第一讲 光的直射、反射与折射
一、光的直线传播
光在同一种均匀物质中沿直线传播。小孔成像、影子的形成、日食、月食说明光的直线传播。光速：宇宙中最快的速度是真空中的光速；在计算中，真空或空气中光速c＝3×108m/s＝3×105km/s。
【注意】①小孔成像的性质：倒立的实像，可以成放大、等大、缩小的像。
②像的形状与孔的形状无关。
③像的大小与物距和像距有关。
典例1：在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示．接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况．下列合乎要求的是( A )
A． B． C． D．
变式1：如图所示，甲、乙两人分别站立于一面墙的两边，若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身，则所需最小的窗的位置应为（ D ）
A．ae B．ad C．be D．bd
变式2：如图所示，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成的像在距小孔b处的半透明纸上，且a大于b。则半透明纸上的像是( C )
倒立、放大的虚像
正立、缩小的虚像
倒立、缩小的实像
正立、放大的实像
变式3：晴天正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示。光斑形状与什么因素有关呢 光斑又是如何形成的呢 对此他们马上进行了探究。他们猜想光斑形状：a.与树叶形状有关，光斑是树叶的影子；b.与树叶间空隙形状有关；c.与树叶间空隙大小有关。
(1)根据所学知识,可确定猜想a_________(合理/不合理)。
(2)通过探究,他们得到了以下结论,无论是大孔还是小孔形成的光斑都是由于_____________形成的,其中________(小孔/大孔)形成光斑的形状与孔的形状有关,__________(小孔/大孔)形成的光斑的大小与孔到地面的距离有关。
【答案】(1)不合理; (2)直线传播；大孔；小孔。
【解析】(1)猜想a是光斑是树叶的影子，因为光斑是小孔成像现象，不是影子，所以不合理。
小孔成像是由光的直线传播形成的；在光屏与小孔的距离相同的条件下，如果孔较小，通过孔形成的光斑是小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关；
如果孔太大，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关；
如果光屏与小孔的距离较远时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，像的大小与孔到光屏的距离有关。
二、光的反射
考点一、光的反射定律——三线共面，二线分居，两角相等
①光反射时，入射光线MO、反射光线ON、法线OP在同一平面内。
②反射光线ON和入射光线MO分别位于法线OP两侧。
③反射角β(∠NOP)等于入射角α(∠MOP)。
④入射角α增大时，反射角β也同时增大，反之，入射角减小时反射角也同时减小。
⑤如果把入射角减小到与法线重合时，即当入射角为0°时，反射角也为0°，此时，入射光线、反射光线和法线三线重合。
⑥光路具有可逆性：如图中，如果入射光线沿NO射入，那么反射光线一定沿OM射出。实际的应用是你通过镜子看见别人的眼睛时，对方也可通过镜子看见你的眼睛。
【注意】当光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来的现象叫光的反射。我们能够看到本身不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
二、镜面反射和漫反射
反射分镜面反射和漫反射，平行光线入射到平而光滑反射面上，反射光线还是平行射出，这种反射是镜面反射；
平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，这种反射是漫反射，镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
【注意】①反射定律的应用要注意是同一平面内。
②入射角是指入射光线与法线的夹角；反射角是指反射光线与法线的夹角。
③反射时，反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角。
④镜面反射和漫反射的共同点是每条光线都遵循光的反射定律，不同点是镜面反射的反射光线朝某一方向，而漫反射的反射光线朝着各个方向。
三、平面镜成像
成像特点：物体在平面镜中成的是虚像，像的大小跟物体相等，像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等，像与物体的连线关于镜面对称。
成像原理：发光点P把光线射到平面镜上，又经平面镜反射到人的眼中，人眼是根据光的直线传播经验来判断物体位置的，人眼逆着反射光线的方向向镜内看去，觉得光线好像是从两条反射光线反向延长的交点P′处射来的，如图所示。镜面后实际并不存在发光点P′，P′也不是反射光线的交点，而是反射光线反向延长线的交点，所以是虚像。
四、探究光的反射定律
①为了保留光的传播路径，可以用笔描出入射光线和反射光线的路径；入射光线、反射光线、法线在同一平面上；在光的反射中，光路是可逆的；
②实验时玻璃板如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合；实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系；平面镜成的是虚像。
【注意】1．可见光可以反射，不可见光同样可以反射。
2．成虚像的判断依据：平面镜里所成的像不能呈现在光屏上，所以是虚像。
3．平面镜所成像的大小与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
典例1：如图所示是实验室中的毛玻璃片，一面磨砂，一面平滑。为了分辨这两个面，下列方法中不可行的是（ D ）
A．用手去触摸，粗糙的一面是磨砂面
B．用激光笔照射表面，反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面
C．压力相同时，与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面
D．透过毛玻璃片看不清远处物体，朝向眼睛的一面是平滑面
【解答】A.用手去触摸，粗糙的一面是磨砂面，光滑的一面为平滑面，故A正确不合题意；
B.用激光笔照射表面，反射后可在光屏上成一个亮点的一面发生的是镜面反射，则这个面是平滑面 ，故B正确不合题意；
C.压力相同时，与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面肯定比较粗糙，应该是磨砂面，故C正确不合题意；
D.透过毛玻璃片看不清远处物体，无论朝向眼睛的一面为平滑面还是粗糙面，穿过玻璃后的折射光线都是杂乱无章的，因此无法看到远处的物体，故D错误符合题意。
变式1：）下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是（ A ）
A．人眼看到水中的“蓝天白云”
B．人眼看到水中的“鱼”
C．水中的潜水员看到水面上的“路灯”
D．潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”
变式2：如图，小舟利用平面镜研究光的反射定律，下列说法错误的是（ B ）
A．AO是入射光线
B．反射角等于30°
C．将激光笔靠近N时，光线OB会靠近ON
D．绕ON前后转动F板，F板上观察不到光线
变式3：如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置。
（1）如果玻璃板没有竖直放置，将对实验产生什么影响？
（2）小金用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验，但看不清跳棋的像。请你帮她想个办法看清跳棋的像： 。
（3）小金在实验过程中，让镜子沿OO'轴（镜子与桌面的接触部分）方向水平向右移动，结果她发现镜中的像B相对于点燃的蜡烛A 移动（选填“向右”、“向左”或“不”）；接下来，她又将镜子绕OO'轴转向自己，他发现镜中的像 （选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”）。
【答案】（1）蜡烛B无法与蜡烛A的像重合（2）用手电筒（或其他光源）照亮跳棋（3）不；转向自己
三、光的折射
入射光线AO，折射光线OB，法线NN′在同一平面内。折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜射入水或玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角β小于入射角α。入射角α增大时，折射角β也增大。如果光从水中斜射入空气中时，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆，如果入射光线沿BO射入到点O，折射光线一定沿OA折射(如右上图所示)。
【注意】①光必须斜射时，才能发生折射现象。
②解释光现象或作图时要注意：人眼看物体是物体发出或反射的光射入人的眼睛，而不是人眼发出光射到物体上。
③光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不改变，即垂直于界面时三线重合两角为0°，这是一种特殊情况。
典例1：有一圆柱形敞口容器，从其左侧沿某一角度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。为使光斑向左移动，下列操作可行的是（ A ）
A．向容器内缓缓加水 B．增大入射角
C．将激光笔向右平移 D．使容器水平向左移动
变式1：[绵阳中考]如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的( B )
光线a
光线b
光线c
光线d
变式2：某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上，当池内无水时，站在池旁左边的人看到在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内灌水，水面升至a位置时，人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则( A )
A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方
B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方
C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方
D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
变式3：三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图1所示。改变入射角度，光路图如图2、图3所示。
（1）经过两次折射后，红光均向三棱镜的 （选填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律。
（2）了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图4所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有 作用的原因。
（3）利用三棱镜还可以进行的探究实验是 。
【答案】（1）底面BC （2）会聚 （3）光的色散或凹透镜对光的作用
【解析】（1）根据图1、图2、图3可知，经过两次折射后，红光均向三棱镜的底面BC方向偏折。
（2）根据图4可知，凸透镜相当于两个相同的三棱镜将底部重合在一起，根据三棱镜对光线的作用可知，上面的光线向下偏折，下面的光线向上偏折，其实就是所有的光线都向主轴偏折，即凸透镜对光线有会聚作用。
（3）①太阳光经过三棱镜后会被分解为七种颜色的色光，这就是光的色散现象；
②凹透镜相当于两个相同的三棱镜顶角重合在一起，根据三棱镜对光线的作用可知，上面的光线向上偏折，下面的光线向下偏折，其实就是使光线远离主轴，即凹透镜对光线有发散作用。
那么利用三棱镜还可以进行的探究实验为：光的色散或凹透镜对光的作用。
【课后练习】
1．如图所示，把一个反射面向上的凹面镜放在容器内，在凹面镜的焦点F处，放一点光源S，然后在容器内注入水，使水面处于焦点F和凹面镜之间，要使点光源S射到凹面镜的光线仍平行射到空气中，则光源S的位置应（ A ）
适当降低 B．适当提高 C．保持不变 D．无法确定
第1题图第3题图第5题图
2．下列所成的像为实像的是（ D ）
A．人在平面镜中成的像 B．山在水中的倒影
C．邮票经放大镜成的正立放大的像 D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑
3．如图(俯视图)所示，S为房间内的一盏灯，MN为房间的玻璃门，可绕M转动，当玻璃门逆时针打开时(从MN位置转到MN’位置)，灯S的像距和像的大小如何变化( C )
A．像距变大，像变小 B．像距变小，像变小
C．像距变大，像的大小不变 D．像距不变，像的大小不变
4．光纤的纤芯是一种有塑料制成的纤维，纤芯外的包层可以保证光进入纤芯后全部发生反射，从而避免了光的损失。下列能正确表示光在纤芯中传播路径的是（ A ）
A．A B．B C．C D．D
5．在做“探究平面镜成像规律”实验时，小科选择了以下实验装置。下列说法正确的是（ C ）
A．在图甲实验中，蜡烛远离玻璃板，所成的像将变小
B．在图甲实验中，蜡烛所成的像将位于C位置
C．在图乙实验中，仅将玻璃板由I位置移动到II位置，蜡烛仍能成像
D．在图乙实验中，环境越明亮，观察到的像越清晰
6.如图甲所示，玉林园博园的彩虹桥桥面距湖面3m，它的“倒影”距桥面____m。如图乙所示，是从平面镜中看到的挂钟，挂钟显示的实际时间是____。
【答案】6 7：25
【解析】 (1)物、像到平面镜的距离相等，平静的水面相当于平面镜，彩虹桥的像和彩虹桥到水面的距离相等，都是3m，所以它的“倒影”距桥面6m。(2)根据挂钟在平面镜中成像判断实际时间的方法：方法一：根据平面镜成像特点，即物、像关于平面镜对称，作出平面镜中挂钟指针的实际情况。方法二：把试卷翻过来，注意上下不要颠倒，直接从试卷的反面看挂钟的实际时间是7：25。
7．通过玻璃门(如图甲)可简单地验证平面镜成像的某些规律。
甲 乙
(1)先在房间A的地砖拼接处放一标记物，然后到房间B，若实验者及标记物的位置如图乙所示。为了让实验者所成的像落在标记物上，他应向________(填序号)方向移动。
(2)为了让成像更清晰，房间B的亮度要比房间A__________。
(3)对本实验的相关评价，合理的有____________。
A．证明了平面镜所成的像是等大的虚像
B．利用地砖方便地确定像和物体的位置关系
C．巧妙利用生活中的物体进行实验，感受到科学就在我们身边
【答案】③ 亮(或大) BC
8．在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板(分E、F两个面)垂直放置在平面镜上，如图甲所示。
(1)图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光线，测得AO、OB与法线的夹角均为40°，于是小波得出结论：反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程____________(选填“合理”或“不合理”)，原因是___________________。
(2)在实验过程中，若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直)，如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内，纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
【答案】(1)不合理 由一次实验结果得出结论具有偶然性(2)在 不能
9.同学们学习了“光的折射”后,知道了光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。入射角增大,折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时,折射角与入射角大小是否成正比呢
【建立猜想】折射角与入射角大小可能成正比。
【实验探究】同学们测得了四组实验数据。
第2次实验如图所示,请将实验数据填入表格中。
【实验结论】折射角与入射角大小_______(选填“成正比”或“不成正比”)。
【评价与交流】根据实验数据,还可以得出的结论是_______。
【答案】（1）25°（2）不成正比（3）光从空气斜射入玻璃中时，折射角增大值小于入射角增大值
【解析】（2）入射角增大为原来的几倍，折射角增大的倍数与入射角增大的倍数不同，则两者不成正比。
10．请完成以下光学问题：
（1）如图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置图，蜡烛能在玻璃板成像的原理是： ；实验中，将蜡烛A远离玻璃板一段距离，蜡烛的像的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）如图乙所示是司机在倒车时通过后视镜看到右后方行人A的情景，P点是司机的眼睛，请你画出司机看到行人A的光路图。
【解答】解：（1）蜡烛能在玻璃板成像的原理是：光的反射；平面镜成像大小跟物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关，将蜡烛A逐渐远离玻璃板时，像的大小不会变化；
（2）先延长平面镜，然后作A点关于平面镜的对称点A'，然后连接A'P，与平面镜交于一点O，O即为入射点，OP即为反射光线，然后连接AO即为入射光线，最后给AO、OP标注方向箭头，如图：
故答案为：（1）光的反射；不变；（2）见解析。
第二讲 光的凸透镜成像
一、凸透镜成像规律
光心：通常位于透镜的几何中心；通过透镜光心的光线传播方向不变。
焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点。
焦距：焦点到光心的距离。
【注意】
①实像与虚像的分界点在焦点处。
②放大像与缩小像的分界点在二倍焦点处。
③不论凸透镜成实像还是虚像，物体离焦点越近，成的像越大。
【总结】透镜成像的两个“一定”：
①实像一定都是倒立的，像和物体处在透镜异侧，是由实际光线会聚而成的，可用光屏承接。
②虚像一定都是正立的，像与物体处在透镜同侧，是由折射光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接，只能用眼睛直接观看。
记忆口诀：一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；实像倒来虚像正。
典例1：如图，小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像，下列说法正确的是（D）
A．墙上所成的烛焰像是虚像
B．手和透镜的影子是光的反射形成的
C．若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变
D．若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像
典例1图变式1图
变式1：智能门铃通过安装在门外的特殊摄像头装置，不仅让我们可以实现与访客的可视对讲，还可以通过设定特定程序，进行人脸识别，快速判断访客信息。下列关于该特殊摄像头的说法正确的是（ A ）
A．该镜头相当于凸透镜
B．在镜头成像时，像位于二倍焦距之外
C．通过镜头所成的像是倒立、放大的
D．该镜头所成的像是虚像
变式2：小金同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透锐的距离u之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（ B ）
A．该凸透镜的焦距是16cm
B．当u＝10cm时，在光屏上能得到一个放大的像，投影仪就是根据这个原理制成的
C．当u＝20cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜10cm处移动到20cm处的过程中，像先变大后变小
变式3：小金做“探究凸透镜成像的规律”实验时，首先按图完成仪器安装，图中F点是1倍焦距处，H点是2倍焦距处。
（1）经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高（如图所示），为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向________（选填“上”或“下”）调。
（2）调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向________（选填“左”或“右”）移动。
（3）她再次把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，要想看到这个像，观察的方法应是________。
【答案】（1）上 （2）右 （3）从凸透镜的右侧透过凸透镜观察
二、人的眼球，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。眼球中的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，能在视网膜上成倒立、缩小的实像
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。
不管是近视、远视还是正常的眼，视觉的形成部位不是眼睛，而是在大脑皮层的视觉中枢。
典例1：为满足特殊人群的需求，有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲)，它的改变是通过在透明的薄膜中注人或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况，此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是（ A ）
A.近视眼，镜片Ⅰ B.近视眼，镜片Ⅱ C.远视眼，镜片I D.远视眼，镜片Ⅱ
变式1：现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降，下列关于近视眼及其矫正原理图正确的是( A )
A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丙 D．丙、丁
变式2：如图甲是人正常眼球解剖图。
(1)在离眼球前较远处放置一支图乙蜡烛，则在视网膜上可成一个清晰的烛焰的像。这个像是图丙中的 ___________ (选字母)。
(2)眼球中视网膜能感受光刺激，产生神经冲动，视网膜相当于反射弧组成部分中的__。
(3) 每年6月6日是全国“爱眼日”，今年“爱眼日”的主题是“目”浴阳光，预防近视。丁图是王同学眼的成像示意图。他想通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜，使之改变形状，实现视力矫正。手术后的眼角膜形状应为戊图中的 _____ _______.
【答案】（1）D ；（2）感受器；（3）B
变式3：如图甲所示，在小宁与平面镜之间有一只杯子，为何杯子和杯子的像在小宁眼球视网膜上成的像大小不同 根据“平面镜成像”、“视觉的形成”等有关知识，我们可以用作图的方法来解释上述现象。图乙为杯子的像CD在视网膜上成像的示意图，请你在图丙中画出杯子AB在视网膜上成的像A'B'。(要求：先根据平面镜成像规律画出AB，再用图乙的方法画出A'B')
【答案】
【解析】①根据平面镜成像的对称性找到杯子AB的位置和大小；
②在凸透镜成像时，射向光心的光线传播方式不发生改变，据此画出AB在视网膜上所成的像A'B'。
三、实验探究：凸透镜成像规律
1.实验原理
(1)凸透镜成像原理:凸透镜对光有会聚作用，其本质是光的折射。
(2)成像光路图:利用“三条特殊光线”作图。
2.实验器材与装置
(1)光屏的选择:宜选用表面粗糙的白屏，使各种色光均能在光屏上发生漫反射。
(2)实验前需调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,使烛焰的像恰能成在光屏的中央。
3.实验操作
(1)焦距的测量:用平行光垂直于凸透镜照射，光屏在凸透镜的另一-侧移动，当光屏上出现最小、最亮的光斑时,凸透镜光心到光斑的距离就是焦距;
也可以利用物距等于二倍焦距时凸透镜成倒立、等大的实像这一一性质来测量焦距。
(2)物距控制:分别探究u>2f、u=2f、f(3)实像与虚像的判断:可以成在光屏上的是实像,不能成在光屏上的是虚像。
(4)当观察到凸透镜成虚像时，移去光屏，从光屏-侧透过凸透镜观察烛焰所成的像。
(5)光路的可逆性:成清晰实像时，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上仍成清晰的实像。
(6)换用半块透镜或用纸遮挡透镜的一部分，光屏上的像会变暗，但仍能成完整的像。
4.实验分析和故障处理
(1)光屏上找不到像的原因:
①烛焰在焦点上或在焦点以内;
②凸透镜焦距过大(凸透镜的焦距不能大于光具座长度的四分之一);
③烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一-直线上。
(2)蜡烛变短时的现象及处理:蜡烛燃烧变短时，光屏上的像将向上移动，此时应将蜡烛向上移动，或将光屏向上移动。
5.数据分析
数据表格设计:焦距、物距、物距与焦距的关系、像的性质(虚实、大小、正倒)、像距、像距与焦距的关系等。
典例1：）在“研究凸透镜成像规律"的实验中。
（1）某次实验过程中，小宁移动光屏直到光屏上出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示，此时所成的是倒立、 的实像。此时的成像原理与生活中的 成像原理相同。
（2）保持整个装置不动，随着蜡烛不断燃烧，光屏上烛焰的像将不断向 移动。
【答案】（1）放大；投影仪(幻灯机) （2）上
变式1：观看了王亚平老师的太空授课后，小滨也用水透镜来探究凸透镜的成像规律，实验装置如图，蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。
（1）摆放位置如图所示，在光屏上成一个清晰的像（像未画出），此时水透镜的焦距范围是 ，此时成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。
（2）将图中的蜡烛移动到光座上40cm刻度线处，若保持光屏不动，此时应该对水透镜 （选填“注水”或“抽水”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
（3）小滨借来物理老师的眼镜，将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变得模糊了，向左移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明老师戴的是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
（1）10.0cm＜f＜20.0cm；缩小；（2）注水；（3）远视。
变式2：在“探究凸透镜成像规律”实验中：
(1)如图甲所示，该透镜的焦距f＝____cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后，点燃蜡烛，在光屏上得到蜡烛的像如图乙所示，若要让像成在光屏的中心位置，则可以将凸透镜向____(选填“上”或“下”)移动。
(3)如图丙所示，把蜡烛放在光具座上____(选填“A”“B”“C”或“D”)点时；在光屏上能得到一个清晰放大的像，____(选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”)就是利用这种成像规律工作的。
(4)某小组在探究凸透镜成像规律时，不小心将透镜掉在地上碎成三块，他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等，于是选取其中一块镜片，测量其焦距发现这块镜片的焦距与原透镜相等，如图丁所示，由此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论．他们这种推断方法存在的主要问题是________________________________。
【答案】(1)11.0 (2)下 (3)C 投影仪 (4)只实验了一次，结果具有偶然性
变式3：在“研究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图甲所示，此时所成的是倒立 的实像。
（2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到 厘米刻度处。
（3）实验一段时间后，原来成在光屏中央的像“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有 。
①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离
（4）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正。图乙中，小敏给透镜A戴上“眼镜”（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下“眼镜”后，光屏上的像变模糊，如图丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动一段距离。
【答案】（1）放大 （2）45 （3）①③ （4）远离
【课后练习】
1．小明在做凸透镜成像规律实验时，记录LED灯制成的光源通过凸透镜在光屏上成像情况如图所示，则应记录该像的性质是（ D ）
A．正立缩小的实像 B．正立放大的实像 C．倒立缩小的实像 D．倒立放大的实像
2.照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应右图，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，成倒立缩小实像
B.照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立缩小实像
C.放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立放大虚像
D.放大镜：被观察物体应在内区域内，成正立放大实像
3.把带双箭头的图片放在装有水的圆柱形玻璃杯后，看到的情景如图甲和乙所示。下列说法正确的是（C）
A．此时的玻璃杯相当于凹透镜
B．图甲下方的箭头是实像
C．箭头离玻璃杯较远的是图乙
D．图乙的成像原理与投影仪类似
4.小夏用如图中的凸透镜探究成像规律，在如图的四个实验情景中，能够在光屏上得到清晰像的是（ A ）
A． B．
C． D．
5．2021年12月9日，宇航员王亚平在“天宫课堂”上做了一个有趣实验，她往水膜里注水形成一个水球透过水球可以看到她的一个倒立、缩小的像。下列对所成的像分析正确的是( B )
A．光的折射形成的虚像
B．光的折射形成的实像
C．光的反射形成的虚像
D．光沿直线传播形成的虛像
6．小宁在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中，分别把一 个不透明且不光滑的挡板放在如图甲、乙所示的位置，则（ A ）
A．两个实验的挡板上均不能出现蜡烛的像
B．两个实验中，小宁均不能看到蜡烛的像
C．只有乙的挡板出现蜡烛的像且小宁能看到像
D．甲、乙的挡板上均能出现蜡烛的像且小宁均能看到像
7．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）利用太阳光测凸透镜焦距，下列方法中最合理的是 。
（2）当三个元件移动到如图所示位置时，光屏中心出现了清晰的像，则该像的性质是 (写出像的正倒、大小和虛实) ；由此推断凸透镜的焦距可能是 。
A．f=20cm B．f=15cm C．f=10cm D．f=5cm
【答案】（1）C （2）倒立、放大的实像；C
8．“刷脸支付”（如图甲）是现下非常流行的支付方式，它通过摄像头来捕捉人脸信息，完成支付过程。
（1）人脸识别主要依据脸部瞳孔的间距大小，这一性状是由 决定。
（2）交易过程中，消费者需调整自身位置使人脸完整呈现在扫描区。结合人体反射活动，用图乙中的字母表示消费者大脑接收并处理信息后，指挥双脚进行移动的神经冲动传导过程。 。
（3）小雅用一个焦距为10厘米的凸透镜来模拟支付装置的成像规律（如图丙）。实验中，为了得到清晰的像，光屏在光具座上所处的位置范围为 。
【答案】（1）基因 （2） （ ） （3）大于60cm，小于70cm（60cm -70cm）
9.在“研究凸透镜成像规律“的实验中。
（1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示，此时所成的是倒立________的实像。
（2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到 ________厘米刻度处。
（3）实验一段时间后，原为成在光屏中央的像，“跑“到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有________ 。
①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离
（4）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正，图乙中，小敏给透镜A戴上“眼镜“（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下”眼镜“后，光屏上的像变模糊，如图丙所示，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向________(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。
【答案】（1）放大 （2）45 （3）①③ （4）远离
10.某小组同学用如图甲的装置探究“凸透镜成像规律”，其中凸透镜的焦距为15厘米，他们进行实验的同时，在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙（用带箭头的线段表示物或像，A'、B'、C'分别表示蜡烛在A、B、C处时像的位置）
（1）从图乙中可以看出，蜡烛在 ABC 位置时光屏上得到的都是________（填像的性质）的实像；
（2）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15﹣30厘米之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30厘米以外处，此时物体所成像大小与物距的关系是________。
（3）根据如果所示的成像规律，若在将蜡烛放在 C和焦点 F之间，此时，应该在凸透镜前放置一个________(填凸透镜或凹透镜）才能使像成在 C＇的位置。
【答案】（1）倒立、放大 （2）物距越大，像越小 （3）凸透镜
11.小华同学发现爷爷的老花镜为凸透镜，他利用以下器材验证“凸透镜成像规律”的实验。
（1）如1图所示，该凸透镜的焦距为 cm；
（2）实验前，应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ；
（3）器材处于如2图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同，当烛焰向左（远离透镜）移动，移动光屏后在光屏上再次成清晰的像，此像与之前相比 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）如将蜡烛移动至20cm刻度处，应将光屏移动到 范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像；
A．10～20cm B．50～60cm C．60～70cm D．7～80cm
（5）在探究凸透镜成像实验中出现如3图的情况，小华将光屏远离凸透镜，小华 （选填“能”或“不能”）在光屏中央看到像；如果光屏不移动，要使像能够成在光屏的中央，应将透镜向 调整。
（1）10.0；（2）同一高度；（3）投影仪；变小；（4）C；（5）不能；下。第一讲 光的直射、反射与折射
一、光的直线传播
光在同一种均匀物质中沿直线传播。小孔成像、影子的形成、日食、月食说明光的直线传播。光速：宇宙中最快的速度是真空中的光速；在计算中，真空或空气中光速c＝3×108m/s＝3×105km/s。
【注意】①小孔成像的性质：倒立的实像，可以成放大、等大、缩小的像。
②像的形状与孔的形状无关。
③像的大小与物距和像距有关。
典例1：在探究树荫下光斑的综合实践活动中，为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了四种开有不同形状孔的卡片甲，并用另一张卡片乙覆盖在甲上，如图所示．接着，从图示位置沿箭头方向水平移动乙，观察光斑形状的变化情况．下列合乎要求的是( )
A． B． C． D．
变式1：如图所示，甲、乙两人分别站立于一面墙的两边，若要在墙上开一个窗使两人彼此都能看到对方的全身，则所需最小的窗的位置应为（ ）
A．ae B．ad C．be D．bd
变式2：如图所示，点燃的蜡烛放在距小孔a处，它成的像在距小孔b处的半透明纸上，且a大于b。则半透明纸上的像是( )
倒立、放大的虚像
正立、缩小的虚像
倒立、缩小的实像
正立、放大的实像
变式3：晴天正午，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示。光斑形状与什么因素有关呢 光斑又是如何形成的呢 对此他们马上进行了探究。他们猜想光斑形状：a.与树叶形状有关，光斑是树叶的影子；b.与树叶间空隙形状有关；c.与树叶间空隙大小有关。
(1)根据所学知识,可确定猜想a_________(合理/不合理)。
(2)通过探究,他们得到了以下结论,无论是大孔还是小孔形成的光斑都是由于_____________形成的,其中________(小孔/大孔)形成光斑的形状与孔的形状有关,__________(小孔/大孔)形成的光斑的大小与孔到地面的距离有关。
二、光的反射
考点一、光的反射定律——三线共面，二线分居，两角相等
①光反射时，入射光线MO、反射光线ON、法线OP在同一平面内。
②反射光线ON和入射光线MO分别位于法线OP两侧。
③反射角β(∠NOP)等于入射角α(∠MOP)。
④入射角α增大时，反射角β也同时增大，反之，入射角减小时反射角也同时减小。
⑤如果把入射角减小到与法线重合时，即当入射角为0°时，反射角也为0°，此时，入射光线、反射光线和法线三线重合。
⑥光路具有可逆性：如图中，如果入射光线沿NO射入，那么反射光线一定沿OM射出。实际的应用是你通过镜子看见别人的眼睛时，对方也可通过镜子看见你的眼睛。
【注意】当光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来的现象叫光的反射。我们能够看到本身不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
二、镜面反射和漫反射
反射分镜面反射和漫反射，平行光线入射到平而光滑反射面上，反射光线还是平行射出，这种反射是镜面反射；
平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，这种反射是漫反射，镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
【注意】①反射定律的应用要注意是同一平面内。
②入射角是指入射光线与法线的夹角；反射角是指反射光线与法线的夹角。
③反射时，反射角等于入射角，不能说入射角等于反射角。
④镜面反射和漫反射的共同点是每条光线都遵循光的反射定律，不同点是镜面反射的反射光线朝某一方向，而漫反射的反射光线朝着各个方向。
三、平面镜成像
成像特点：物体在平面镜中成的是虚像，像的大小跟物体相等，像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等，像与物体的连线关于镜面对称。
成像原理：发光点P把光线射到平面镜上，又经平面镜反射到人的眼中，人眼是根据光的直线传播经验来判断物体位置的，人眼逆着反射光线的方向向镜内看去，觉得光线好像是从两条反射光线反向延长的交点P′处射来的，如图所示。镜面后实际并不存在发光点P′，P′也不是反射光线的交点，而是反射光线反向延长线的交点，所以是虚像。
四、探究光的反射定律
①为了保留光的传播路径，可以用笔描出入射光线和反射光线的路径；入射光线、反射光线、法线在同一平面上；在光的反射中，光路是可逆的；
②实验时玻璃板如果不竖直，不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合；实验中选择两根完全一样的蜡烛是为了比较物体与像的大小关系；平面镜成的是虚像。
【注意】1．可见光可以反射，不可见光同样可以反射。
2．成虚像的判断依据：平面镜里所成的像不能呈现在光屏上，所以是虚像。
3．平面镜所成像的大小与镜面的大小、物体到镜面的距离无关。
典例1：如图所示是实验室中的毛玻璃片，一面磨砂，一面平滑。为了分辨这两个面，下列方法中不可行的是（ ）
A．用手去触摸，粗糙的一面是磨砂面
B．用激光笔照射表面，反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面
C．压力相同时，与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面
D．透过毛玻璃片看不清远处物体，朝向眼睛的一面是平滑面
变式1：下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是（ ）
A．人眼看到水中的“蓝天白云”
B．人眼看到水中的“鱼”
C．水中的潜水员看到水面上的“路灯”
D．潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”
变式2：如图，小舟利用平面镜研究光的反射定律，下列说法错误的是（ ）
A．AO是入射光线
B．反射角等于30°
C．将激光笔靠近N时，光线OB会靠近ON
D．绕ON前后转动F板，F板上观察不到光线
变式3：如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置。
（1）如果玻璃板没有竖直放置，将对实验产生什么影响？
（2）小金用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验，但看不清跳棋的像。请你帮她想个办法看清跳棋的像： 。
（3）小金在实验过程中，让镜子沿OO'轴（镜子与桌面的接触部分）方向水平向右移动，结果她发现镜中的像B相对于点燃的蜡烛A 移动（选填“向右”、“向左”或“不”）；接下来，她又将镜子绕OO'轴转向自己，他发现镜中的像 （选填“转向自己”、“转离自己”或“不动”）。
三、光的折射
入射光线AO，折射光线OB，法线NN′在同一平面内。折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜射入水或玻璃表面时，折射光线向法线偏折，折射角β小于入射角α。入射角α增大时，折射角β也增大。如果光从水中斜射入空气中时，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。光的折射也遵循光路可逆，如果入射光线沿BO射入到点O，折射光线一定沿OA折射(如右上图所示)。
【注意】①光必须斜射时，才能发生折射现象。
②解释光现象或作图时要注意：人眼看物体是物体发出或反射的光射入人的眼睛，而不是人眼发出光射到物体上。
③光垂直射到水或玻璃表面时传播方向不改变，即垂直于界面时三线重合两角为0°，这是一种特殊情况。
典例1：有一圆柱形敞口容器，从其左侧沿某一角度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。为使光斑向左移动，下列操作可行的是（ ）
A．向容器内缓缓加水 B．增大入射角
C．将激光笔向右平移 D．使容器水平向左移动
变式1：[绵阳中考]如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的( )
光线a
光线b
光线c
光线d
变式2：某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一只射灯。射灯发出的一束光照在右边的池壁上，当池内无水时，站在池旁左边的人看到在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内灌水，水面升至a位置时，人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则( )
A．P点在S点的下方，Q点在S点的上方
B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方
C．P点在S点的上方，Q点在S点的上方
D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
变式3：三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图1所示。改变入射角度，光路图如图2、图3所示。
（1）经过两次折射后，红光均向三棱镜的 （选填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律。
（2）了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图4所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有 作用的原因。
（3）利用三棱镜还可以进行的探究实验是 。
【课后练习】
1．如图所示，把一个反射面向上的凹面镜放在容器内，在凹面镜的焦点F处，放一点光源S，然后在容器内注入水，使水面处于焦点F和凹面镜之间，要使点光源S射到凹面镜的光线仍平行射到空气中，则光源S的位置应（ ）
适当降低 B．适当提高 C．保持不变 D．无法确定
第1题图第3题图第5题图
2．下列所成的像为实像的是（ ）
A．人在平面镜中成的像 B．山在水中的倒影
C．邮票经放大镜成的正立放大的像 D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑
3．如图(俯视图)所示，S为房间内的一盏灯，MN为房间的玻璃门，可绕M转动，当玻璃门逆时针打开时(从MN位置转到MN’位置)，灯S的像距和像的大小如何变化( )
A．像距变大，像变小 B．像距变小，像变小
C．像距变大，像的大小不变 D．像距不变，像的大小不变
4．光纤的纤芯是一种有塑料制成的纤维，纤芯外的包层可以保证光进入纤芯后全部发生反射，从而避免了光的损失。下列能正确表示光在纤芯中传播路径的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
5．在做“探究平面镜成像规律”实验时，小科选择了以下实验装置。下列说法正确的是（ ）
A．在图甲实验中，蜡烛远离玻璃板，所成的像将变小
B．在图甲实验中，蜡烛所成的像将位于C位置
C．在图乙实验中，仅将玻璃板由I位置移动到II位置，蜡烛仍能成像
D．在图乙实验中，环境越明亮，观察到的像越清晰
6.如图甲所示，玉林园博园的彩虹桥桥面距湖面3m，它的“倒影”距桥面____m。如图乙所示，是从平面镜中看到的挂钟，挂钟显示的实际时间是____。
7．通过玻璃门(如图甲)可简单地验证平面镜成像的某些规律。
(1)先在房间A的地砖拼接处放一标记物，然后到房间B，若实验者及标记物的位置如图乙所示。为了让实验者所成的像落在标记物上，他应向________(填序号)方向移动。
(2)为了让成像更清晰，房间B的亮度要比房间A__________。
(3)对本实验的相关评价，合理的有____________。
A．证明了平面镜所成的像是等大的虚像
B．利用地砖方便地确定像和物体的位置关系
C．巧妙利用生活中的物体进行实验，感受到科学就在我们身边
8．在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板(分E、F两个面)垂直放置在平面镜上，如图甲所示。
(1)图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光线，测得AO、OB与法线的夹角均为40°，于是小波得出结论：反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程____________(选填“合理”或“不合理”)，原因是___________________。
(2)在实验过程中，若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直)，如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内，纸板上________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
9.同学们学习了“光的折射”后,知道了光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角。入射角增大,折射角也增大。那么当光从空气斜射入玻璃中时,折射角与入射角大小是否成正比呢
【建立猜想】折射角与入射角大小可能成正比。
【实验探究】同学们测得了四组实验数据。
第2次实验如图所示,请将实验数据填入表格中。
【实验结论】折射角与入射角大小_______(选填“成正比”或“不成正比”)。
【评价与交流】根据实验数据,还可以得出的结论是_______。
10．请完成以下光学问题：
（1）如图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置图，蜡烛能在玻璃板成像的原理是： ；实验中，将蜡烛A远离玻璃板一段距离，蜡烛的像的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）如图乙所示是司机在倒车时通过后视镜看到右后方行人A的情景，P点是司机的眼睛，请你画出司机看到行人A的光路图。
第二讲 光的凸透镜成像
一、凸透镜成像规律
光心：通常位于透镜的几何中心；通过透镜光心的光线传播方向不变。
焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点。
焦距：焦点到光心的距离。
【注意】
①实像与虚像的分界点在焦点处。
②放大像与缩小像的分界点在二倍焦点处。
③不论凸透镜成实像还是虚像，物体离焦点越近，成的像越大。
【总结】透镜成像的两个“一定”：
①实像一定都是倒立的，像和物体处在透镜异侧，是由实际光线会聚而成的，可用光屏承接。
②虚像一定都是正立的，像与物体处在透镜同侧，是由折射光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接，只能用眼睛直接观看。
记忆口诀：一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；实像倒来虚像正。
典例1：如图，小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．墙上所成的烛焰像是虚像
B．手和透镜的影子是光的反射形成的
C．若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变
D．若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像
典例1图变式1图
变式1：智能门铃通过安装在门外的特殊摄像头装置，不仅让我们可以实现与访客的可视对讲，还可以通过设定特定程序，进行人脸识别，快速判断访客信息。下列关于该特殊摄像头的说法正确的是（ ）
A．该镜头相当于凸透镜
B．在镜头成像时，像位于二倍焦距之外
C．通过镜头所成的像是倒立、放大的
D．该镜头所成的像是虚像
变式2：小金同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透锐的距离u之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是16cm
B．当u＝10cm时，在光屏上能得到一个放大的像，投影仪就是根据这个原理制成的
C．当u＝20cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜10cm处移动到20cm处的过程中，像先变大后变小
变式3：小金做“探究凸透镜成像的规律”实验时，首先按图完成仪器安装，图中F点是1倍焦距处，H点是2倍焦距处。
（1）经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高（如图所示），为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向________（选填“上”或“下”）调。
（2）调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向________（选填“左”或“右”）移动。
（3）她再次把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，要想看到这个像，观察的方法应是________。
二、人的眼球，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。眼球中的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，能在视网膜上成倒立、缩小的实像
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。
不管是近视、远视还是正常的眼，视觉的形成部位不是眼睛，而是在大脑皮层的视觉中枢。
典例1：为满足特殊人群的需求，有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲)，它的改变是通过在透明的薄膜中注人或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况，此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是（ ）
A.近视眼，镜片Ⅰ B.近视眼，镜片Ⅱ C.远视眼，镜片I D.远视眼，镜片Ⅱ
变式1：现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降，下列关于近视眼及其矫正原理图正确的是( )
A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丙 D．丙、丁
变式2：如图甲是人正常眼球解剖图。
(1)在离眼球前较远处放置一支图乙蜡烛，则在视网膜上可成一个清晰的烛焰的像。这个像是图丙中的 ___________ (选字母)。
(2)眼球中视网膜能感受光刺激，产生神经冲动，视网膜相当于反射弧组成部分中的__。
(3) 每年6月6日是全国“爱眼日”，今年“爱眼日”的主题是“目”浴阳光，预防近视。丁图是王同学眼的成像示意图。他想通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜，使之改变形状，实现视力矫正。手术后的眼角膜形状应为戊图中的 _____ _______.
变式3：如图甲所示，在小宁与平面镜之间有一只杯子，为何杯子和杯子的像在小宁眼球视网膜上成的像大小不同 根据“平面镜成像”、“视觉的形成”等有关知识，我们可以用作图的方法来解释上述现象。图乙为杯子的像CD在视网膜上成像的示意图，请你在图丙中画出杯子AB在视网膜上成的像A'B'。(要求：先根据平面镜成像规律画出AB，再用图乙的方法画出A'B')
三、实验探究：凸透镜成像规律
1.实验原理
(1)凸透镜成像原理:凸透镜对光有会聚作用，其本质是光的折射。
(2)成像光路图:利用“三条特殊光线”作图。
2.实验器材与装置
(1)光屏的选择:宜选用表面粗糙的白屏，使各种色光均能在光屏上发生漫反射。
(2)实验前需调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,使烛焰的像恰能成在光屏的中央。
3.实验操作
(1)焦距的测量:用平行光垂直于凸透镜照射，光屏在凸透镜的另一-侧移动，当光屏上出现最小、最亮的光斑时,凸透镜光心到光斑的距离就是焦距;
也可以利用物距等于二倍焦距时凸透镜成倒立、等大的实像这一一性质来测量焦距。
(2)物距控制:分别探究u>2f、u=2f、f(3)实像与虚像的判断:可以成在光屏上的是实像,不能成在光屏上的是虚像。
(4)当观察到凸透镜成虚像时，移去光屏，从光屏-侧透过凸透镜观察烛焰所成的像。
(5)光路的可逆性:成清晰实像时，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上仍成清晰的实像。
(6)换用半块透镜或用纸遮挡透镜的一部分，光屏上的像会变暗，但仍能成完整的像。
4.实验分析和故障处理
(1)光屏上找不到像的原因:
①烛焰在焦点上或在焦点以内;
②凸透镜焦距过大(凸透镜的焦距不能大于光具座长度的四分之一);
③烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一-直线上。
(2)蜡烛变短时的现象及处理:蜡烛燃烧变短时，光屏上的像将向上移动，此时应将蜡烛向上移动，或将光屏向上移动。
5.数据分析
数据表格设计:焦距、物距、物距与焦距的关系、像的性质(虚实、大小、正倒)、像距、像距与焦距的关系等。
典例1：）在“研究凸透镜成像规律"的实验中。
（1）某次实验过程中，小宁移动光屏直到光屏上出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示，此时所成的是倒立、 的实像。此时的成像原理与生活中的 成像原理相同。
（2）保持整个装置不动，随着蜡烛不断燃烧，光屏上烛焰的像将不断向 移动。
变式1：观看了王亚平老师的太空授课后，小滨也用水透镜来探究凸透镜的成像规律，实验装置如图，蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。
（1）摆放位置如图所示，在光屏上成一个清晰的像（像未画出），此时水透镜的焦距范围是 ，此时成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。
（2）将图中的蜡烛移动到光座上40cm刻度线处，若保持光屏不动，此时应该对水透镜 （选填“注水”或“抽水”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
（3）小滨借来物理老师的眼镜，将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变得模糊了，向左移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明老师戴的是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
变式2：在“探究凸透镜成像规律”实验中：
(1)如图甲所示，该透镜的焦距f＝____cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后，点燃蜡烛，在光屏上得到蜡烛的像如图乙所示，若要让像成在光屏的中心位置，则可以将凸透镜向____(选填“上”或“下”)移动。
(3)如图丙所示，把蜡烛放在光具座上____(选填“A”“B”“C”或“D”)点时；在光屏上能得到一个清晰放大的像，____(选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”)就是利用这种成像规律工作的。
(4)某小组在探究凸透镜成像规律时，不小心将透镜掉在地上碎成三块，他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等，于是选取其中一块镜片，测量其焦距发现这块镜片的焦距与原透镜相等，如图丁所示，由此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论．他们这种推断方法存在的主要问题是________________________________。
变式3：在“研究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图甲所示，此时所成的是倒立 的实像。
（2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到 厘米刻度处。
（3）实验一段时间后，原来成在光屏中央的像“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有 。
①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离
（4）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正。图乙中，小敏给透镜A戴上“眼镜”（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下“眼镜”后，光屏上的像变模糊，如图丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动一段距离。
【课后练习】
1．小明在做凸透镜成像规律实验时，记录LED灯制成的光源通过凸透镜在光屏上成像情况如图所示，则应记录该像的性质是（ ）
A．正立缩小的实像 B．正立放大的实像 C．倒立缩小的实像 D．倒立放大的实像
2.照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应右图，下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是（ ）
照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立缩小实像
B.照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立缩小实像
C.放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立放大虚像
D.放大镜：被观察物体应在内区域内，成正立放大实像
3.把带双箭头的图片放在装有水的圆柱形玻璃杯后，看到的情景如图甲和乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．此时的玻璃杯相当于凹透镜
B．图甲下方的箭头是实像
C．箭头离玻璃杯较远的是图乙
D．图乙的成像原理与投影仪类似
4.小夏用如图中的凸透镜探究成像规律，在如图的四个实验情景中，能够在光屏上得到清晰像的是（ ）
A． B．
C． D．
5．2021年12月9日，宇航员王亚平在“天宫课堂”上做了一个有趣实验，她往水膜里注水形成一个水球透过水球可以看到她的一个倒立、缩小的像。下列对所成的像分析正确的是( )
A．光的折射形成的虚像
B．光的折射形成的实像
C．光的反射形成的虚像
D．光沿直线传播形成的虛像
6．小宁在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中，分别把一 个不透明且不光滑的挡板放在如图甲、乙所示的位置，则（ ）
A．两个实验的挡板上均不能出现蜡烛的像
B．两个实验中，小宁均不能看到蜡烛的像
C．只有乙的挡板出现蜡烛的像且小宁能看到像
D．甲、乙的挡板上均能出现蜡烛的像且小宁均能看到像
7．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）利用太阳光测凸透镜焦距，下列方法中最合理的是 。
（2）当三个元件移动到如图所示位置时，光屏中心出现了清晰的像，则该像的性质是 (写出像的正倒、大小和虛实) ；由此推断凸透镜的焦距可能是 。
A．f=20cm B．f=15cm C．f=10cm D．f=5cm
8．“刷脸支付”（如图甲）是现下非常流行的支付方式，它通过摄像头来捕捉人脸信息，完成支付过程。
（1）人脸识别主要依据脸部瞳孔的间距大小，这一性状是由 决定。
（2）交易过程中，消费者需调整自身位置使人脸完整呈现在扫描区。结合人体反射活动，用图乙中的字母表示消费者大脑接收并处理信息后，指挥双脚进行移动的神经冲动传导过程。 。
（3）小雅用一个焦距为10厘米的凸透镜来模拟支付装置的成像规律（如图丙）。实验中，为了得到清晰的像，光屏在光具座上所处的位置范围为 。
9.在“研究凸透镜成像规律“的实验中。
（1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示，此时所成的是倒立________的实像。
（2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到 ________厘米刻度处。
（3）实验一段时间后，原为成在光屏中央的像，“跑“到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有________ 。
①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离
（4）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正，图乙中，小敏给透镜A戴上“眼镜“（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下”眼镜“后，光屏上的像变模糊，如图丙所示，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向________(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。
10.某小组同学用如图甲的装置探究“凸透镜成像规律”，其中凸透镜的焦距为15厘米，他们进行实验的同时，在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙（用带箭头的线段表示物或像，A'、B'、C'分别表示蜡烛在A、B、C处时像的位置）
（1）从图乙中可以看出，蜡烛在 ABC 位置时光屏上得到的都是________（填像的性质）的实像；
（2）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15﹣30厘米之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30厘米以外处，此时物体所成像大小与物距的关系是________。
（3）根据如果所示的成像规律，若在将蜡烛放在 C和焦点 F之间，此时，应该在凸透镜前放置一个________(填凸透镜或凹透镜）才能使像成在 C＇的位置。
11.小华同学发现爷爷的老花镜为凸透镜，他利用以下器材验证“凸透镜成像规律”的实验。
（1）如1图所示，该凸透镜的焦距为 cm；
（2）实验前，应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ；
（3）器材处于如2图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同，当烛焰向左（远离透镜）移动，移动光屏后在光屏上再次成清晰的像，此像与之前相比 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）如将蜡烛移动至20cm刻度处，应将光屏移动到 范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像；
A．10～20cm B．50～60cm C．60～70cm D．7～80cm
（5）在探究凸透镜成像实验中出现如3图的情况，小华将光屏远离凸透镜，小华 （选填“能”或“不能”）在光屏中央看到像；如果光屏不移动，要使像能够成在光屏的中央，应将透镜向 调整。
