重难点03 光的折射与透镜（解析版）

专项一声与光重难点03光的折射与透镜光的折射及其现象基本概念：如下图所示，O为入射点；i和r分别是入射角和折射角；AO、MN、OB分别是入射光线、法线和折射光线。光的折射规律：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居在法线的两侧；当光从空气斜射入其他透明介质中时，折射角小于入射角；当光从透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，传播方向发生改变；而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。白光照到三棱镜上，从三棱镜射出的光分解为各种颜色的光。这一现象的产生，是因为光线由空气进入三棱镜后，发生了光的折射，由于不同色光的偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。透镜透镜的主光轴和光心：如下图所示：透镜上通过两个球心的直线CC′叫主光轴；主光轴上有一个特殊点，通过该点的光其传播方向不变，这个点是光心。凸透镜的焦点、焦距焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。探究凸透镜成像规律凸透镜成像规律：物距(u)像的性质像距(v)应用倒正实虚放大或缩小u>2f倒立实像缩小f<v<2f照相机u=2f倒立实像等大v=2f实像大小转折点f<u<2f倒立实像放大v>2f幻灯机u=f不成像像的虚实转折点u<f正立放大虚像v>u放大镜凸透镜成像规律记忆口诀：“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。”“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，(焦点除外)；物距大于二倍焦距成缩小的。“成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。“成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。凸透镜的应用照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。放大镜：成正立、放大的虚像。显微镜：物镜焦距较短，物体通过它成倒立、放大的实像(像投影仪的镜头)；目镜焦距较长，物镜成的像经过它成放大的虚像(像放大镜)。望远镜：(开普勒望远镜)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。眼睛和眼镜及近视与远视矫正近视眼远视眼表现只能看清近处的物体，看不清远处的物体。只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。成因晶状体变得太厚，折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长，视网膜距晶状体过远，来自远处的光会聚在视网膜之前，视网膜上得不到清晰的像。如图：

晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了视网膜之后。

矫正考点一：光的折射及应用【探究重点】在反射和折射现象中光路是可逆的。当入射角增大时，折射角也随着增大。在折射现象中，光路可逆。应用：池底变浅、钢笔错位……【真题精讲】（2022·湖南邵阳）小凯学习完《光现象》之后，兴致勃勃地回家给妹妹表演了一个小魔术。他先让妹妹站定，在她面前摆一只“空碗”（如图甲所示），然后缓慢地往碗里倒水，成功地给妹妹“变”出了一枚硬币（如图乙所示）。魔术的成功是利用了（）。A.光反射 B.光的折射 C.光的直线传播 D.光的色散【答案】B。【解析】当碗里没水的时候，硬币反射的光被碗壁挡住了，所以在一定位置看不见；当碗中倒入水后，硬币反射的光在水面发生折射，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，所以就能看见硬币了，这是利用了光的折射，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【巩固训练】岸上的人看到平静的水面下一不动的鱼。若他用一束强光照亮这条鱼，则应瞄准()A．看到的鱼 B．看到的鱼的下方C．看到鱼的上方 D．看到的鱼的前方【答案】A【解析】水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，折射光线进入人的眼睛，我们看到的是变浅的鱼的虚像，由光路可逆得，人要用一束强光照亮这条鱼，必须将光对准他看到的鱼，这样光经过折射才会照射在鱼身上，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。考点二：透镜【探究重点】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。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。凸透镜对光具有会聚作用，并不是说光通过凸透镜后一定会聚在一点或一定是一束会聚光束。会聚是相对于不发生折射时的光来说的。凹透镜对光具有发散作用，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。发散是相对于不发生折射时的光来说的。【真题精讲】（2022·河南省）小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（）。A.f=5cmh=10cm B.f=10cmh=12cmC.f=5cmh=12cm D.f=10cmh=6cm【答案】D。【解析】ABCD．盒盖处安装凸透镜，盒底处有昆虫标本，要使凸透镜作放大镜使用时，物距必须小于焦距，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。【巩固训练】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图像(v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离)，用该凸透镜做放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离应在___________cm以内；把物体从距凸透镜15cm处移动到距凸透镜30cm处的过程中，像的大小将___________(填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】

10

变小【解析】[1]由凸透镜成像规律可知，当物距等于像距等于两倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像，由图像可知所以f=10cm；用该凸透镜做放大镜使用时，物距应小于焦距，所以被观察的物体到透镜的距离应在10cm以内。[2]把物体从距凸透镜15cm处移动到距凸透镜30cm处的过程中，物距大于焦距，物距变大，像距变小，像变小。考点三：透镜成像规律及应用【探究重点】为了使幕上的像“正立”(朝上)，幻灯片要倒着插。照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。【真题精讲】(2022·湖北十堰·中考真题)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．汽车观后镜 B．照相机 C．投影仪 D．放大镜【答案】B【解析】A．摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，而汽车观后镜是凸面镜，主要利用凸面镜能使光线发散的特点，可以起到扩大视野的目的，故A不符合题意；B．照相机成倒立、缩小的实像，与摄像头成像特点相同，故B符合题意；C．投影仪所成的像是倒立、放大的实像，与摄像头成像特点不相同，故C不符合题意；D．放大镜所成的像是正立、放大的虚像，与摄像头成像特点不相同，故D不符合题意。故选B。【巩固训练】(2021·湖北湖北·中考真题)透过装满水的圆柱形玻璃杯，看到课本封面的“物理”两个字如图所示。下列说法正确的是()A．装水的玻璃杯相当于一个凹透镜B．玻璃杯远离课本封面时，看到的字变小C．图中“物理”两个字是光的反射形成的D．图中“物理”两个字是虚像【答案】B【解析】A．装水的玻璃杯中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；B．玻璃杯远离课本封面时，物距变大了，像距会变小，看到的字变小，故B正确；CD．图中“物理”两个字是倒立的实像，是由光的折射形成的，故CD错误。故选B。考点四：近视与远视及其矫正【探究重点】近视：晶状体变得太厚，折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长，视网膜距晶状体过远，来自远处的光会聚在视网膜之前，视网膜上得不到清晰的像，需要用凹透镜矫正远视：晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了视网膜之后，需要用凸透镜矫正【真题精讲】（2022·四川自贡）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。如图所示，关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（）。A.①③B.②④C.①④D.②③【答案】B。【解析】①图中光线会聚在视网膜后方，是远视眼的成像情况。要佩戴凸透镜进行矫正，即③所示矫正原理图；②图中光线会聚在视网膜前方，是近视眼的成像情况。要佩戴凹透镜进行矫正，即④所示矫正原理图。①③组合是远视眼及矫正原理图，②④组合是近视眼及矫正原理图，故ACD错误，B正确。故选B。【巩固训练】如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。(1)如图乙所示，实验前，应调节烛焰，水透镜和光屏三者中心在_____；(2)该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，若不改变蜡烛和光屏的位置。将水透镜向_____(填“蜡烛”或“光屏”)移动，又能在光屏上得到一次清晰的像；(3)在图乙所示实验场景下，该同学把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”(如图丙所示)，发现像变模糊了，此时应当向水透镜_____(填“抽水”或“注水”)，才能使光屏上的像再次清晰。【答案】

同一高度

蜡烛

注水【解析】(1)[1]实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度，这样可使像成在光屏的中央。(2)[2]因为光的折射中光路是可逆的，若不改变蜡烛和光屏的位置，将水透镜向蜡烛移动，物距等于原来的像距时，成倒立、放大的实像。(3)[3]在图乙所示实验场景下，该同学把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”，发现像变模糊了，近视眼镜时凹透镜，对光线有发散作用，像推迟会聚了，要使像成在光屏上，应减小焦距，此时应当向水透镜注入水，才能使光屏上的像再次清晰。考点五：光的折射与透镜作图【探究重点】凸透镜的三条特殊光线凹透镜的三条特殊光线：【真题精讲】（2022·贵州黔东南）如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。【答案】【解析】根据凹透镜的三条特殊光线可知，延长线过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后，将平行于主光轴；过凹透镜光心的光线经凹透镜折射后，传播方向不变，据此完成AB的入射光线和CO的折射光线，如图所示：(2022·上海市奉贤区钱桥学校八年级期中)如图所示，光从空气斜射入水中，已知水对光的折射本领强于空气，请在图中画出法线和折射光线的大致方向并标出折射角。【答案】【解析】过入射点作垂直于界面的法线，根据折射规律可知，光由空气斜射入水时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，在法线右侧的水中作出折射光线，如图所示：【巩固训练】（2022·广东广州）如图，凸透镜的焦点为F，光心为O。①在图中画出S点发出的光线a经过透镜光心后的光线②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行，在图中画出上述光路。【答案】【解析】[1][2]过光心的光线，经透镜后传播方向不改变，如图。S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行，故它的入射光线一定过焦点，如图：（2022·四川内江）如图所示，一束光从空气斜射入半圆形玻璃砖中，请用箭头标出光传播的方向。【答案】【解析】光照射在玻璃砖表面时会发生反射和折射，发生光的反射时，入射光线、反射光线在同一种介质内，而折射是光线从空气斜射入玻璃中，会在玻璃中发生偏转，故入射光线、折射光线在不同的介质中，玻璃中的直线是折射光线，而空气中的两条直线，一条是入射光线、一条是反射光线，根据光的折射定律可知，折射光线与入射光线分居法线两侧，故右边的直线为入射光线，左边的直线为反射光线，故如图所示：考点六：实验探究光的折射原理【探究重点】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居在法线的两侧；当光从空气斜射入其他透明介质中时，折射角小于入射角；当光从透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。【真题精讲】（2022·湖北宜昌）在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。（1）图中的折射角大小为___________；（2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射入空气时，折射角___________（选填“>”、“=”或“<”）入射角；（3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是___________，如果看到___________现象，就可证明光路是可逆的。【答案】①80°；②>；③让入射光沿光路2射入；④折射光从光路1射出。【解析】（1）[1]由图可知，光束1是入射光，光束3是反射光，光束2是折射光。光束1和3中间所夹的直线为法线，与玻璃砖底面一致的直线为界面，折射光线与法线的夹角为折射角，则折射角为80°。（2）[2]由图可知，反射角约为40°，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，则入射角为40°，因此折射角大于入射角。（3）[3][4]要探究光的折射现象中光路是否可逆，则只需让入射光沿折射光（光路2）入射到玻璃砖，若看到折射光沿光路1射出，就能说明折射现象中光路是可逆的。【巩固训练】（2022·河南开封·八年级期末）为了探究“光折射时的特点”，如图所示：（1）让光束沿AO射入杯中时，光束进入水中后折射光线会向_____________方向偏折；当入射角增大时，折射角___________（2）当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑．保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑向_____________（选填“左”或“右”）移动．（3）把一枚硬币放入杯底，看到硬币的位置比它实际的位置要偏____________（选填“高”或“低”）．【答案】

法线

增大

左

高【解析】第一空．由光的折射规律知道，光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，即折射光线将向靠近法线方向偏折；第二空．光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，若入射角增大时，则折射角随之增大．第三空．若保持入射光束的方向不变，杯中的水增多，则入射点将左移，光路如下：即当水增多时，液面升高，入射角不变，折射角也不变，而光斑向左移动；第四空．从硬币发出的漫反射光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折，当光线射入人眼，人凭光直线传播的感觉，认为硬币在折射光线的反向延长线上，其实人看到的是硬币的虚像，比实际的位置要高．考点六：实验探究凸透镜成像规律【探究重点】做凸透镜成像实验时，为了保证成像在光屏的中央。应该调节蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一条直线上，并且在同一高度。无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大；像与物左右相反，上下相反；凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗；物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。【真题精讲】(2022·山东枣庄·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是()A．凸透镜的焦距是20cmB．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像。这与照相机的成像原理相同D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像【答案】B【解析】A．当物距等于二倍焦距时，凸透镜成等大像时，由图可知u=20cm=2f解得f=10cm，故A错误；B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，此时物距40cm，大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的缩小的实像，故B正确；C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，此时物距为18cm，等于一倍焦距而小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的放大的实像，这与投影仪的成像原理相同，故C错误；D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，此时物距为5cm，小于焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成的是虚像，不能在光屏上不成像，故D错误。故选B。【巩固训练】（2022·江苏南京·模拟预测）小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的：______；(2)如图所示，光屏上呈现一个清晰的像保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______移动，像的大小将变______；(3)小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小亮的观点______。【答案】确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央

左

变小

将蜡烛换成字母“F”的LED灯【解析】(1)[1]三心同高的目的是确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央。(2)[2][3]物远像近像变小，所以光屏左移，像变小。(3)[4]将蜡烛换成字母“F”的LED灯，光屏上可以呈现上下左右都相反的像，即可证明。(2021·浙江衢州市·中考真题)标有甲、乙两点的筷子放在空碗中如图1所示，向碗中加水至虚线处，观察到如图2所示场景，此时看到筷子上的甲点或乙点，光的传播路径正确的是()A． B．C． D．【答案】D【解析】光线是由筷子反射的，所以光线的传播方向从水中到眼睛，空气中折射角大于水中的入射角。故选D。关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是()A．凸透镜有两个实焦点B．经过凸透镜的光线一定会会聚于一点C．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点D．把一点光源放在焦点上，通过凸透镜后的光线一定平行于主光轴【答案】B【解析】A．根据凸透镜的特点可知，凸透镜有两个实焦点，故A正确，不符合题意；B．只有平行于凸透镜主光轴的光线才会会聚于焦点，故B错误，符合题意；C．平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点，即焦点，故C正确，不符合题意；D．根据光路的可逆性，点光源放在焦点上时，通过凸透镜的光线一定平行于主光轴，故D正确，不符合题意。故选B。物体放在凸透镜前10厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像．当物体距凸透镜8厘米时，所成的像(

)A．一定是倒立放大的实像 B．可能是倒立缩小的实像C．一定是正立放大的虚像 D．一定是放大的像【答案】D【解析】A．物体放在凸透镜前10cm处，那么物距，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像，根据凸透镜的成像规律可知，，即，整理可得，当时，物体距凸透镜8cm，成的是放大正立的虚像，A项不合题意；B．由上述可知，，，物距不可能大于两倍焦距，那么不可能成倒立缩小的实像，B项不合题意；C．当时，根据凸透镜的成像规律，，那么成倒立放大的实像，C项不合题意；D．由凸透镜的成像规律可知，当时，，成倒立放大的实像；当，，成正立放大的虚像；综上所述，都是放大的像，选项D符合题意．（2022·河南郑州·八年级期末）午后的西湖波光粼粼，迎着太阳，湖面上闪烁的阳光像跳跃的碎银般耀眼，这是阳光在湖面上发生________反射的现象；凭栏观鱼，鱼肥水碧，我们看到的“鱼”实际是光________（选填“从水到空气中”或“从空气到水中”）折射时形成的虚像，它与真正的鱼在水中的位置相比________（选填“较深”“较浅”或“深浅一样”）。【答案】镜面

从水到空气中

较浅【解析】[1]水面光滑，所以发生镜面反射。[2][3]水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，然后射入空气，折射光线向远离法线的方向偏折，所以我们看到的是变浅的鱼的虚像。（2022·河南安阳·八年级期末）如图所示，光线从一种介质射入另一种介质，MN是两种介质的分界面，其中一种介质是空气，则入角为_________º，折射角为_________º，MN的___________侧是空气（填“左”或“右”）【答案】

40

60

右【解析】[1]入射光线和折射光线应该在同一种介质中，所以MN左侧的两条光线为入射光线和折射光线；因为反射光线与界面夹角为50，所以反射角等于90−50=40又因为入射角等于反射角，所以入射角等于40；[2]已知折射光线与界面的夹角为30，所以折射角等于90−30=60[3]又因为折射角大于入射角，所以MN右侧为空气。（2022·江苏扬州·模拟预测）如图，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大，前者是由于光的__________形成的_____像（填“实”或“虚”）；后者是由于鱼缸的_______侧部分（填“左”或“右”）等效凸透镜而形成的_______像（填“实”或“虚”）．【答案】折射

虚

右

虚【解析】眼睛从A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，不是鱼的实际位置，而是由于光从水中进入空气中时发生折射，折射角大于入射角形成的，即光的折射形成的一个虚像；我们看到的另一条鱼变大，这是因为鱼缸的右侧部分相当于一个凸透镜，鱼在焦距以内，所以成一个正立放大的虚像．小秋在教室里调节如图所示的教学投影仪，使屏幕上出现了清晰的画面，此时贴有卡通头像的胶片通过凸透镜后成________(选填“放大”或“缩小”)的像。为了将屏幕上的画面调得再大一些，则小明的操作应当是增大投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜向________(选填“上”或“下”)移动。【答案】

放大

下【解析】[1]投影仪物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，所成的是放大、倒立的实像。胶片通过凸透镜后成放大的像[2]在凸透镜镜成像中，物近像远像变大，所以要让画面调得大一些，即所成的像变大，像距变大，物距变小，故应将凸透镜向下移动。（2022·四川乐山）日常生活中，不注意用眼卫生长期用眼疲劳就可能患上近视眼。近视眼成像于视网膜___________（选填“前”或“后”），为娇正视力需要佩戴___________（选填“凹”或“凸”）透镜。【答案】①前；②凹。【解析】[1]近视眼形成原因是长时间看近处的物体，晶状体变厚，折光能力变强，在视网膜前成像。[2]需要佩戴发散透镜，才能将像成在视网膜上，故需要佩戴凹透镜。(2021·山东潍坊市·中考真题)如图甲所示，一束光斜射人盛有水的容器中，在容器底形成光斑P1。保持光束和容器的位置不变，向容器中缓慢加水，光斑移到P2位置时，请在图中画出此时的折射光线及水面位置。【答案】【解析】光斑由P1向P2移动的过程中，入射光线的方向不变，则折射光线的传播方向也不变，那么经过P2的折射光线与经过P1的折射光线平行，所以过P2作平行于过P1的折射光线的射线，此线即水平上升后的折射光线，此折射光线与入射光线的交点即入射点，入射点所在的水平面即上升后的水面，所以作图如下：（2022·江苏无锡·模拟预测）如图，L表示凸透镜，MN为主光轴。O为光心，F为焦点。从S点发出两条光线，一条经过光心，另一条平行于主光轴，请在图中画出它们经凸透镜后的出射光线______。【答案】【解析】通过光心后传播方向不变，故将SO延长，并标上向下的箭头，平行于主光轴后，过焦点，故将折射点与焦点用实线连接，并标上向下的箭头，故如下图所示：如图一束光从空气斜射入平行玻璃砖(入射角为50°)后，再折射入空气。(1)图甲、乙两图中，符合光的折射规律的是图_____(填“甲”或“乙”)；(2)光从玻璃斜射入空气中的折射角_____50°(填“大于”、“小于”或“等于”)；(3)把一块长方体玻璃砖压在有“科学”两字的书上，则“科学”两字是_____。A．变浅的虚像B．变浅的实像C．变深的虚像D．变深的实像【答案】

甲

等于

A【解析】(1)[1]光由空气斜射进入玻璃砖，折射光线、入射光线在空气和玻璃砖两种介质中，折射角小于入射角；当光再由玻璃砖斜射进入空气时，折射角大于入射角，根据光路的可逆性，最后的出射光线与最初的入射光线平行，故甲图符合光的折射规律。(2)[2]因为最后的出射光线与最初的入射光线平行，已知一束光从空气斜射入平行玻璃砖(入射角为50°)后，再折射入空气，所以光从玻璃斜射入空气中的折射角等于50°。(3)[3]将一块玻璃砖压在书上，透过玻璃砖看书上的字，眼睛看到的是字的虚像，像的位置比实际位置偏高了，即变浅了，这是由于从玻璃射向空气的光线在玻璃界面处发生折射的缘故，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。（2022·江苏无锡·一模）（1）利用微信“扫一扫”功能，通过智能手机的摄像头扫描二维码（如图甲）可快速获取网络信息，手机摄像头相当于一个凸透镜，二维码到摄像头的距离应满足_____的条件．（2）如图乙所示，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像．将光屏移至刻度线10cm处，蜡烛向_____（远离/靠近）透镜方向移动，光屏上能再次成清晰的像．保持透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏位置交换，光屏上可观察到倒立_____的实像．【答案】

物距大于二倍焦距

靠近

缩小【解析】（1）凸透镜成像时，物距u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机．（2）物距变大，则像距变小，像变小；在光的折射中，光路是可逆的．(1)摄像头扫描二维码时相当于凸透镜，成倒立缩小实像，此时物距大于二倍焦距，即物体到摄像头的距离大于二倍焦距；(2)将光屏移至刻度线10cm处，像距变大，则物距应减小，蜡烛向靠近透镜方向移动，光屏上能再次成清晰的像，此时像距大于物距，成的是倒立、放大的实像；保持透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏位置交换，此时像距小于物距，成的是倒立缩小的实像．某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的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点的上方，Q点在S点的上方B．P点在S点的下方，Q点在S点的上方C．P点在S点的上方，Q点在S点的下方D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方【答案】B【解析】往池内注水，水面升至a位置时，射灯发出的发生折射，根据折射角大于入射角画出折射光线，P点如下图所示：水面上升至b位置时，光在水中沿直线传播，经水池侧壁反射后，光线从水中斜射向空气中，折射角大于入射角，折射光线远离法线，如图所示，我们在上方看起来，光斑的虚像在Q点，即Q在S的上方。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在距凸透镜24cm处，在透镜另一侧距透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是()A．光屏上所成的是倒立、放大的实像B．该透镜的焦距f一定满足8cm<f<12cmC．将点燃的蜡烛移至距透镜8cm处，不能观察到烛焰放大的虚像D．透镜位置不变，蜡烛和光屏位置互换，光屏上不能得到烛焰清晰的像【答案】B【解析】A．蜡烛距离凸透镜24cm时，在透镜的另一侧16cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立、缩小实像，故A错误；B．此时物体的位置在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即24cm>2f，2f>16cm>f解得8cm<f<12cm故B正确；C．将点燃的蜡烛移至距透镜8cm处，此时物距小于一倍焦距，可以能观察到烛焰放大的虚像，故C错误；D．光的折射现象中光路可逆，所以保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏位置互换，光屏上仍能得到清晰的像，故D错误。故选B。（2022·江苏南通·三模）在研究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛和透镜放在图所示的位置时，移动光屏到55cm刻度处，光屏上得到清晰的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到25cm刻度处，则以下判断正确的是（）①移动光屏，一定可以在屏上得到倒立放大的像②移动光屏，可能在屏上得到倒立缩小的像③移动光屏，再次成像的像距为30cmA．只有① B．①和② C．①和③ D．②和③【答案】C【解析】得到清晰的像时，物距为30cm，像距为15cm，满足当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像；即说明f<15cm，f<15cm<2f，即7.5cm<f<15cm若透镜位置不变，将蜡烛移到25cm刻度处，此时物距为15cm：①③根据光的可逆性，当像距为30cm时，满足当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，故①③正确；②由于不满足物距大于2倍焦距，故不能在屏上得到倒立缩小的像，故②错误。故选C。（2022·河南洛阳·八年级期末）如图所示，光在玻璃和空气的界面CD上同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（）A．入射角为60°，界面CD右侧是空气B．折射角为45°，界面CD右侧是玻璃C．入射角为30°，界面CD左侧是玻璃D．折射角为60°，界面CD左侧是空气【答案】C【解析】已知CD是界面，过入射点作出法线，如图所示：则由图可知则所以入射角为而则折射角为因折射角大于入射角，所以CD的右边是空气，左边是玻璃，故C正确，ABD错误。故选C。如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是()A．光屏和透镜不动将蜡烛适当远离透镜B．将光屏适当远离凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜C．蜡烛和透镜不动将光屏适当靠近透镜D．透镜不动光屏和蜡烛同时适当远离透镜【答案】C【解析】近视镜片属于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上时，凸透镜所成的像会后移；拿走近视镜片后，蜡烛烛焰的像成在光屏的前面，即凸透镜所成的清晰的像应该在光屏和透镜之间，所以应将光屏向靠近透镜方向移动；根据凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大，即光屏和透镜不动，也可将蜡烛适当靠近凸透镜，才能在光屏上得到清晰的烛焰的像。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。“九寨沟”的镜海中有着“鱼在天上飞，鸟在水中游”的美境奇观，这水中画面的“鱼”是由于光的___________形成的___________像，“鸟”是由于光的___________形成的___________像。(选填“虚”或“实”)【答案】

折射

虚

反射

虚【解析】[1][2]“鱼在天上飞”，鱼反射的光线经过水面的折射进入人眼，是由光的折射形成的虚像。[3][4]“鸟在水中游”，鸟和人都处在同一种介质中，鸟反射的光线经过水面的反射进入人眼，是由光的反射形成的虚像。（2022·江苏扬州·二模）诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了______所成的像，太阳实际在图中______（选填“甲”或“乙”）的位置。人眼所看到的太阳是______（选填“实”或“虚”）像。【答案】

折射

乙

虚【解析】[1][2][3]太阳落山时，太阳的实际位置在地平线下面，但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射，通过折射我们看见了太阳的虚像（即观察到的落日），此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。（2022·江苏省锡山高级中学实验学校一模）如图（a）所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，将试管水平固定在白纸上方，并使光线竖直向下照射到试管上，观察试管下方的白纸，发现呈现在白纸上的竟是一条与试管平行的亮线，而在与空气泡相对应的位置上，则是一个橄榄形的黑影如图（b）所示。原来，试管中充满水的部分相当于________透镜，而试管上空气泡所处的位置相当于一个________透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化________？（选填“不变”、“一直变粗”、“一直变细”、“先变粗后变细”或“先变细后变粗”）【答案】

凸

凹

先变细后变粗【解析】[1]圆柱型试管充满水的地方，中间比边缘厚，是水凸透镜，凸透镜对光线有会聚的作用，会聚成一条亮线。[2]由于气泡的存在，气泡周边的水形成中间薄、边缘厚的凹透镜，凹透镜对光线有发散的作。[3]亮线的位置相当于焦点的位置，如果把白纸从靠近试管向下移动过程中，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗，是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。（2022·河南驻马店·八年级期末）如图，一束光从截面为直角三角形的玻璃砖AB面垂直射入，请画出光束进入玻璃砖并从玻璃砖AC面射出的光路。【答案】【解析】光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变；当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线。如图所示：(2020·湖南衡阳·中考真题)如图所示，请补充平面镜的入射光线和透镜的折射光线，完成光路图。【答案】。【解析】经过入射点作出法线，因为反射光线与镜面的夹角是，所以反射角为根据反射角与入射角相等作出入射光线；反射光线是平行于凸透镜的主光轴，经过凸透镜后折射光线过焦点，如图所示：（2022·江苏无锡·二模）如图甲所示，水平光具座上处放置蜡烛、处放置光屏，将图乙、丙、丁的装置放置在光具座上之间。(1)图__装置在间移动过程中光屏上都能呈现清晰的烛焰像；图乙装置从移向的过程中所成像的大小__；(2)将图丁装置放置在光具座40cm处，恰好在光屏上得到了清晰的烛焰像，将凸透镜移至__cm度线处，也能在光屏上呈现清晰的像；将蜡烛再远离凸透镜一些，这时光屏应向__（“左”或“右”）移动，才能再次获得清晰的像，如果不移动光屏，在凸透镜前放一合适的__（选填“凸透镜”、“凹透镜”或“平板玻璃”）能在光屏呈现。【答案】丙

不变

60

左

凹透镜【解析】(1)[1][2]由图可知，乙是有色玻璃被，丙是小孔，丁是凸透镜，小孔成像可以成倒立的实像，图丙装置在间移动过程中光屏上都能呈现清晰的烛焰像；平面镜成正立等大的虚像，物与像大小相等，图乙装置从移向的过程中所成像的大小不变。(2)[3][4][5]将图丁装置放置在光具座的刻度线处，恰好在光屏上得到了清晰的烛焰像，此时物距，，，根据光的折射具有可逆性，，将凸透镜移至的刻度线处，也能在光屏上呈现清晰的像；将蜡烛再远离凸透镜一些，根据物远像近像变小，这时光屏应向左移动，才能再次获得清晰的像；如果不移动光屏，为了使光线会聚在光屏上，光线就得发散一些，在凸透镜前放一合适的凹透镜，像也能在光屏呈现。（2022·江苏·江阴初级中学一模）小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。（1）为了测出所用凸透镜的焦距，小明将透镜对着太阳，如图甲所示，移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点，测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是_________，改正错误后，小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm；（2）测出焦距后，他们将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，接下来他们应进行的操作是：________，然后点燃蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使得烛焰中心、光屏中心在凸透镜的_________；（3）当烛焰离凸透镜较远时，调节光屏到透镜的距离，当烛焰在光屏上成清晰的像时，位置如图乙所示，此时光屏上成倒立的_______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；如果固定蜡烛和光屏的位置不变，只要将凸透镜移到______cm刻度线处，光屏上能再次成一个清晰的像，若此时取下光屏，其它条件不变，则烛焰通过透镜________（选填“不能”或“仍能”）成像。（4）实验完成之后，小明将小红的眼镜放在烛焰与凸透镜之间，如图丙所示，使烛焰在光屏上成清晰的像，移去眼镜，光屏上的像变模糊了。小明将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后，光屏上的像再次清晰，则小红同学的眼镜为_________（选填“近视”或“远视”）眼镜，该眼镜对光具有________（选填“发散”或“会聚”）作用。【答案】凸透镜没有正对太阳光

将蜡烛和光屏向透镜靠拢

主光轴上

缩小

35

仍能

远视

会聚【解析】（1）[1]根据凸透镜对光线的会聚作用可知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于一点，这个最小最亮的点就是焦点，所以实验中应使凸透镜正对着太阳光。（2）[2][3]为了使蜡烛的像成在光屏的中央，应该使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度上，为方便调节，接下来将蜡烛和光屏向凸透镜移近靠拢，然后点燃蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使得烛焰中心、光屏中心在凸透镜的主光轴上，这样烛焰的中心，凸透镜的光心和光屏的中心就在同一高度上。（3）[4][5]由图乙可知，此时的物距为30.0cm，像距为15.0cm，物距在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；根据光路可逆可知，当物距为15.0cm时，像距为30.0cm，此时成倒立、放大的实像，即将凸透镜移至35cm刻度线处时，光屏上再次出现清晰的像。[6]当将蜡烛移到35cm刻度线处时，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，调节光屏，在光屏上能成倒立放大的实像，此时取下光屏，其它条件不变，则烛焰通过透镜仍能成像。（4）[7][8]小明将小红同学的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，使烛焰在光屏上成清晰的像，移去眼镜，光屏上原来清晰的像变得模糊了，将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后，光屏上的像再次清晰，说明这个眼镜对光有会聚作用，使光提前会聚成像了，根据凸透镜对光线的会聚作用可知，该眼镜为凸透镜，凸透镜可以矫正远视眼。（2022·河南许昌·八年级期末）为了观察光的直线传播，将一束单色光从玻璃槽的外侧由左侧倾斜向上射入盐水中，但光在盐水中并不是沿着直线传播，而是发生了弯曲，如图所示。这是由于（）A．光从空气到玻璃发生了折射B．盐水不均匀使光发生了弯曲C．光发生了色散D．光从玻璃到盐水发生了折射【答案】B【解析】玻璃槽中盐水不均匀了，越深密度越大，光在不均匀的盐水中会发生折射现象，因此光在盐水中并不是沿着直线传播，而是发生了弯曲。故选B。（2022·江苏无锡·二模）如图，向右匀速行驶的动车桌面上有杯水，一束光斜射到水面上，保持人射光方向不变。动车减速时（）A．入射角不变，折射角不变 B．入射角变小，折射角变小C．入射角变大，折射角变大 D．入射角变大，折射角变小【答案】C【解析】动车减速，杯中水由于惯性还要保持原来的运动状态，所以杯中水面向前倾斜，入射光的方向不变，所以入射角变大，折射角随入射角变大而变大，故ABD错误；C正确。故选C。（2022·江苏·创新外国语学校一模）小明同学在探究凸透镜成像规律时，把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置，移动光具座上的光屏得到一清晰像（光屏未画出），则该透镜的焦距可能是（）A．10cm B．20cm C．30cm D．40cm【答案】A【解析】蜡烛在光屏上成的像是实像。当物体距凸透镜大于凸透镜一倍焦距时，即可通过凸透镜成实像。此时，蜡烛与凸透镜的距离为30cm，所以，此实验中，凸透镜的焦距是小于30cm的，10cm、20cm都是有可能的。若其焦距为10cm，此时物距大于二倍焦距，则像距小于二倍焦距且大于一倍焦距，即光屏位置在标尺的70～80cm刻度线之间；若其焦距为20cm，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，则像成在二倍焦距以外，即像与透镜的距离大于40cm。但透镜到光具座右端的距离只有40cm，此时像成在光具座右端以外了。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。（2022·江苏苏州·三模）在探究凸透镜成像规律的实验成像规律中，将蜡烛放在凸透镜前适当位置，调节光屏位置得到凊晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，则该镜片（）A．是凹透镜，属近视眼镜

B．是凹透镜，属远视民镜C．是凸透镜，属近视眼镜 D．是凸透镜，属远视眼镜【答案】D【解析】由题意知，把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，说明眼镜片对光线有会聚作用，使像呈现在光屏的前侧，所以该镜片是凸透镜，属远视眼镜，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。（2022·河南周口·八年级期末）一潜水员站在岸边，看到清澈的海水中自己的倒影，当他慢慢蹲下靠近海水时，他看到海水中自己的脸的大小______（选填“变大”“变小”或“不变”）；当潜水员潜入清澈的海水中，看海面上方飞翔的海鸥，潜水员将看到______（选填“变高”或“变矮”）了的海鸥的虚像。【答案】不变

变高【解析】[1]清澈的海水相当于平面镜，由于光的反射，水面外的物体会通过镜面形成正立、等大的虚像。所以水中的“倒影”属于平面镜成像现象，他看到海水中自己的脸的大小不变。[2]水中潜水员看海面上方飞翔的海鸥，是海鸥反射的光斜射到水面时，发生折射进入水中后靠近法线，进入潜水员眼睛，而潜水员逆着光的传播方向看上去形成的虚像，所以比实际位置高，故潜水员将看到变高了的海鸥的虚像。(2021·云南昆明市·中考真题)如图是池塘上方警示牌和它在水中“倒影”的两幅照片：(1)图甲中的倒影没有牌子本身明亮，这是由于______；(2)由于刮风，图乙中的水面有涟漪，倒影有些模糊，这是由于光发生了______。【答案】从牌子到水面的光线一部分光折射进入水中，一部分光反射进入人眼漫反射【解析】(1)[1]人眼感觉是否明亮与进入人眼的光线强度(多少)有关，人看牌子是牌子反射的光线直接进入人眼，而从牌子到水面的光线会一部分折射进入水中，一部分反射进入人眼中，人眼接到的光线偏少，会觉得反射形成的虚像偏暗。(2)[2]无风时，水面像平面镜，成像清晰，刮风时，水面有涟漪，不再平整，形成漫反射，倒影会有些模糊。（2022·湖北十堰）在“预防溺水”主题班会课上，主持人小明用光路图来解释“水池变浅”的道理：池底A点射出的光线经过水面折射进入B点的人眼，C点是人眼看到的池底A点像的位置。请你在图中画出入射光线、折射光线，并标出折射角r。【解析】由题意可知，C点是人眼看到的池底A点的像，所以连接BC，BC与液面的交点设为O点，即O点为入射点，OB为折射光线，过O点作垂直液面的一条虚线，即法线，连接AO，即入射光线，折射光线OB与法线的夹角即为折射角，标出r，如图所示：（2022·云南省）小华偶然间整直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。（1）他想光斜射时才发生偏折，才会出现“池底变浅”现象,那么光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗？上述过程在科学探究中做___________（选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”）。（2）①联想到“平面镜成像”找像位置的方法，于是他按如图所示将玻璃砖紧贴物体摆