理工作的。
【解答】摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的。
A、平面镜成正立、等大的虚像，故A错误；
B、照相机是把发光板放在较远处，移动光屏，直至出现清晰的像，此像是倒立、缩小的实像，故B正确；
C、投影仪所成的像是倒立、放大的实像，故C错误；
D、放大镜是物体经透镜成正立、放大的虚像，故D错误。
2．某兴趣小组同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验时，记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到凸透镜的距离v之间的关系如图所示，则凸透镜的焦距为（ ）
A．60厘米 B．40厘米 C．20厘米 D．10厘米
【答案】D
【解析】凸透镜成像的规律
序号 物距(u) 像距(v) 正倒 大小 虚实 应用 特点 物，像的位置关系
1 u>2f 2f>v>f 倒立 缩小 实像 照相机、摄像机 - 物像异侧
2 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 测焦距 成像大小的分界点 物像异侧
3 2f>u>f v>2f 倒立 放大 实像 幻灯机、投影仪 - 物像异侧
4 u=f - - - 不成像 强光聚焦手电筒 成像虚实的分界点 -
5 f>u v>u 正立 放大 虚像 放大镜 虚像在物体同侧虚像在物体之后 物像同侧
【解答】根据此规律，当物距与像距相等的时候，就是在两倍焦距处，即u=2f v=2f 。所以图中数据可知这一点为u=20 v=20，所以焦距为10厘米。
3．（2020七下·丽水期中）鱼类为了能够在水中看物，鱼眼的晶状体几乎圆得可以“混珠”，以此来保证有足够的折射力。传说中生活在海洋里的美人鱼，上岸后，如图能正确表示它的眼睛的成像情况和矫正方法的是（ ）
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
【答案】B
【解析】（1）凸透镜的凸起程度越大，它对光线的会聚能力越强；
（2）根据凸透镜会聚能力的变化确定成像位置的改变，再确定要看清物体是需要光线会聚还是发散，进而确定矫正方法。
【解答】根据“ 鱼眼的晶状体几乎圆得可以“混珠””可知，鱼眼对光线的会聚能力增大，因此成像在视网膜前面。如果要使像成在视网膜上，那么像必须向后移动，即需要光线发散，应该用凹透镜矫正，故B正确，而A、C、D错误。
4．（2023七下·永嘉月考）全飞秒近视手术应用了新一代近视矫正技术。如图所示，削去眼角膜上的一部分组织并从切口取出，达到矫正近视的目的，此时角膜相当于的镜片是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】中间厚边缘薄的为凸透镜，中间薄边缘厚的为凹透镜，据此分析判断。
【解答】将角膜削去角膜一部分后，此时角膜中间薄边缘厚，相当于凹透镜，故C正确，而A、B、D错误。
5．（2023七下·永嘉期中）小嘉学习光学知识后，整理了如图所示知识结构图，小意补全后应为（ ）
A．①凸面镜②光的直线传播③正立虚像
B．①凸透镜②光的直线传播③正立虚像
C．①凸面镜②光的直线传播③正立实像
D．①凸透镜②光的直线传播③正立实像
【答案】B
【解析】根据光的直线传播、光的折射和反射的知识分析解答。
【解答】小孔成像的原理为光的直线传播，成倒立的实像。凸透镜的成像原理为光的折射，可以成倒立的实像，也能成正立的虚像。平面镜成像的原理为光的反射，成正立的虚像。
那么：①凸透镜；②光的直线传播；③正立虚像 。
6．同学们在拍集体照时，照相机镜头上正停着一只苍蝇，则拍出来的照片（ ）
A．会有一只正立、放大的苍蝇
B．不会出现苍蝇，但有一个大黑点
C．不会出现苍蝇，但比正常情况下暗一些
D．会有一只倒立、放大的苍蝇
【答案】C
【解析】根据凸透镜成像的特点分析判断。
【解答】照相机镜头上的苍蝇肯定在镜头的一倍焦距以内，此时不会在底片上成像。但是由于苍蝇遮挡住部分光线，因此会使拍出来的照片亮度偏小一些。
7．（2023七下·平湖期末）学习了透镜的知识以后，小明借来了爸爸的眼镜片进行探究。使太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑如图甲所示；把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，墙上出现了窗户清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是（ )
A．爸爸的镜片是凸透镜，焦距为35cm
B．乙图中的像是倒立放大的实像
C．乙图中成像和照相机的原理是一样的
D．乙图中小明将镜片上移，窗户的像将向下移动
【答案】C
【解析】凸透镜对光线起会聚作用，凹透镜对光线起发散作用。太阳经过凸透镜后会聚在焦点，焦点到光心的距离叫焦距。凸透镜成像规律：u>2f，此时2f>v>f。成倒立缩小的实像，应用是照相机；2f>u>f，此时v>2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪。uB.窗户到凸透镜的距离大于像到凸透镜的距离，所以一定成倒立放大的实像，故B正确；
C.照相机的原理是物距大于像距，成倒立缩小的实像，故C错误；
D.因为凸透镜成的是倒立的像，所以将镜片上移，像将向下移，故D正确。故答案为：C。
8．（2023七下·新昌期末）如图所示，小红在探究凸透镜成像规律时，光屏上出现一个清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．此时烛焰成正立、放大、实像
B．该凸透镜的焦距可能为13厘米
C．保持凸透镜位置不动，将蜡烛向右移动，则像的大小一直变小
D．只将凸透镜向右移动到60厘米刻度处，光屏上再次出现一个清晰的像
【答案】D
【解析】（1）比较像距和物距的大小，从而确定成像的特点；
（2）根据成像特点确定焦距的范围；
（3）根据“物近像远大，物远像近小”的规律判断；
（4）根据光路的可逆性可知，将物体和光屏互换位置后，光屏上仍然成清晰的实像，只是像的大小相反。
【解答】A.根据图片可知，此时像距大于物距，则光屏上成倒立、放大的实像，故A错误；
B.根据凸透镜成像的特点可知，此时物距u=50cm-35cm=15cm，像距v=75cm-50cm=25cm，则f<15cm<2f，25cm>2f，解得：7.5cmC.蜡烛向右移动时，物距减小，根据“物近像远大”可知，所成的像会增大，故C错误；
D.根据光路的可逆性可知，将物距和像距互换，即此时物距为25cm时，光屏上仍然成清晰的实像，那么凸透镜的位置为：35cm+25cm=60cm，故D正确。
9．（2023七下·柯桥期末）芯片，因其科技含量高，也被称为现代科技”皇冠上的明珠”，其生产工艺复杂。其中一道工艺要用到光刻机，工作原理如图所示，缩图透镜(凸透镜)把掩膜上的电路图按比例缩小4~10倍，再被激光映射到硅片上(相当于光屏)，成倒立缩小的实像。若要硅片上的像更大更清晰，需将掩膜和硅片向 移动。若掩膜向上移动1厘米，硅片向上移动 (选填”大于”、“小于”或”等于”)1厘米，仍能呈清晰的像。
【答案】下；小于
【解析】①凸透镜成像规律——
u>2f，fu=2f，v=2f，成倒立等大的实像，应用是测焦距；
f2f，成倒立放大的实像，应用是幻灯机、投影仪等；
u=f，不成像；
u②凸透镜成像使，大像走大步，小像走小步，物进像远像变大的特点。
【解答】①要硅片上的像更大更清晰，则需要使物体靠近凸透镜，像远离凸透镜，即需将掩膜和硅片向下移动。
②利用凸透镜成倒立缩小的实像，物体在两倍焦距以外移动，像则在一倍焦距到两倍焦距之间移动，因此硅片向上移动小于1厘米。
10．（2023七下·婺城期末）为了研究眼的成像原理，小科用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水凸透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。请回答：
（1）点燃蜡烛后，调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰的 像（填像的具体特点）。
（2）若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像，应采用下列 （填字母编号）两种方法的组合。
A．光屏应向靠近透镜的方向移动 B．对水凸透镜抽水
C．光屏应向远离透镜的方向移动 D．对水凸透镜注水
【答案】（1）倒立、缩小的实（2）A、B
【解析】（1）比较像距和物距的大小，从而确定成像的特点；
（2）根据“物近像远大，物远像近小”的规律分析判断。
【解答】（1）根据图片可知，此时像距小于物距，那么光屏上成倒立缩小的实像。
（2）若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，此时物距增大，根据“物远像近小”可知，此时像距减小，即光屏向靠近凸透镜的方向移动，故A正确，C错误；
根据前面的分析可知，此时像距减小，要使像向后移动到光屏上，就需要使光线发散，即减小水透镜的凸度，那么应该对水透镜抽水，故B正确，D错误。
11．（2023七下·上虞期末）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示消费者结账时只要面对摄像头眨眨眼，系统便会自动拍摄、扫描，确认相关信息后，迅速完成交易。
（1）“刷脸支付”的成像原理是______。
A．u< B．2 >u> ，v>2 C．u=2 ，v=2 D．u>2 ，2 >v>
（2）当人靠近摄像头时，人脸所成的像会 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）“刷脸支付”的成像原理与平面镜成像不同，平面镜成像是利用光的 。
【答案】（1）D （2）变大 （3）反射
【解析】照相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光经过照相机的镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件，而且是与相机一体的，是数码相机的“心脏”。
【解答】（1）刷脸支付符合照相机的原理，属于凸透镜成像中物距（u）大于两倍焦距，像距（v）在一倍和两倍之间，成倒立的缩小的实像，所以D正确；
（2）当人靠近摄像头时，即物距变小，根据凸透镜的成像规律，物镜像远像变大，所以人脸是指像，所以人脸会变大；
（3）“刷脸支付”的成像原理与平面镜成像不同，平面镜成像是利用光的反射；
12．在“探究凸透镜成像的规律”时得出的一些结论：如图所示， 倍焦距处是成实像和虚像的分界点， 倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。无论成实像还是成虚像，蜡烛总是越靠近 ， 成的像越大。蜡烛向上移动时像向 移动。用火柴盒把凸透镜的一半遮掉，光屏上 (填“能”或“不能”)成完整的像，光屏上像的亮度变 。
【答案】一；二；焦点；下；能；暗
【解析】（1）（2）（3）根据凸透镜成像的规律分析解答；
（4）凸透镜大小不会影响成像的大小和性质，只会影响会聚光线的多少，进而影响成像的亮度。【解答】（1）如图所示，一倍焦距处是成实像和虚像的分界点，二倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。
（2）无论成实像还是成虚像，蜡烛总是越靠近焦点， 成的像越大。
（3）凸透镜成像是倒立的，即蜡烛向上移动时像向下移动。
（4）用火柴盒把凸透镜的一半遮掉，光屏上能成完整的像，光屏上像的亮度变暗。
13.小金同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。
（1）实验过程中，当蜡烛距凸透镜18 cm时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 cm。
（2）实验过程中，不小心将一小片不透明的物质黏在凸透镜上，则光屏上的像 (填字母)。
A．像是完整的，像的大小不变
B．像是完整的，像的大小变小
C．像是不完整的，像中间有一个黑点
D．像是不完整的，像中间有一个不透明物质的像
（3）小金同学多次实验后发现，当光屏上呈现烛焰清晰的像时，将蜡烛和光屏的位置对调，仍能在光屏上得到一个清晰的像，出现这种现象的原因是 。
【答案】（1）9 （2）A （3）光在折射时，光路可逆
【解析】（1）根据凸透镜的成像规律解答；
（2）凸透镜的口径大小，不会影响物体成像的性质，只是会影响成像的亮度，即口径越大，会聚的光线越多，则像的亮度越大。
（3）根据“光路的可逆性”解答。
【解答】（1）当u=v=2f时，成倒立等大的实像，因此18cm=2f，解得：f=9cm。
（2）实验过程中，不小心将一小片不透明的物质黏在凸透镜上，相当于凸透镜的面积变小，这只会影响像的亮度，而不会影响像的完整性和大小，故选A。
（3）小金同学多次实验后发现，当光屏上呈现烛焰清晰的像时，将蜡烛和光屏的位置对调，仍能在光屏上得到一个清晰的像，出现这种现象的原因是：光在折射时，光路可逆。
14．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，凸透镜的位置固定。当把发光的小灯泡放在40 cm刻度线处时，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm。
（2）小明用蜡烛代替小灯泡继续做实验，蜡烛在图乙所示位置时能在光屏上成一清晰的像，则该像是倒立、 (填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
（3）若想使光屏上的烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向 (填“左”或“右”)适当移动一段距离，再调整光屏的位置。
（4）在图乙中，小明借来物理老师的眼镜，并将其放在凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明老师所戴眼镜的镜片是 透镜，老师的视力缺陷是 (填“近视”或“远视”)。
【答案】（1）10.0 （2）放大 （3）右 （4）凹；近视
【解析】（1）当光从凸透镜的焦点射出时，经过凸透镜后的折射光线与主轴平行；
（2）当凸透镜成实像时，如果像距大于物距，那么成放大的实像；如果像距小于物距，那么成缩小的实像。
【解答】（1）根据“移动光屏光斑的面积不变”可知，射到光屏上的是与主轴平行的光线，即左侧的灯泡应该在凸透镜的焦点上。那么凸透镜的焦距为：f=50cm-40cm=10cm；
（2）根据图乙可知，此时像距大于物距，则蜡烛在光屏上成倒立、放大的实像。
（3）根据“物近像远大”的规律可知，要使像变得更大一些，就必须减小物距，增大像距，即将蜡烛向右适当移动一段距离。
（4）根据“向右移动光屏”可知，放入眼镜后像距增大了，即光线比原来发散了，那么它是凹透镜，因此老师的视力缺陷是近视眼。
15．（2022七下·杭州期末）小应探究"凸透镜成像的规律"，他先把凸透镜固定在光具座上0cm处，然后将F形光源从透镜左侧20cm处逐渐向透镜靠近，移动光屏A，观察到清晰的像，记录数据如下表所示。
实验组别 1 2 3 4 5
F形光源所在刻度/cm 20 15 10 7.5 3
像所在刻度/cm 6.7 7.5 10 15
（1）该凸透镜的焦距是 cm。
（2）在进行第5组实验时，人在光屏一侧透过透镜观察到的像应是下列选项中的 。（选填字母）
（3）将光源、凸透镜、光屏 A放在如图所示位置，在不改变光源、凸透镜位置情况下，要想在光屏 A上得到清晰的像，光屏A 应如何移动 。
【答案】（1）5 （2）D （3）向左移动
【解析】（1）当物体通过凸透镜成倒立等大的实像时，此时物距等于像距，都等于2f；
【解答】（1）根据表格数据可知，当物距为10cm时，像距恰好也是10cm，此时10cm=2f，解得：f=5cm。
（2）在进行第5组实验时，此时物距u=3cm（3）根据图片可知，此时物距u=10cm，即物体在二倍焦距上，那么此时像距v=10cm，则光屏A应该向左移动。
16．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小华同学进行了如下两个探究：
（1）为探究像距与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验，实验数据记录如下表。
实验序号 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15 8 17
2 10 30
3 12 60
分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，像距越 (填“大”或“小”)。
（2）小华用若干个发光二极管组成形状为“E”的发光物体，如图甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好距离，在光屏上所成的像如图乙所示。如果只将“E”换成“R”，并在同一位置观察，光屏上所成的像应是图丙中的 (填序号)。
【答案】（1）大 （2）④
【解析】（1）根据表格数据可知：保持物距不变时，焦距越大，像距越大。
（2）比较甲和乙图可知，物体在光屏上成倒立、放大的实像。如果将“E”变成“R”，那么光屏上所成的像为上下颠倒，左右颠倒，应该为④。
17．（2022七下·杭州月考）在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小科利用“平行光聚焦法”(如图甲所示)粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越 (选填“强”或“弱”)；
（2）小科将(1)中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜；
（3）通过步骤(2)的调整，光屏上出现了清晰的像后，小科将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】（1）强（2）靠近（3）远离
【解析】凸透镜对光有会聚作用，能将平行光线会聚在凸透镜焦点上。凸透镜成像的规律牢记两句口诀：物近像远像变大，一倍焦距分虚实两倍焦距分大小。
【解答】（1）凸透镜对光具有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点距离光心越近，透镜对光线的折射作用越强。
（2）由图甲可知，凸透镜的焦距为f=60cm-50cm=10cm
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时，物距为u=50cm-10cm=40cm
则物距与焦距的关系是u>2f，根据凸透镜的成像规律可知：u>2f， 则f（3）将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线起发散作用，成像远离凸透镜，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
18．（2023七下·金华期中）如图甲为支付宝推出的扫脸支付装置， 顾客站在摄像头装置前，摄像头捕捉人脸即可在感光器上成像，进行顾客身份 识别。小科用凸透镜成像实验模拟支付装置的成像规律（如图乙）。请回答：
（1）该支付装置中的感光器相当于图乙中的 。
（2）人脸在感光器上成一个 （填像的性质）的实像。
（3）图乙中小科改变物距（u），移动光屏找到清晰的像，记录像距（v），得到下列一组数据：
u/cm 40 30 20 15 13.3 12.5
v/cm 13.3 15 20 30 40 50
①该凸透镜的焦距为 cm。
②实验过程中凸透镜始终固定在光具座上50cm刻度处，若某次记录时小科在光屏上看到了倒立放大的像，此时蜡烛在光具座上可能处于的刻度位置的范围是 。
【答案】（1）光屏（2）倒立、缩小（3）10；30cm～40cm
【解析】（1）根据感光器的作用分析；
（2）根据照相机的成像特点解答；
（3）①当物距等于像距时，物体和像恰好在二倍焦距上，即u=v=2f；
②根据凸透镜的成像特点分析解答。
【解答】（1）感光器是用来成像的，相当于实验乙中的光屏；
（2）摄像头其实就是照相机，因此人脸在感光器上成一个倒立、缩小的实像。
（3）①根据表格可知，u=v=2f=20cm，解得：f=10cm；
②当f19．（2023七下·丽水期末）与传统投影机相比，家用投影机因其精巧化、 实用化、娱乐化等特点受到很多家庭的青睐。如图甲是利用家用投影机播放时的情景，小科用实验室光具座模拟家用投影机的成像原理。
（1）如图乙所示，光屏上出现了一个清晰、但位置偏上的像，是因为烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有处于 ；
（2）调整正确后，保持蜡烛和光屏的位置不变，小科将凸透镜适当向 (填 “左”或”右”)移，当再次出现清晰的像时，可模拟家用投影机的成像原理；
（3）小丽在实验时，发现在光具座上无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，其原因可能是 (写出一点即可)。
【答案】（1）同一高度
（2）左
（3）物距小于一倍焦距（或物距等于一倍焦距，或像离凸透镜太远等）
【解析】（1）当烛焰、凸透镜、光屏三者的中心位于同一高度时，像位于光屏中心，当光屏上出现了一个清晰、但位置偏上的像 ，则说明 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有处于同一高度 ；
（2）图乙，物距大于2倍焦距，像距在1倍到2倍焦距之间，投影仪的成像原理是物距在1倍到2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，呈现倒立放大的实像，所以凸透镜适当向左移；
（3）在光具座上无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，说明所成的像为虚像，光屏无法承接，或者像离凸透镜太远，光具座不够长。
【解答】（1）当光屏上出现了一个清晰、但位置偏上的像 ，则说明 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有处于同一高度 ，故填同一高度；
（2）投影仪的成像原理是物距在1倍到2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，故凸透镜适当向左移；
（3） 在光具座上无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，说明所成的像为虚像或者像离凸透镜太远，故可能的原因是物距小于或等于一倍焦距，像离凸透镜太远。
20．（2023七下·武义期末）每年的6月6日是我国“爱眼日”。2023年我国爱眼日主题为：“关注普遍的眼健康”。青少年要爱眼护眼，科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”，小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体，如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时，水凸透镜的焦距将变小；当从水凸透镜里抽水时，水凸透镜的焦距将变大
（1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距f= 厘米；
（2）小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图乙所示位置，恰能在光屏上得到一个清晰的像，此时像的性质是 ；
（3）在图乙所示实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中抽出适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是 眼镜（选填“近视”或“远视”）；
（4）在图乙所示实验场景下，若仅将蜡烛和光屏对调，则在光屏上 （填“能”或“不能”）看到清晰的像。
【答案】（1）20cm
（2）倒立、缩小、实像
（3）远视
（4）能
【解析】（1）最小，最亮的光斑到透镜中心的距离即为焦距；
（2）物距大于像距，成倒立缩小的实像；
（3） 水凸透镜中抽出适量的水 ，其焦距变大；
（4）凸透镜 成像中光路是可逆的。
【解答】（1） 一个最小光斑，则此时水透镜的焦距f 为20cm；
（2） 如图乙所示位置 物距大于像距，成倒立缩小的实像；
（3）水凸透镜中抽出适量的水 ，其焦距变大，故所放的眼镜为凸透镜；
（4）物距像距大小互换，可以再次看到清晰的像。
21．（2023七下·上城期末）爱动脑筋的小金在项目化学习中用手机和透镜自制简易投影仪。他能将手机上的画面放大投影到白墙上，设计如图甲所示。
（1）选用的透镜应该为 （选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
（2）为了获得清晰的画面，透镜离墙的距离应 （选填“小于f”“大于f且小于2f”或“大于2f”)。
（3）如图乙是正立的手机画面，为了在墙上获得正立的画面，手机应该 （选填“正放”或“倒放”)。
【答案】（1）凸透镜（2）大于2f（3）倒放
【解析】该装置是利用凸透镜成像原理制作的；凸透镜成像规律
物距u与焦距f的关系 像的性质 像的位置 应用
举例
实像或虚像 放大或缩小 正立或倒立 与物体同侧或异侧 像距v与焦距f的关系
u>2f 实像 缩小 倒立 异侧 fu=2f 实像 等大 倒立 异侧 v=2f
2f>u>f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f 投影仪
u=f 不能成像(实像和虚像)
uu 放大镜
【解答】（1）投影仪是利用凸透镜成像原理制作的，故选用的透镜应该为凸透镜。
（2）投影仪呈的是倒立、放大的实像，透镜离墙（光屏）的距离是像距，像距v应大于2f。
（3）投影仪呈的是倒立、放大的实像，为了在墙上获得正立的画面，手机应该倒放。
22．（2023七下·常山期末）人类对凸透镜的使用经历了一个漫长的过程，阅读下列材料回答问题。
材料一：1000多年前，人们把透明的水晶磨成”透镜”，这些透镜可放大影像。
材料二：约在1280年，意大利科学家阿马迪用水晶磨成一对凸透镜，制成世界上第一副矫正视力的眼镜。
材料三：1609年，伽利略发现了凸透镜成像规律，之后化学家达盖尔利用该规律发明了第一台照相机。
（1）阿马迪用水晶磨成的凸透镜可以用来矫正图甲中哪种视力缺陷 (填写字母)。
（2）图乙，小科将焦距为15cm的凸透镜放在光具座60cm处，当蜡烛在光具座×处，所成像的性质与照相机成像性质相同，则×的范围可以是______．
A．0<×≤30cm B．0≤×<30cm
C．30<×<45cm D．90<×≤100cm
【答案】（1）B （2）B；D
【解析】（1）根据近视眼和远视眼的成因与矫正方法分析；
（2）当f【解答】（1）近视眼的晶状体偏厚，对光线的会聚能力较强，成像在视网膜前面，用凹透镜矫正。远视眼的晶状体偏薄，对光线的会聚能力弱，成像在视网膜后面，用凸透镜矫正，故选B。
（2）照相机成倒立、缩小的实像，则蜡烛应该在二倍焦距以外。凸透镜的焦距为15cm，则二倍焦距为30cm。
当蜡烛在左侧时，二倍焦距刻度为：60cm-30cm=30cm，那么蜡烛位置：0≤x≤30cm；
当蜡烛在右侧时，二倍焦距刻度为：60cm+30cm=90cm，那么蜡烛位置为：90cm≤x≤100cm。故选BD。
23．（2023七下·柯桥期末）如图所示，小柯用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。
（1）该同学移动蜡烛、水透镜、光屏至如图所示，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成 (选填”照相机”、”放大镜”或”投影仪”)；若仅将蜡烛和光屏互换位置，则光屏上 (选填“能”或”不能”)成清晰的像。
（2）此时水透镜的焦距可能是______。
A．5.8cm B．14.3cm C．25.5cm
（3）小科想要模拟近视眼看东西模糊的情景，应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜 (选填”注水”或”抽水”)。
【答案】（1）照相机；能 （2）B （3）注水
【解析】①凸透镜成像规律——
u>2f，fu=2f，v=2f，成倒立等大的实像，应用是测焦距；
f2f，成倒立放大的实像，应用是幻灯机、投影仪等；
u=f，不成像；
u②凸透镜凸度越大，焦距越短，像距越小；近视眼成像在视网膜前，可以用凹透镜进行矫正；远视眼成像在视网膜后面，可以用凸透镜进行矫正。
【解答】（1）据图可知，物距大于像距，成倒立缩小的实像，所以应用是照相机；由于光路可逆，因此仅将蜡烛和光屏互换位置，仍能在光屏上成清晰的像。
（2）物距u=70cm-20cm=50cm，像距v=90cm-70cm=20cm。倒立缩小的像，u＞2f，即50cm＞2f，得f＜25cm；f＜v＜2f，即f＜20cm＜2f，得10cm＜f＜20cm。B符合题意，故答案为：B。
（3）近视眼成像在视网膜前面，模拟近视眼需使像成在光屏前面，可以通过减小焦距使光线更会聚的方式达到目的，所以注水。
24．（2023七下·海宁期中）在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1，小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是 ；
（2）按图1中正确的操作，让镜面垂直于阳光，测出透镜与白纸间距s（单位cm）与对应的白纸被烤焦的时间t（单位min），绘出如图2所示的图像，可判断该透镜的焦距f为 cm；
（3）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是 ；
（4）如图3，把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位的置时，光屏应在 （选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内移动，才能在光屏上得到清晰的倒立实像。
【答案】（1）C （2）12 （3）u=f 或 蜡烛放在了焦点处 （4）Ⅱ
【解析】（1）根据凸透镜测焦距的方法判断。
（2）当凸透镜的焦点在白纸上时，焦点处的温度最高，而被点燃的时间最短；
（3）根据凸透镜的特殊光线解答；
（4）根据凸透镜的成像规律解答。
【解答】（1）将凸透镜放到太阳光下，且与阳光垂直。将一张白纸放到凸透镜下与其平行，调整凸透镜到白纸的距离，直到白纸上出现最小最亮的光点，此时白纸到凸透镜的距离就是焦距，故选C。
（2）根据图片可知，当透镜到白纸的距离为12cm时，白纸被烤焦的时间最短，测该透镜的焦距为12cm。
（3）当光从凸透镜的焦点射出时，经过凸透镜后折射光线与主轴平行。而移动光屏后，光屏上光斑的大小不变，即折射光线平行，那么原因为：u=f 或 蜡烛放在了焦点处。
（4）把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，即u>2f，此时成像在一倍焦距和二倍焦距之间，故选II。
25．（2023七下·龙湾期中）科学课上同学们开展“制作投影灯”项目化学习活动，活动包括投影灯设计、制作和评价三个环节。提供项目的材料有：开关、电池，电池盒，电线若干、小灯泡、投影片、凸透镜（焦距f=10cm）、固定材料、热熔胶（用于粘合）、鞋盒、银白色锡纸、剪刀。（每一组材料都相同）
投影灯评价量表（部分）
评价指标 达 标 待 改 进
指标一 像的大小 像的大小可调 像的大小无法调节
指标二 像的清晰度 像的清晰可调 像的清晰无法调节
（1）投影灯的原理是凸透镜成像，下列物距（u）和像距(v)关系，符合投影灯成像时要求的是（ ）
A．u = 2f v = 2f
B．u > 2f f < v <2f
C．f < u < 2f v > 2f
D．u < f v > f
（2）在投影灯设计前，A小组认真研读评价量表，设计结果如图甲。老师观看后说：按此设计图制作的作品，在指标一评价结果为“待改进”。请你根据图甲和评价量表，对老师的评价作出解释，并提出相应的解决对策（可结合图甲）。
（3）A小组根据设计图制作出作品后，拿到暗室进行检测效果。发现所成的像与其他组相比较暗。请你根据提供的实验材料，结合图甲及所学知识提出解决方案(灯光亮度无法调节)。
【答案】（1）C
（2）解释：图甲所示投影片和凸透镜的距离是固定，即物距一定，像的大小无法调节。
解决对策：将投影片的固定装置C、D，左右适当开槽，使投影片能适当左右移动。
或将凸透镜的固定装置E、F，向内适当开槽，使凸透镜能适当左右移动
（3）将银白色的锡纸贴满除灯泡和投影片ABCD构成的空间，增加光的反射提高投影片的亮度。或将银白色的锡纸作成喇叭形状，使灯泡处于锡纸喇叭形状中央，且大喇叭口对向投影片
【解析】（1）根据凸透镜成像的规律和应用判断；
（2）根据图片和说明，分析能否通过调整像距或物距，从而调整成像的大小和清晰度；
（3）所成的像比较暗，说明灯泡发出的光线比较分散，可利用光的反射增强光的亮度即可，据此设计实验改良方案。
【解答】（1）投影仪的成像特点为倒立放大的实像，此时物体在凸透镜的 一倍和二倍焦距之间，而像在凸透镜的二倍焦距以外，即：f2f，故选C。
26．（2023七下·温州期末）老年人”老花”后需佩戴老花镜进行矫正。随着老花进一步加剧，看不同距离时需佩戴不同度数的老花镜，使用并不方便。双光老花镜(如图甲)是利用一副眼镜上下部分镜片度数不同，同时解决看远处和看近处的问题。小明想比较镜片上半部分和下半部分的镜片度数大小，查阅了资料，并进行了模拟实验。
[查阅资料]
双光老花镜上下部分均为凸透镜，凸透镜眼镜的度数越高，焦距越小。
水透镜可通过注水或者抽水改变焦距大小。
[模拟实验]
步骤1：调整蜡烛烛焰中心、水透镜光心、光屏中心三者位于同一高度；
步骤2：将水透镜固定在光具座上80厘米处，光屏固定在90厘米处，移动蜡烛，直到光屏上出现清晰的像(如图乙)，记录此时物距，并测出此时水透镜焦距；
步骤3：保证水透镜和光屏位置不变，移动蜡烛到50厘米处，通过抽注水，直到光屏上出现清晰的像，再测出此时水透镜焦距；
步骤4：多次改变蜡烛位置，重复上述实验，记录数据如下表。
实验序号 像距/厘米 物距/厘米 焦距/厘米
1 10 10 5
2 10 30 7.5
3 10 40 8
（1）第2次实验中观察到的像的特征为 。(写出两点)
（2）测量透镜焦距有多种方法，请写出其中一种。
（3）结合实验数据，比较双光老花镜上下部分的度数大小并说明判断依据。
【答案】（1）缩小、倒立、实像
（2）调整蜡烛与光屏的位置，直到光屏上出现等大的像，此时凸透镜焦距即为物距一半
（3）双光老花镜上半部分度数小，下半部分度数大。双光老花镜上半部分看远处，由实验数据得，物距变大，若像距不变，则焦距变大，度数小
【解析】（1）当凸透镜成实像时，如果像距大于物距，那么成倒立放大的实像；如果像距小于物距，那么成倒立缩小的实像。
（2）根据凸透镜成像的规律可知，当u=v=2f时，光屏上出现等大倒立的实像，据此测量凸透镜的焦距；
（3）当使用老花镜上下两个位置看物体时，由于视网膜的位置不变，因此相当于像距相同。用下面看近处物体时清楚，即下面的物距小；用上面的看远处物体时清楚，即上面的物距大。根据表格数据可知，当像距相同时，凸透镜的焦距越大，物距越大，据此分析解答。
【解答】（1）根据表格可知，实验2中像距小于物距，则光屏上成倒立、缩小的实像。
（2）测量透镜焦距的方法：调整蜡烛与光屏的位置，直到光屏上出现等大的像，此时凸透镜焦距即为物距一半。
27．（2023七下·金华期末）某班同学利用蜡烛、凸透镜、光屏和光具座等器材（图甲）探究凸透镜成像规律。
（1）实验过程中，小组同学在光屏上看到了不同烛焰的像。他们不可能在光屏上看到的像有 。（用图乙中的字母表示）
（2）在探究过程中，出现了“像在光屏的最上方”的现象，可能的原因是：① ；② 。
（3）发现问题并解决后，部分小组的实验记录如表：
小组 实验序号 像的性质 物距u（cm） 像距v（cm）
A组 1 倒立、缩小的像 30 15
2 倒立、等大的像 20 20
B组 1 倒立、缩小的像 25 16.8
2 倒立，等大的像 20 20
C组 1 倒立、等大的像 20 21
2 倒立、放大的像 15 30
【交流】三组同学探究成等大实像规律时，A、B两组同学发现像距等于物距，C组同学则发现像距略大于物距。除了用刻度尺测量时会有误差 时会出现偏差。
【答案】（1）A、D
（2）烛焰位置太低；凸透镜位置太高
（3）光屏上还没有出现最清晰的像就测像距
【解析】（1）实像可以成在光屏上，虚像不能成在光屏上。凸透镜成的实像都是倒立的，虚像都是正立的，据此分析解答。
（2）根据凸透镜成像的特点分析解答；
（3）在探究凸透镜成像的实验中，物距是通过刻度尺直接测量出来的，肯定是准确的。但是清晰的像的位置是靠感觉确定的，肯定会存在较大的误差，据此分析解答。
【解答】（1）根据乙图可知，A、D都是正立的虚像，肯定不能成在光屏上。
（2）在凸透镜成像的实验中，如果蜡烛的火焰位置太低，根据成像的倒立性可知，此时像成在光屏的上方；如果凸透镜的位置太高，那么光线的位置都偏上，则像成在光屏上方。
（3）三组同学探究成等大实像规律时，A、B两组同学发现像距等于物距，C组同学则发现像距略大于物距。除了用刻度尺测量时会有误差，还可能是光屏上还没有出现最清晰的像就测像距时会出现偏差。
28．（2023七下·洞头期中）投影仪是一种可以放大画面的投影式光学仪器，产生大而明亮的效果，因此被广泛使用于我们的生活当中，如电影院、教室等场所。而其中起到放大效果的元件其实就是我们所熟知的凸透镜，小光使用了家里面一面未知焦距的放大镜想要用其来放大手机上的照片，并成像在光屏上，三者摆放位置如下。
（1）小光可以通过什么方法测出焦距？
（2）小光通过上述方法测出放大镜的焦距是10cm，那么手机和放大镜之间的距离应该在 cm之间
（3）小光想选择一种材料作为自制投影仪的光屏，他在家里找到了形状相同的白色陶瓷盘子和白色泡沫塑料盒子，你认为更适合的是哪一种材料？为什么？
（4）如果他想要继续放大光屏上所成的像，那么在他接下来的操作应该是 ，像放大后，他发现光屏上的像不完整，导致这一现象的原因可能是？ ，
（5）小光在放大镜前放了一片红色的玻璃，那么投在光屏上的照片会是什么颜色的 。
【答案】（1）用凸透镜对准平行光，在凸透镜后面前后移动白纸，在白纸上找到一个最小最明亮的光斑，光斑到凸透镜的距离就是焦距或者使用凸透镜在光屏上成一个倒立等大的像，焦距是物距的一半。
（2）10～20
（3）白色泡沫塑料盒子，因为泡沫塑料比较粗糙，会发生漫反射，这样就可以在所有的方向上都看到像
（4）向右移动手机或者向左移动放大镜；可能原因是三者中心没有在同一高度
（5）红色和黑色
【解析】
①凸透镜对光的会聚作用：经过凸透镜焦点的光线折射后平行主光轴射出；平行主光轴的光线折射后经过凸透镜的焦点；经过凸透镜光心的光线不发生偏折。
②凸透镜成像规律：
u>2f，fu=2f，v=2f，倒立等大的实像，应用是测焦距；
f2f，倒立放大的实像，应用是投影仪、幻灯机；
u=f，不成像；
u<2，正立放大的虚像，应用是放大镜；
凸透镜成像物与像的变化特点：大象走大步，小象走小步；物近像远像变大。
③陶瓷盘子的表面很光滑，射到平面镜表面上的阳光产生镜面反射，只有在特定位置的人才能看到反射光线，而泡沫的表面比较粗糙，会进行漫反射，把射来的光向四面八方反射，我们的眼睛能从不同的方向看到周围不发光的物体，就是因为光照在物体表面发生漫反射的缘故。
④物体靠近凸透镜，像会远离凸透镜，像会变大，即“物近像远像变大”；在凸透镜成像实验中，要求蜡烛烛焰的中心、凸透镜中心、光屏中心在同一高度，使像能成在光屏中央。实验中出现像不完整的现象，即像为成在光屏中央，可能是三者的中心未在同一高度。
⑤红色的玻璃能透过红色光而吸收其他色光，故照片中红色和白色的部分在光屏上为红色，其他颜色的部分显示为黑色。
【解答】（1）凸透镜对光线具有会聚作用，平行主光轴的光线经过凸透镜折射后，折射光线会经过凸透镜的焦点。在凸透镜成像中，当物距等于凸透镜的两倍焦距时，会成一个倒立等大的实像。
（2）物体在凸透镜的一倍焦距到两倍焦距之间成倒立放大的实像，该凸透镜的焦距为10cm，故物距在10cm-20cm之间。
（3）陶瓷盘子的表面很光滑，射到平面镜表面上的阳光产生镜面反射，只有在特定位置的人才能看到反射光线，而泡沫的表面比较粗糙，会进行漫反射，把射来的光向四面八方反射，我们的眼睛能从不同的方向看到周围不发光的物体，就是因为光照在物体表面发生漫反射的缘故。
（4）物体靠近凸透镜，像会远离凸透镜，像会变大，即“物近像远像变大”；在凸透镜成像实验中，要求蜡烛烛焰的中心、凸透镜中心、光屏中心在同一高度，使像能成在光屏中央。实验中出现像不完整的现象，即像为成在光屏中央，可能是三者的中心未在同一高度。
（5）红色的玻璃能透过红色光而吸收其他色光，故照片中红色和白色的部分在光屏上为红色，其他颜色的部分显示为黑色。
29．（2023七下·东阳期末）在学习”凸透镜成像的规律”后，某校科学兴趣小组的同学针对”手机视频app投屏需要收费”开展”自制手机投影仪”的项目化学习活动。
[投影原理]凸透镜成像规律
[实验材料]凸透镜、内部涂黑的硬纸盒(规格：28cm×20cm×12cm)、纸板、胶水、剪刀等。
[透镜选择]
（1）实验需要选择焦距合适的凸透镜，如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法，其中最合理的是 。
（2）根据合理的方法，小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。
[产品制作]将凸透镜固定在硬纸盒的一侧，并在纸盒中卡入纸板便于放置手机，纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。
[产品调试]
调试①：为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该选择 (填“甲”或”乙”)的放置方式。
（3）调试②：小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕，而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议？并说明理由 。
（4）[产品评价]以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。
“自制手机投影仪设计”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理，结构完整 结构较完整 结构不完整，有缺失
指标二 能模拟投影仪成像，成像清晰 能模拟投影仪成像，但成像效果一般 无法模拟投影仪成像
兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价，”指标一”评为优秀，“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识，你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是： 。
【答案】（1）B
（2）乙
（3）我赞成小阳的观点，因为光照在白墙上会发生漫反射，人在各个方向都能清晰观影
（4）纸盒的长度太短或提供的凸透镜焦距太大
【解析】利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑；凸透镜成像规律：u>2f，此时2f>v>f。成倒立缩小的实像，应用是照相机；2f>u>f，此时v>2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪。u【解答】（1）(1)利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，光斑到透镜中心的距离即为焦距应选择B；
(2)凸透镜成实像时，像与物上下颠倒；为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该应该倒着放，故应选择乙的放置方式；
(3)若用光滑的白板作为屏幕，反射光线将射向同一方向，其它方向的人无法清晰观影，而选择白墙作为白墙作为屏幕，白墙表面粗糙，发生的是漫反射，各个方向的人都能清晰观影，故成小阳的观点；
（4）由于无法模拟投影仪成像，说明uf，造成此现象的原因可能是纸盒的长度太短或提供的凸透镜焦距太大，故还需要进行的改进是：增大纸盒的长度或换用焦距较短的凸透镜。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第6节 透镜和视觉
考点一、透镜
（一）两种透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。
（二）关于透镜的几个科学术语
名称 概念 图示
主光轴 通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴，画主光轴应用点划线
光心 透镜中有个特殊的点，通过它的光线传播方向不改变， 这个点叫做透镜的光心，用字母“O”主光轴表示
焦点焦距 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这一点叫凸透镜的焦点，用字母F表示，凸透镜两侧各有一焦点， 且对称；焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，用字母“f"表示
凹透镜能使跟主光轴平行的光变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点不是实际光线的会聚点，而是实际光线反向延长线的会聚点，所以叫凹透镜的虚焦点，凹透镜有两个虚焦点
（三）凸透镜和凹透镜对光的作用
(1)凸透镜对光有会聚作用，如图所示。
由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光，如图所示。
(2)凹透镜对光有发散作用，如图所示。
【能力拓展】
（1）凸透镜对光有会聚作用，并不定会聚到一点，而是光通过凸透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更靠近主光轴，使它的光束变窄。
（2）凹透镜对光有发散作用，光通过凹透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更远离主光轴,使它的光束变宽。
（3）对于凹透镜和凸透镜的三条特殊光线，可概括为以下三点:①平行必过焦点(即平行于主光轴的光线经透镜折射后，折射光线或其光线的反向延长线经过焦点)；②过焦点必平行(即入射光线或其延长线经过焦点时，折射光线平行于主光轴)；③过光心方向不变(即经过光心的光线传播方向不变)。
典例1：（2023七下·金华期中）根据要求完成作图：
（1）用平面镜成像的特点在图甲中画出物体AB在平面镜中所成的像；
（2）如图乙所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线，并标出反射角的度数；
（3）如图丙所示，根据光路图，在方框内填上正确的透镜符号。
变式1：光学器件在生活中有很多应用：如图 (a)所示，盘山公路拐弯处的反光镜使用的是 镜，它对光具有 (填“发散”或“会聚”)作用，因此能增大驾驶员的观察范围；如图(b)所示为采集奥运圣火的画面，圣火采集器是一个 镜，它对太阳光具有 作用，从而把火炬点燃。
变式2：（2023七下·瓯海月考）（1）图①中，两条光线是由同一点光源S发出经平面镜反射后形成的，请完成光路图，并确定光源S的位置。
（2）如图②，两条入射光线分别过凸透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凸透镜折射后的光线。
（3）如图③所示，一束光从玻璃斜射入空气中，请作出图中的反射光线和折射光线
（4）如图④，两条入射光线分别过凹透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凹透镜折射后的光线。
变式3：（2023七下·金华期中）春节假期，小科同学一家自驾车到周边景点游玩。善于观察的他发现了小轿车中运用了许多的光学知识。
发现1：小轿车的前挡风玻璃都是倾斜安装的，而不是竖直安装（如图甲所示）。
发现2：小轿车两侧的观后镜都是凸面镜（如图乙），它们的可视范围比车内的观后镜（平面镜）要大。
发现3：小轿车的远光灯是凹面形，安装在车前方较低的位置，灯丝位于焦点，夜间开灯时，发现照射的距离特别远（如图丙所示）。
请你利用所学的光学知识和原理，解释小科同学的这三个发现。
考点二、凸透镜成像规律
（一）物距和像距
物体到透镜中心的距离叫物距，用u表示；像到透镜中心的距离叫像距,用v表示。
2.探究凸透镜成像规律
设计并进行实验:利用太阳光或平行光源聚焦法测定凸透镜的焦距。
(1)把蜡烛、凸透镜、蜡烛光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。
(2)把蜡烛放在与凸透镜的距离大于二倍焦距的地方，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的。改变物距，重做这一步。
(3)把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛与凸透镜的距离等于二倍焦距，移动光屏得到清晰的像，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。
(4)把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛与凸透镜的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，移动光屏得到清晰的像，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。改变物距，重做这一步。
(5)把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏,看是否能够成像。
(6)把蜡烛移到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗
从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰，是不是看到了一个正立、放大的烛焰的像 这个像不是由实际光线会聚成的，因此不能用光屏承接，是虚像。改变物距，重做这一步。
由实验表明，凸透镜成像规律如下表
物距u和焦距f的关系 像的性质 像的位置 应用举例
正立\倒立 缩小\放大\等大 实像\虚像 与物同侧\异侧
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 异侧 侧焦距
fu【能力拓展】
①实验过程中，需调节蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上(或同一水平线上)，目的是使像呈现在光屏的中央。
②实验中，光屏上不出现像的原因可能有:物距小于或等于一倍焦距；烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。
规律总结:
①凸透镜所成实像必倒立，且物、像异侧，可以是放大的、等大的或缩小的；而虚像必正立，且物、像同侧，一定是放大的。
②两个分界点:一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，即焦点是成实像、虚像的分界点，物体在焦点外成实像，在焦点内成虚像。二倍焦距点是实像放大、缩小的分界点，物体在二倍焦距外成缩小实像,在二倍焦距内、一倍焦距以外成放大实像。
③凸透镜成实像时，像与物上下、左右都相反。当物距大于像距时，所成的像是倒立、缩小的；当物距等于像距时，所成的像是倒立、等大的；当物距小于像距时，所成的像是倒立、放大的。
④凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，且像变大，即物近像远像变大；物距增大，像距减小，且像变小，即物远像近像变小。成虚像时，物距减小，像距减小且像变小，即物近像近像变小。
典例1：（2023七下·金华期中）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
（1）平行于凸透镜主光轴的入射光经透镜折射后会聚的情形如图甲，可见此凸透镜的焦距为 cm。
（2）小明将蜡烛移至至光具座上15cm刻度线处，凸透镜固定在50cm刻度线处，如图乙所示，光屏应在 （选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内移动，才能在光屏上得到清晰的倒立实像，且这个像是 （填“缩小”、“放大”或“等大”）的像。
（3）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是 。
变式1：（2023七下·诸暨期中）小燕同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法中正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为25cm
B．屏上的像是倒立缩小的实像
C．蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会下降
D．取走光屏，则凸透镜不成像
变式2：（2023七下·武义期末）如图所示是小金通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，根据图中信息，回答下列问题。
（1）该凸透镜的焦距是 cm；
（2）当物距从15cm变为40cm的过程中，像的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
变式3：（2023七下·金东期末）在”探究凸透镜成像规律”实验中，小金先利用”平行光聚焦法”(如图甲所示)粗略测出凸透镜的焦距。根据操作完成下列问题：
（1）小金将测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏 (选填“靠近”或”远离”，下同)凸透镜；
（2）通过调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将光屏 凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
考点三、放大镜和照相机
(1)放大镜是一个短焦距的凸透镜。放大镜的成像原理是物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像。使用放大镜时，必须使放大镜靠近物体，使物体在它的一倍焦距以内。 注意在一倍焦距以内,物体离透镜越远，像越大。
(2)照相机是利用物距大于二倍焦距时，物体通过凸透镜所成的像是倒立、缩小的实像这一原理来工作的。数码照相机的前面都有一个镜头，数码照相机的镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。选定被拍摄的景物后，调节镜头到影像传感器的距离，能在影像传感器上成一个清晰、倒立、缩小的实像。物体到镜头的距离越远，成的像越小；到镜头的距离越近，成的像越大。
典例1：圆柱形玻璃杯后白纸上有一水平方向的箭头（如图所示）。慢慢向玻璃杯中注入水至水面高过箭头位置，透过玻璃杯看纸上的“箭头”，下列图中哪一种像符合放大镜的原理（ ）
A. B. C. D.
变式1：（2023七下·嘉兴期末）随着互联网的发展，移动支付为我们的生活带来了方便。如图是手机支付时的场景，当摄像头扫描二维码时，获得了一个缩小的像。下列分析正确的（ ）
A．二维码属于光源
B．二维码中只有黑色部分反射了光
C．二维码应位于摄像头的二倍焦距以外
D．二维码通过手机摄像头后成正立的虚像
变式2：照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如图所示(P点为二倍焦距点)，下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是( )
A．照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立、缩小的实像
B．照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立、缩小的实像
C．放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立、放大的虚像
D．放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立、放大的实像
变式3：（2023七下·永嘉期中）科学课上，同学们开展“制作照相机模型”项目化学习活动，活动包括学习原理、制作简易照相机、评价模型作品三个环节。
（1）【学习】制作模型前，通过探究凸透镜成像规律的实验，知道物距（u），像距（v）应该满足f＜v＜2f，胶片上成的像的特点是 。
（2）【制作】小组同学利用A4卡纸、半透明纸和凸透镜制作出简易相机模型，组内同学进行测试时，发现拍摄不同距离的景物，有时模糊，请你指出该模型可能存在的缺陷是 。
（3）【制作】评价量表是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据，下表为某小组设计的量规，将表格补充完整。
自制照相机评价量规
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
功能完善 ① ② ③
结构完整 结构完整，能成像 结构较完整，能成像 结构不完整，不能成像
外形美观 有固定的外形，且美观 有固定的外形，较美观 无固定的外形，不美观
（4）【改进】小组同学根据“功能完善”评价指标，认为照相机模型存在功能上的缺陷，组内同学提出了改进的建议 。
考点四、近视眼和远视眼
近视眼成因：晶状体向外出，焦距变小，折光能力过强。
成 像：像成在视网膜的前方；看近处物体清晰，看远处物体不清晰。
矫正方法：配戴凹透镜。将光发散，使像后移到视网膜上。
远视眼成因：晶状体拉长，焦距变大，折光能力过弱。
成 像：像成在视网膜的后方；看远处物体清晰，看近处物体不清晰。
矫正方法：配戴凸透镜。会聚光线，使像前移到视网膜上。
色 盲：失去正常人辨别颜色能力的先天性色觉障碍。
典例1：（2023七下·上城期末）图甲为眼球的结构模式图。长时间的近距离工作或过度使用眼睛使睫状肌持续收缩，处于痉挛状态，造成晶状体过厚，焦距过 （选填“大”或“小”），使来自远处物体的光聚焦在视网膜 (选填“前”或“后”)，称为假性近视。长此以往，眼球前后径变大，即使睫状肌完全放松，远处物体的所成像的像距仍然 （选填“大于”或“小于”)眼球前后径，此时就发展为真性近视。矫正近视需配戴的镜片是 （选填“乙”或“丙”）。
变式1：（2023七下·金华期中）下图分别表示某人在花朵前20厘米处和1米处眼中所见（20厘米处比1米处清晰），造成这种现象的原因及矫正方法分别是（ ）
A．晶状体曲度变大，眼球前后径过短，配戴凸透镜矫正
B．晶状体曲度变大，眼球前后径过长，配戴凹透镜矫正
C．晶状体曲度变小，眼球前后径过长，配戴凹透镜矫正
D．晶状体曲度变小，眼球前后径过短，配戴凸透镜矫正
变式2：（2023七下·东阳期末）6月6日是全国爱眼日，为了预防近视，我们要做好眼保健操，保护好自己的眼睛。
（1）当我们看一个物体时，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 。它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成一个倒立的、 的实像。
（2）过度用眼会导致眼睛近视，甲、乙两图中表示近视眼成像原理的是 图。近视眼可通过佩戴丙图中的 (填字母)透镜来矫正。
变式3：（2022七下·柯桥期末）2022 年6月6日是第27个全国“爱眼日”，作为青少年要爱眼护眼，科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”，小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体，如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时，水凸透镜的焦距将变小；当向水凸透镜里抽水时，水凸透镜的焦距将变大。
（1）小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图甲所示位置，恰能在光屏上得到一个清像，此时像的性质是 ，同时可推断出此时水凸透镜的焦距可能是 (选填“8cm”、“18cm"或“28cm”)。
（2）在所示实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是 眼镜(选填“近视’或“远视”)。若小科想摘掉眼镜，还可通过睡眠时使用角膜塑形镜(俗称“0K锐来改变原本厚度均匀的眼睛的角膜弧度，实现视力的矫正，经过一段时间的治疗，小科的眼角膜应该呈现哪种形态 ？
（3）小科继续向水透镜中注水直至不能继续注入，将蜡烛换成F光源，站在F光源一侧看向透镜居然发现了两个像(如图乙)，小科对此现象进行了分析，他认为其中一个像是因为光的反射引起的，所以出现了一个正立的像，请你对另外一个像的成因进行简单分析 。
1．（2023七下·金东期末）如图是某校园监控摄像头，从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面，摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是（ ）
A．平面镜 B．照相机 C．投影仪 D．放大镜
2．某兴趣小组同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验时，记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到凸透镜的距离v之间的关系如图所示，则凸透镜的焦距为（ ）
A．60厘米 B．40厘米 C．20厘米 D．10厘米
3．（2020七下·丽水期中）鱼类为了能够在水中看物，鱼眼的晶状体几乎圆得可以“混珠”，以此来保证有足够的折射力。传说中生活在海洋里的美人鱼，上岸后，如图能正确表示它的眼睛的成像情况和矫正方法的是（ ）
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
4．（2023七下·永嘉月考）全飞秒近视手术应用了新一代近视矫正技术。如图所示，削去眼角膜上的一部分组织并从切口取出，达到矫正近视的目的，此时角膜相当于的镜片是（ ）
A． B． C． D．
5．（2023七下·永嘉期中）小嘉学习光学知识后，整理了如图所示知识结构图，小意补全后应为（ ）
A．①凸面镜②光的直线传播③正立虚像
B．①凸透镜②光的直线传播③正立虚像
C．①凸面镜②光的直线传播③正立实像
D．①凸透镜②光的直线传播③正立实像
6．同学们在拍集体照时，照相机镜头上正停着一只苍蝇，则拍出来的照片（ ）
A．会有一只正立、放大的苍蝇
B．不会出现苍蝇，但有一个大黑点
C．不会出现苍蝇，但比正常情况下暗一些
D．会有一只倒立、放大的苍蝇
7．（2023七下·平湖期末）学习了透镜的知识以后，小明借来了爸爸的眼镜片进行探究。使太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑如图甲所示；把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，墙上出现了窗户清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是（ )
A．爸爸的镜片是凸透镜，焦距为35cm
B．乙图中的像是倒立放大的实像
C．乙图中成像和照相机的原理是一样的
D．乙图中小明将镜片上移，窗户的像将向下移动
8．（2023七下·新昌期末）如图所示，小红在探究凸透镜成像规律时，光屏上出现一个清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．此时烛焰成正立、放大、实像
B．该凸透镜的焦距可能为13厘米
C．保持凸透镜位置不动，将蜡烛向右移动，则像的大小一直变小
D．只将凸透镜向右移动到60厘米刻度处，光屏上再次出现一个清晰的像
9．（2023七下·柯桥期末）芯片，因其科技含量高，也被称为现代科技”皇冠上的明珠”，其生产工艺复杂。其中一道工艺要用到光刻机，工作原理如图所示，缩图透镜(凸透镜)把掩膜上的电路图按比例缩小4~10倍，再被激光映射到硅片上(相当于光屏)，成倒立缩小的实像。若要硅片上的像更大更清晰，需将掩膜和硅片向 移动。若掩膜向上移动1厘米，硅片向上移动 (选填”大于”、“小于”或”等于”)1厘米，仍能呈清晰的像。
10．（2023七下·婺城期末）为了研究眼的成像原理，小科用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水凸透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。请回答：
（1）点燃蜡烛后，调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰的 像（填像的具体特点）。
（2）若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像，应采用下列 （填字母编号）两种方法的组合。
A．光屏应向靠近透镜的方向移动 B．对水凸透镜抽水
C．光屏应向远离透镜的方向移动 D．对水凸透镜注水
11．（2023七下·上虞期末）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示消费者结账时只要面对摄像头眨眨眼，系统便会自动拍摄、扫描，确认相关信息后，迅速完成交易。
（1）“刷脸支付”的成像原理是______。
A．u< B．2 >u> ，v>2 C．u=2 ，v=2 D．u>2 ，2 >v>
（2）当人靠近摄像头时，人脸所成的像会 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）“刷脸支付”的成像原理与平面镜成像不同，平面镜成像是利用光的 。
12．在“探究凸透镜成像的规律”时得出的一些结论：如图所示， 倍焦距处是成实像和虚像的分界点， 倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。无论成实像还是成虚像，蜡烛总是越靠近 ， 成的像越大。蜡烛向上移动时像向 移动。用火柴盒把凸透镜的一半遮掉，光屏上 (填“能”或“不能”)成完整的像，光屏上像的亮度变 。
13.小金同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。
（1）实验过程中，当蜡烛距凸透镜18 cm时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 cm。
（2）实验过程中，不小心将一小片不透明的物质黏在凸透镜上，则光屏上的像 (填字母)。
A．像是完整的，像的大小不变
B．像是完整的，像的大小变小
C．像是不完整的，像中间有一个黑点
D．像是不完整的，像中间有一个不透明物质的像
（3）小金同学多次实验后发现，当光屏上呈现烛焰清晰的像时，将蜡烛和光屏的位置对调，仍能在光屏上得到一个清晰的像，出现这种现象的原因是 。
14．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，凸透镜的位置固定。当把发光的小灯泡放在40 cm刻度线处时，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm。
（2）小明用蜡烛代替小灯泡继续做实验，蜡烛在图乙所示位置时能在光屏上成一清晰的像，则该像是倒立、 (填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
（3）若想使光屏上的烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向 (填“左”或“右”)适当移动一段距离，再调整光屏的位置。
（4）在图乙中，小明借来物理老师的眼镜，并将其放在凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明老师所戴眼镜的镜片是 透镜，老师的视力缺陷是 (填“近视”或“远视”)。
15．（2022七下·杭州期末）小应探究"凸透镜成像的规律"，他先把凸透镜固定在光具座上0cm处，然后将F形光源从透镜左侧20cm处逐渐向透镜靠近，移动光屏A，观察到清晰的像，记录数据如下表所示。
实验组别 1 2 3 4 5
F形光源所在刻度/cm 20 15 10 7.5 3
像所在刻度/cm 6.7 7.5 10 15
（1）该凸透镜的焦距是 cm。
（2）在进行第5组实验时，人在光屏一侧透过透镜观察到的像应是下列选项中的 。（选填字母）
（3）将光源、凸透镜、光屏 A放在如图所示位置，在不改变光源、凸透镜位置情况下，要想在光屏 A上得到清晰的像，光屏A 应如何移动 。
16．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小华同学进行了如下两个探究：
（1）为探究像距与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验，实验数据记录如下表。
实验序号 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15 8 17
2 10 30
3 12 60
分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，像距越 (填“大”或“小”)。
（2）小华用若干个发光二极管组成形状为“E”的发光物体，如图甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好距离，在光屏上所成的像如图乙所示。如果只将“E”换成“R”，并在同一位置观察，光屏上所成的像应是图丙中的 (填序号)。
17．（2022七下·杭州月考）在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小科利用“平行光聚焦法”(如图甲所示)粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越 (选填“强”或“弱”)；
（2）小科将(1)中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜；
（3）通过步骤(2)的调整，光屏上出现了清晰的像后，小科将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
18．（2023七下·金华期中）如图甲为支付宝推出的扫脸支付装置， 顾客站在摄像头装置前，摄像头捕捉人脸即可在感光器上成像，进行顾客身份 识别。小科用凸透镜成像实验模拟支付装置的成像规律（如图乙）。请回答：
（1）该支付装置中的感光器相当于图乙中的 。
（2）人脸在感光器上成一个 （填像的性质）的实像。
（3）图乙中小科改变物距（u），移动光屏找到清晰的像，记录像距（v），得到下列一组数据：
u/cm 40 30 20 15 13.3 12.5
v/cm 13.3 15 20 30 40 50
①该凸透镜的焦距为 cm。
②实验过程中凸透镜始终固定在光具座上50cm刻度处，若某次记录时小科在光屏上看到了倒立放大的像，此时蜡烛在光具座上可能处于的刻度位置的范围是 。
19．（2023七下·丽水期末）与传统投影机相比，家用投影机因其精巧化、 实用化、娱乐化等特点受到很多家庭的青睐。如图甲是利用家用投影机播放时的情景，小科用实验室光具座模拟家用投影机的成像原理。
（1）如图乙所示，光屏上出现了一个清晰、但位置偏上的像，是因为烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有处于 ；
（2）调整正确后，保持蜡烛和光屏的位置不变，小科将凸透镜适当向 (填 “左”或”右”)移，当再次出现清晰的像时，可模拟家用投影机的成像原理；
（3）小丽在实验时，发现在光具座上无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，其原因可能是 (写出一点即可)。
20．（2023七下·武义期末）每年的6月6日是我国“爱眼日”。2023年我国爱眼日主题为：“关注普遍的眼健康”。青少年要爱眼护眼，科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”，小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体，如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时，水凸透镜的焦距将变小；当从水凸透镜里抽水时，水凸透镜的焦距将变大
（1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距f= 厘米；
（2）小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图乙所示位置，恰能在光屏上得到一个清晰的像，此时像的性质是 ；
（3）在图乙所示实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中抽出适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是 眼镜（选填“近视”或“远视”）；
（4）在图乙所示实验场景下，若仅将蜡烛和光屏对调，则在光屏上 （填“能”或“不能”）看到清晰的像。
21．（2023七下·上城期末）爱动脑筋的小金在项目化学习中用手机和透镜自制简易投影仪。他能将手机上的画面放大投影到白墙上，设计如图甲所示。
（1）选用的透镜应该为 （选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
（2）为了获得清晰的画面，透镜离墙的距离应 （选填“小于f”“大于f且小于2f”或“大于2f”)。
（3）如图乙是正立的手机画面，为了在墙上获得正立的画面，手机应该 （选填“正放”或“倒放”)。
22．（2023七下·常山期末）人类对凸透镜的使用经历了一个漫长的过程，阅读下列材料回答问题。
材料一：1000多年前，人们把透明的水晶磨成”透镜”，这些透镜可放大影像。
材料二：约在1280年，意大利科学家阿马迪用水晶磨成一对凸透镜，制成世界上第一副矫正视力的眼镜。
材料三：1609年，伽利略发现了凸透镜成像规律，之后化学家达盖尔利用该规律发明了第一台照相机。
（1）阿马迪用水晶磨成的凸透镜可以用来矫正图甲中哪种视力缺陷 (填写字母)。
（2）图乙，小科将焦距为15cm的凸透镜放在光具座60cm处，当蜡烛在光具座×处，所成像的性质与照相机成像性质相同，则×的范围可以是______．
A．0<×≤30cm B．0≤×<30cm
C．30<×<45cm D．90<×≤100cm
23．（2023七下·柯桥期末）如图所示，小柯用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。
（1）该同学移动蜡烛、水透镜、光屏至如图所示，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成 (选填”照相机”、”放大镜”或”投影仪”)；若仅将蜡烛和光屏互换位置，则光屏上 (选填“能”或”不能”)成清晰的像。
（2）此时水透镜的焦距可能是______。
A．5.8cm B．14.3cm C．25.5cm
（3）小科想要模拟近视眼看东西模糊的情景，应该把图中的光屏远离水透镜或者对水透镜 (选填”注水”或”抽水”)。
24．（2023七下·海宁期中）在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1，小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是 ；
（2）按图1中正确的操作，让镜面垂直于阳光，测出透镜与白纸间距s（单位cm）与对应的白纸被烤焦的时间t（单位min），绘出如图2所示的图像，可判断该透镜的焦距f为 cm；
（3）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是 ；
（4）如图3，把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位的置时，光屏应在 （选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内移动，才能在光屏上得到清晰的倒立实像。
25．（2023七下·龙湾期中）科学课上同学们开展“制作投影灯”项目化学习活动，活动包括投影灯设计、制作和评价三个环节。提供项目的材料有：开关、电池，电池盒，电线若干、小灯泡、投影片、凸透镜（焦距f=10cm）、固定材料、热熔胶（用于粘合）、鞋盒、银白色锡纸、剪刀。（每一组材料都相同）
投影灯评价量表（部分）
评价指标 达 标 待 改 进
指标一 像的大小 像的大小可调 像的大小无法调节
指标二 像的清晰度 像的清晰可调 像的清晰无法调节
（1）投影灯的原理是凸透镜成像，下列物距（u）和像距(v)关系，符合投影灯成像时要求的是（ ）
A．u = 2f v = 2f
B．u > 2f f < v <2f
C．f < u < 2f v > 2f
D．u < f v > f
（2）在投影灯设计前，A小组认真研读评价量表，设计结果如图甲。老师观看后说：按此设计图制作的作品，在指标一评价结果为“待改进”。请你根据图甲和评价量表，对老师的评价作出解释，并提出相应的解决对策（可结合图甲）。
（3）A小组根据设计图制作出作品后，拿到暗室进行检测效果。发现所成的像与其他组相比较暗。请你根据提供的实验材料，结合图甲及所学知识提出解决方案(灯光亮度无法调节)。
26．（2023七下·温州期末）老年人”老花”后需佩戴老花镜进行矫正。随着老花进一步加剧，看不同距离时需佩戴不同度数的老花镜，使用并不方便。双光老花镜(如图甲)是利用一副眼镜上下部分镜片度数不同，同时解决看远处和看近处的问题。小明想比较镜片上半部分和下半部分的镜片度数大小，查阅了资料，并进行了模拟实验。
[查阅资料]
双光老花镜上下部分均为凸透镜，凸透镜眼镜的度数越高，焦距越小。
水透镜可通过注水或者抽水改变焦距大小。
[模拟实验]
步骤1：调整蜡烛烛焰中心、水透镜光心、光屏中心三者位于同一高度；
步骤2：将水透镜固定在光具座上80厘米处，光屏固定在90厘米处，移动蜡烛，直到光屏上出现清晰的像(如图乙)，记录此时物距，并测出此时水透镜焦距；
步骤3：保证水透镜和光屏位置不变，移动蜡烛到50厘米处，通过抽注水，直到光屏上出现清晰的像，再测出此时水透镜焦距；
步骤4：多次改变蜡烛位置，重复上述实验，记录数据如下表。
实验序号 像距/厘米 物距/厘米 焦距/厘米
1 10 10 5
2 10 30 7.5
3 10 40 8
（1）第2次实验中观察到的像的特征为 。(写出两点)
（2）测量透镜焦距有多种方法，请写出其中一种。
（3）结合实验数据，比较双光老花镜上下部分的度数大小并说明判断依据。
27．（2023七下·金华期末）某班同学利用蜡烛、凸透镜、光屏和光具座等器材（图甲）探究凸透镜成像规律。
（1）实验过程中，小组同学在光屏上看到了不同烛焰的像。他们不可能在光屏上看到的像有 。（用图乙中的字母表示）
（2）在探究过程中，出现了“像在光屏的最上方”的现象，可能的原因是：① ；② 。
（3）发现问题并解决后，部分小组的实验记录如表：
小组 实验序号 像的性质 物距u（cm） 像距v（cm）
A组 1 倒立、缩小的像 30 15
2 倒立、等大的像 20 20
B组 1 倒立、缩小的像 25 16.8
2 倒立，等大的像 20 20
C组 1 倒立、等大的像 20 21
2 倒立、放大的像 15 30
【交流】三组同学探究成等大实像规律时，A、B两组同学发现像距等于物距，C组同学则发现像距略大于物距。除了用刻度尺测量时会有误差 时会出现偏差。
28．（2023七下·洞头期中）投影仪是一种可以放大画面的投影式光学仪器，产生大而明亮的效果，因此被广泛使用于我们的生活当中，如电影院、教室等场所。而其中起到放大效果的元件其实就是我们所熟知的凸透镜，小光使用了家里面一面未知焦距的放大镜想要用其来放大手机上的照片，并成像在光屏上，三者摆放位置如下。
（1）小光可以通过什么方法测出焦距？
（2）小光通过上述方法测出放大镜的焦距是10cm，那么手机和放大镜之间的距离应该在 cm之间
（3）小光想选择一种材料作为自制投影仪的光屏，他在家里找到了形状相同的白色陶瓷盘子和白色泡沫塑料盒子，你认为更适合的是哪一种材料？为什么？
（4）如果他想要继续放大光屏上所成的像，那么在他接下来的操作应该是 ，像放大后，他发现光屏上的像不完整，导致这一现象的原因可能是？ ，
（5）小光在放大镜前放了一片红色的玻璃，那么投在光屏上的照片会是什么颜色的 。
29．（2023七下·东阳期末）在学习”凸透镜成像的规律”后，某校科学兴趣小组的同学针对”手机视频app投屏需要收费”开展”自制手机投影仪”的项目化学习活动。
[投影原理]凸透镜成像规律
[实验材料]凸透镜、内部涂黑的硬纸盒(规格：28cm×20cm×12cm)、纸板、胶水、剪刀等。
[透镜选择]
（1）实验需要选择焦距合适的凸透镜，如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法，其中最合理的是 。
（2）根据合理的方法，小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。
[产品制作]将凸透镜固定在硬纸盒的一侧，并在纸盒中卡入纸板便于放置手机，纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。
[产品调试]
调试①：为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果，手机应该选择 (填“甲”或”乙”)的放置方式。
（3）调试②：小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕，而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议？并说明理由 。
（4）[产品评价]以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。
“自制手机投影仪设计”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理，结构完整 结构较完整 结构不完整，有缺失
指标二 能模拟投影仪成像，成像清晰 能模拟投影仪成像，但成像效果一般 无法模拟投影仪成像
兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价，”指标一”评为优秀，“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识，你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是： 。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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