初中物理八年级上册专题突破讲义（人教版）专题06 光现象和透镜成像规律综合分析（解析版）

专题06光现象和透镜成像规律综合分析（解析版）考点导航解题方法与技巧1、常见的四种光现象包括:光的直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象和光的色散现象。2、区分两种“影”:（1）物体在地面上的“阴影”是光的直线传播现象。（阴影是光在直线传播的过程中遇到不过透明物质时，在其背面形成的阴暗区。同一物物体在不同条件下形成的影子大小不同）（2）物体在水面上的“倒影”是光的反射现象。3、区分与“水”有关的现象的方法：分析光的传播路径，结合定义进行判断。若光在同种介质中传播，例如只是在水面上传播方向发生改变，则属于光的反射现象；若光在水和其他介质中传播，则属于光的折射现象。4、小孔成像成的是倒立的实像，像的大小会随物体和光屏到小孔的距离的改变而改变。5、探究影子大小的影响因素和小孔成像的特点应利用控制变量法。6、凸透镜成像规律的理解：（1）焦距分界：二倍焦距处是成放大的实像与缩小的实像的分界点；一倍焦距处是成实像与虚像的分界点；可以概括之为“二倍焦距分大小，一倍焦距分虚实”。（2）动态特性：同一凸透镜成实像时，物体离焦点越近，像越远，像越大；物体离焦点越远，像越近，像越小；可以概括为“物近像远像变大，物远像近像变小”。7、凸透镜成像规律共有5条，每条均包含了物距u、像距v、像的特点、规律应用等信息，解题时,只有根据题干提供的文字或图片，从中获取物距u、像距v、像的特点、规律应用等信息，找到试题考查的相应规律，方可成功解题。典例分析【考点1与“影”有关的光现象】【典例1】（2023秋•长沙期中）沈括在《梦溪笔谈》中记述到“若鸢飞空中，其影随鸢而移”（图甲），而在纸窗上开一个小孔，使鸢的影子呈现在室内纸屏上，却观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”（图乙），则下列说法正确的是（）A．甲图是影的形成，与日食的形成原理不同 B．甲图的原理是光的直线传播 C．乙图是小孔成像，与甲图的原理不相同 D．乙图中“鸢”一定比“影”小【答案】B【分析】（1）小孔成像是光的直线传播的实例；（2）影子的成因是光的直线传播形成的，因为光被挡住了，没有光的区域才变暗，这就是影子的成因。【解答】解：A、沈括观察到“鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动”是影子的成因，是光的直线传播形成的，与日食的形成原理相同，故A错误；BC、在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上，观察到“鸢东则影西，鸢西则影东”其实就是小孔成像的特点：倒立的实像，小孔成像是由光的直线传播形成的，与甲的原理相同都是光的直线传播现象，故B正确、C错误；D、小孔成像所成的是一个倒立的实像，像的大小与屏到空的距离有关，故D错误。故选：B。【典例2】（2023秋•巨野县期中）下列与“影”相关的光现象中，由光的反射形成的是（）A．曹州古城永安塔在湖中的倒影 B．小孔成像形成的倒影 C．灯光下人手在墙上形成的手影 D．月光下的人影【答案】A【分析】1、光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；2、当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，例如：平面镜成像、水中倒影等；3、当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。【解答】解：A，曹州古城永安塔在湖中的倒影，是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故A符合题意；B、小孔成像形成的倒影，由于光的直线传播形成的，故B不符合题意；C、灯光下人手在墙上形成的手影，由于光的直线传播形成的，故C不符合题意；D、月光下的人影，由于光的直线传播形成的，故D不符合题意。故选：A。【典例3】（2023秋•连江县期中）连江县“含光廊桥”是目前为止全省最长的人行廊桥。廊桥的设计采用上承式仿古木廊桥，举目远眺，敖江两岸风光一览无余。桥下水深为10m，中间阁楼为两层设计，楼顶距离水面24m，则楼顶的“倒影”距离水面24m；若江水上涨了0.5m，则该楼顶与其对应的“倒影”相距47m；“倒影”的大小将不变（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】24；47；不变。【分析】倒影属平面镜成像现象，所以所成的像是虚像，其原理是光的反射，根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像与平面镜的距离等于物体与平面镜的距离，物像等大。【解答】解：倒影属平面镜成像现象，其原理是光的反射，根据平面镜成像特点可知像距与物距相等，已知楼顶距离水面（物距）24m，所以该“倒影”距离水面（像距）也为24m。若江水再上涨0.5m，此时楼顶距离湖面（物距）24m﹣0.5m＝23.5m，该“倒影”距离水面（像距）也为23.5m.则楼顶与其对应的“倒影”相距23.5m+23.5m＝47m。根据平面镜成像原理可知，物体在平面镜中成虚像，并且像与物体等大，像的大小将不变。故答案为：24；47；不变。【典例4】（2023•裕华区校级二模）“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥。”是唐代张志和的词句。在平静湖面上方，一只白鹭水平滑翔。若以白鹭为参照物，它在水中的“倒影”是静止（选填“运动”或“静止”）的，白鹭的“倒影”是由于光的反射而形成的。如图A点表示白鹭的位置，请在图中画出光从白鹭经水面反射进入人眼的光路图。【答案】静止；反射；见解析【分析】在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止；倒影是由光的反射形成的；根据平面镜成像的特点作图。【解答】解：以白鹭为参照物，像与白鹭间没有位置的变化，故它在水中的“倒影”是静止的。白鹭的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射而形成的虚像。由题可知，A点表示白鹭的位置，平面镜成像时，像与物体关于镜面对称，据此画出白鹭的像A'，连接人的眼睛和A'，则连线与水面的交点为反射点（入射点）O，连接AO为入射光线、连接O和眼睛可得反射光线，如图所示：。故答案为：静止；反射；见解析。【考点2小孔成像】【典例5】（2023秋•西湖区期中）墨子是最早发现并完成小孔成像实验的人。如图，关于此实验说法正确的是（）A．小孔成像利用了光的直线传播 B．小孔成像成的是虚像 C．孔越大，成像也就越大 D．小孔的形状会影响成像的形状【答案】A【分析】由于光是沿直线传播的，所以小孔成的像都是倒立的；小孔成的像不但与物体的大小有关，还与物体与小孔的距离有关；小孔成像的形状与小孔的形状无关，据此解答。【解答】解：A．小孔成像是光的直线传播形成的，故A正确；B．小孔所成的像都是倒立的实像，故B错误；C．小孔成的像与孔的大小无关，与物体的大小和物体与小孔的距离有关，故C错误；D．小孔所成的像与物体的形状有关，与小孔的形状无关，故D错误。故选：A。【典例6】（2023秋•启东市期中）利用如图所示的装置探究小孔成像的规律，下列说法正确的是（）A．将小圆孔变为小方孔，屏上的像形状改变 B．小孔稍许靠近屏，屏上像会变大 C．随着蜡烛燃烧变短，屏上的像会上移 D．遮住小圆孔上半部分，屏上像的下半部分将缺失【答案】C【分析】在小孔成像现象中，物体经小孔成的像的形状由物体决定，像的形状与物体的形状相同，与孔的形状无关；小孔所成像的大小与物体的大小、物到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关；小孔所成的像是倒立的实像。【解答】解：A、像的形状与物体的形状相同，与孔的形状无关，所以改变小孔的形状，屏上像形状不变，故A错误；B、小孔稍许靠近屏，屏上像会变小，故B错误；C、随着蜡烛燃烧变短，屏上的像会上移，故C正确；D、遮住小圆孔上半部分，像的形状不变，故D错误。故选：C。【典例7】（2023秋•郫都区校级期中）某兴趣小组做小孔成像的实验，他们自制了一个简易针孔照相机，如图所示，将其水平放置，在左侧固定一支点燃的蜡烛，蜡烛发光时，可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的实像（选填“实”或“虚”）。若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。（选填“变化”或“不变”）【答案】实；不变。【分析】小孔成像原理是光的直线传播，像的性质是倒立实像，可以是放大的，也可以是缩小的或等大的，像的形状与小孔形状无关，由物体形状决定。【解答】解：小孔成像是由于光的直线传播形成的，小孔成像是倒立实像，所以在塑料薄膜上看到蜡烛倒立的像；若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变。故答案为：实；不变。【典例8】（2023秋•黄浦区期中）《墨经》记载了2400年前，墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验，小孔成的像可以用光的直线传播解释（此空选填“光的直线传播”、“光的反射”、“光的折射”），所成的像与小孔的形状无关（此空选填“有关”或“无关”）。晴天的中午，在茂密的大树下常常可以看到许多圆形的光斑，这些光斑是太阳的像（此空选填“影子”或“像”）。【答案】光的直线传播；无关；像。【分析】光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；小孔所成的像与物体本身形状相似。【解答】解：光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像所成的像的形状与孔的形状无关，与物体形状有关。太阳发出的光沿直线传播，经过树叶间的缝隙在地面上形成圆形光斑，是小孔成像现象，小孔成像是光的直线传播形成的，地面上的光斑实际上是太阳的像。故答案为：光的直线传播；无关；像。【考点3常见光学设备与凸透镜成像规律】【典例9】（2022春•辉县市月考）把投影仪上的平面镜（反光镜）取下，投影片放到载物台上。调整镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。关于投影仪，下列说法不正确的是（）A．投影仪的镜头相当于一个凸面镜 B．投影仪上的平面镜可以改变光路 C．载物台上的投影片必须倒着放置 D．天花板上的像是放大的实像【答案】A【分析】凸透镜成像的四种情况：u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机。u＝2f，成倒立、等大的实像，v＝2f，一般求凸透镜的焦距。2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪。u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。【解答】解：AD．投影仪的镜头是一个凸透镜，成像原理利用的是当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像，故A错误，D正确；B．投影仪上的平面镜会对光线进行反射，可以改变光路，故B正确；C．投影仪成的是倒立、放大的实像，因此载物台上的投影片必须倒着放置，故C正确。故选：A。【典例10】我校教师运用了人脸识别系统签到，老师们站在机器前0.5m～1.2m处时，安装在墙上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速核对。由此判断，人脸识别系统的摄像机的镜头（）A．相当于凸透镜，焦距可能为0.4m B．相当于凸透镜，焦距可能为0.1m C．相当于凹透镜，焦距可能为0.4m D．相当于凹透镜，焦距可能为0.1m【答案】B【分析】人脸识别系统的摄像机利用的是凸透镜成实像的原理，相当于照相机，利用的照相机的成像原理，物体一般都是在二倍焦距以外，成像是缩小、倒立的实像，这样有利于捕捉目标。【解答】解：人脸识别系统的摄像机的镜头凸透镜，且所成的像应是缩小、倒立的实像，人到镜头的距离应大于二倍焦距，即0.5m＞2f，解得f＜0.25m，所以B选项正确。故选：B。【典例11】（2022秋•舒兰市期末）清晨，草地或树木上的露珠下面的叶脉看起来比较大，这是露珠产生放大镜功能的结果，形成了正立（填“正立”或“倒立”）的虚像（填“虚”或“实”）。【答案】正立；虚【分析】圆形的透明的露珠，相当于一个凸透镜，利用凸透镜成像的规律即可知道露珠下面的草木叶脉为什么变大更加清晰。【解答】解：圆形透明的露珠相当于一个凸透镜，草木的叶脉距离透镜很近，小于一倍焦距，根据凸透镜成像规律可知：叶脉在这个“凸透镜”下成正立放大的虚像，即叶脉看起来比较大，这是露珠产生放大镜功能的结果，形成了正立。放大的虚像。故答案为：正立；虚。【典例12】（2022•偃师市校级模拟）如图所示是南昌海昏侯博物馆“刘充国印”的展台，透过上方镜能看到放大的印章，这属于光的折射现象；通过下方镜能看到印章底部的字，这属于光的反射现象。【答案】折射；反射。【分析】（1）凸透镜成像属于光的折射现象；当物体放在焦点之内时，会在凸透镜的同一侧成正立放大的虚像。放大镜正是应用了凸透镜成放大、正立、虚像的原理；（2）平面镜成像属于光的反射现象，平面镜成像特点：物体在平面镜成虚像；物像大小相等。【解答】解：（1）上方镜是放大镜，透过上方镜能看到放大的印章，这属于光的折射现象；（2）下方镜是平面镜，通过下方镜能看到印章底部的字是属于平面镜成像，是利用光的反射现象。故答案为：折射；反射。【考点4凸透镜成像的“动态”规律】【典例13】（2023•霍林郭勒市校级三模）在做“探究凸透镜成像规律”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。下列说法中不正确的是（）A．照相机成像原理与图中成像的原理相同 B．此凸透镜的焦距范围是15cm＜f＜30cm C．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜 D．蜡烛不动，换一个焦距更小的凸透镜，将光屏缓慢靠近凸透镜，可以在光屏上重新得到清晰的像【答案】B【分析】由图分别读出物距和像距的大小，再根据凸透镜成像规律逐一判断。【解答】解：由图可得物距u＝40.0cm，像距v＝30.0cm，u＞v此时光屏上出现清晰的像，故u＞2f，f＜v＜2f，此时成倒立缩小的实像，应用是照相机；A、照相机成像原理与图中成像的原理相同，故A正确；B、u＝40.0cm＞2f，f＜v＝30.0cm＜2f，则15.0cm＜f＜20.0cm，故B错误；C、将蜡烛远离凸透镜，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜，故C正确；D、蜡烛不动，换一个焦距更小的凸透镜，为了重新得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜，故D正确。故选：B。【典例14】（2023•乐山模拟）把烛焰放在凸透镜主轴上离透镜中心40cm处，在透镜另一侧距透镜30cm的光屏上得到烛焰清晰的像，此透镜焦距的范围是（）A．30cm＜f＜40cm B．15cm＜f＜30cm C．15cm＜f＜20cm D．20cm＜f＜30cm【答案】C【分析】凸透镜成像时，得到的实像都是倒立的，已知物距大于像距，根据物距和像距列出不等式，解不等式得出结果。【解答】解：蜡烛距离凸透镜40cm时，在透镜的另一侧30cm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；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40cm＞2f；2f＞30cm＞f，解得：15cm＜f＜20cm，故选：C。【典例15】（2022秋•姑苏区校级月考）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像，请回答下列问题。（1）在光屏上呈现烛焰倒立（正立/倒立）放大（放大/缩小）的实（实像/虚像）。（2）蜡烛和光屏不动，向右（左/右）移动凸透镜到刻度55cm处时，可以再次得到清晰的缩小（放大/缩小）的像，此时与照相机（照相机/投影仪/放大镜）的原理相类似。（3）该凸透镜的焦距范围为：9cm＜f＜11.5cm。【答案】（1）倒立；放大；实；（2）右；55；缩小；照相机；（3）9；11.5【分析】（1）凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像；（2）凸透镜成实像时，光路是可逆的；凸透镜成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；（3）v＞2f，f＜u＜2f，成倒立、放大的实像。【解答】解：（1）由图可知，此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像；（2）蜡烛和光屏不动，根据光路可逆可知，当向右移动凸透镜到刻度55cm处时，此时的物距变为原来的像距，可以再次得到清晰的倒立、缩小的实像，此时与照相机的原理相类似；（3）根据图像可知，v＝23cm＞2f，f＜u＝18cm＜2f，解得：9cm＜f＜11.5cm。故答案为：（1）倒立；放大；实；（2）右；55；缩小；照相机；（3）9；11.5。【典例16】（2021•盐城模拟）如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，移动光屏至适当位置，光屏上呈现一个倒立、缩小的实像，则透镜焦距的范围为10.0cm＜f＜20.0cm。生活中的照相机（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是应用了这样的成像规律。【答案】见试题解答内容【分析】物距大于二倍焦距时，成的是倒立缩小的实像，其应用是照相机；根据图象读出像距的大小，根据f＜v＜2f求出焦距的取值范围。【解答】解：蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，移动光屏至适当位置，光屏上将会呈现一个倒立、缩小的实像，其应用是照相机；由图可知，此时的像距为：60.0cm﹣40.0cm＝20.0cm；物距大于二倍焦距，则f＜v＜2f，f＜20.0cm＜2f，则10.0cm＜f＜20.0cm。故答案为：缩小；10.0cm＜f＜20.0cm；照相机。【考点5眼睛与凸透镜成像规律】【典例17】（2023•平顶山二模）如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（）A．晶状体凸度变小，焦距变短 B．晶状体凸度变小，焦距变长 C．晶状体凸度变大，焦距变短 D．晶状体凸度变大，焦距变长【答案】C【分析】眼睛的晶状体是一个焦距可调凸透镜，眼睛通过睫状体来改变晶状体的凸度：当睫状体放松时，晶状体凸度变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体凸度变大，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大。【解答】解：当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），此时的物距变小，像距会变大，像成在视网膜的后面，为了使近处物体成像在视网膜上，需要增大眼睛晶状体对光的偏折能力，即要增大晶状体的凸度，使得焦距变短，故C正确。故选：C。【典例18】（2022秋•永春县校级期末）把一副眼镜放在太阳光下，在地面上看到如图的情形，关于该眼镜镜片的类型和可以矫正的视力缺陷，下列说法正确的是（）A．凸透镜，可以矫正远视眼 B．凸透镜，可以矫正近视眼 C．凹透镜，可以矫正远视眼 D．凹透镜，可以矫正近视眼【答案】A【分析】凸透镜和凹透镜的区分：（1）边缘薄、中间厚的凸透镜，边缘厚、中间薄的凹透镜；（2）对光起会聚作用的是凸透镜，对光起发散作用的是凹透镜；（3）远视眼是晶状体会聚能力减弱，使像成在了视网膜的后面，需要配戴凸透镜进行矫正。【解答】解：由图可见，阳光通过眼镜形成的光斑中间较亮，对光线起会聚作用，因此是凸透镜。远视眼所成的像在视网膜的后方，为了使像正好呈在视网膜上，应使光线提前会聚，使所成的像相对于晶状体前移，所以应配戴会聚透镜即凸透镜。故A正确、BCD错误。故选：A。【典例19】（2022秋•五华区期末）小明将爸爸戴的眼镜取下来放在书前，看到了如图所示的现象，由此可知小明爸爸的眼睛是近视眼（选填“正常眼”“近视眼”或“远视眼”）；小明爸爸不戴眼镜看近处物体时，像不能（选填“能”或“不能”）成在视网膜上。【答案】近视眼；不能【分析】（1）凸透镜对光有会聚作用，可做放大镜使用，可矫正远视眼；凹透镜对光有发散作用，成缩小的像，可矫正近视眼；（2）近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处一点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了.【解答】解：读图可知小明将爸爸戴的眼镜使物体缩小，应该是凹透镜，故凹透镜可以矫正近视眼，由此可知小明爸爸的眼睛是近视眼；近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，小明爸爸不戴眼镜看近处物体时，晶状体所成的像在视网膜的前面。故答案为：近视眼；不能。【典例20】小明用同种材料制成的三个大小相同的凸透镜A、B、C用于演示人眼在正常、近视和远视状况下晶状体对光线的改变情况。让一束平行光分别通过它们后的光路情况如图，它们中A的焦距最大，C的焦距最小。其中A表示远视眼、B表示正常、C表示近视情况下晶状体对光线的改变情况（填正常、近视和远视眼）。在不正常的眼睛前方画出矫正需要配戴的眼镜镜片的大致形状，在正常眼睛情况时的图上用笔画线标出焦距。【答案】A；C；远视眼；正常；近视；图见解答。【分析】（1）焦点到透镜光心的距离叫做焦距；（2）远视眼的成因是只能看清远处的物体，看不清近处的物体，晶状体太薄，折光能力太弱，来自远处点的光会聚在视网膜后；（3）近视眼可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正；远视眼可通过凸透镜对光线的会聚作用进行纠正。【解答】解：（1）焦点到透镜光心的距离叫做焦距，由图可知，A的焦距最大；C的焦距最小；（2）远视眼的折光能力弱，近视眼的折光能力强，所以A表示远视眼；B表示正常；C表示近视；（3）远视眼用凸透镜矫正，近视眼用凹透镜矫正，焦点到透镜光心的距离为焦距，用f表示，如下图：A；C；远视眼；正常；近视；图见解答。巩固训练1．（2022秋•重庆期末）2022年北京冬奥会期间，北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材，精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》，如图所示。如图所示情境中，与皮影戏原理相同的是（）A．剧院水中的“倒影” B．对着镜子画脸谱 C．激光束引导掘进机 D．看见不发光的物体【答案】C【分析】首先明确皮影利用了光在同一种均匀介质中沿直线传播；再对照选项中的图片和描述，逐项分析，看哪一个的原理与皮影的原理相同，据此分析作答。【解答】解：皮影戏利用了光线在同种均匀介质中沿着直线传播，当光线照射到不透明物体时，就会被挡住，从而形成一片相对较暗的区域，这也就是影子；A.剧院水中的“倒影”，利用了光的反射，故A错误；B.对着镜子画脸谱，利用了平面镜成像，故B错误；C.激光束引导掘进机，利用了光的直线传播，故C正确；D.看见不发光的物体，利用了光的反射，故D错误。故选：C。2．（2023秋•江汉区期中）唐诗宋词璀璨夺目，蕴含丰富的光学知识。如“举杯邀明月，对影成三人”，描述李白月下独酌，顾观地上己影，俯看杯中自己。从物理学来看，关于“地上己影”和“杯中自己”的描述。下列说法正确的是（）A．都是光的直线传播形成的 B．都是光的反射形成的 C．“地上己影”是光的直线传播形成的，是虚像 D．“杯中自己”是光的反射形成的，是虚像【答案】D【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等；光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的。【解答】解：“举杯邀明月，对影成三人”中的一人是饮酒者本人，一“人”是人在地面上形成的影子，它是沿直线传播的光被不透明的人挡住，在人后面的地面上光照不到的地方形成的影子；另一“人”是杯中的“人”，酒面相当于一个平面镜，人在这个平面镜中成像，即平面镜成像，它是由光的反射形成的人的虚像；故D正确。故选：D。3．（2022秋•雁塔区校级期末）如图，在小孔成像的实验中，把小孔做成一条狭窄的缝隙对着太阳，则在右边的光屏上将看到太阳的像是（）A．条形的 B．圆形的 C．方形的 D．根本不能成像【答案】B【分析】依据光的直线传播原理，小孔成的像是倒立的实像，与物体的形状相同，与小孔的形状无关。【解答】解：小孔成像是由于光的直线传播形成的，物体经过小孔成的像是倒立的实像，而不是光斑，像的形状与物体相同，而与小孔的形状无关。故选：B。4．（2023秋•中山区期中）如图所示，小明在学习光学知识之后，自己动手做小孔成像实验，下列关于小孔成像说法中正确的是（）A．像的形状决定于小孔的形状 B．小孔成像，像一定是比原物放大的 C．小孔成像，可以成实像，也可以虚像 D．小孔成像，像和物上下颠倒，左右也颠倒【答案】D【分析】小孔成像的原理是光沿直线传播，小孔成像的形状和孔的形状无关，与物体的形状有关；成像的大小与像到小孔的距离、物到小孔的距离有关。【解答】解：A、小孔成像中像的形状与孔的形状无关，故A错误；B、小孔所成像的大小与小孔到光屏的距离、物体到小孔的距离有关，所以可能比原物大，也可能比原物小，故B错误；C、小孔所成的像为倒立的实像，故C错误；D、小孔成像是光的直线传播形成的，物体上部发出或反射的光，通过小孔后照射到了光屏的下部，下部的光照到了上部，物体左边发出或反射的光通过小孔后射到了光屏的右边，右边的光射到了左边，所以小孔成像，像和物上下颠倒，左右也颠倒，故D正确。故选：D。5．（2021秋•翠屏区期末）如图所示是学校在新冠疫情期间测温棚里使用的红外线测温仪，它既能测温，也能摄像，其镜头相当于照相机镜头，它正常工作时所成像的性质是（）A．正立放大的虚像 B．倒立缩小的实像 C．倒立放大的实像 D．正立等大的虚像【答案】B【分析】摄像机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，当u＞2f时，凸透镜才成倒立、缩小的实像。【解答】解：摄像机的镜头是一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，利用了当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成。故选：B。6．（2022秋•电白区期末）一位集邮爱好者在拿着放大镜仔细查看一张邮票，下列情形符合实际的是（）A． B． C． D．【答案】B【分析】凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。【解答】解：用凸透镜观察较小的邮票图案，要使邮票放大，把凸透镜作为放大镜使用，邮票到凸透镜的距离一定小于凸透镜的焦距，成的是正立、放大的虚像。A．图中成倒立、放大的实像，故A不符合题意；B．图中成正立、放大的虚像，故B符合题意；C．图中成倒立、缩小的实像，故C不符合题意；D．图中成正立、缩小的虚像，故D不符合题意、故选：B。7．（2023•玄武区二模）如图所示，利用水透镜探究凸透镜成像规律，在光屏上恰好成清晰的像，下列说法正确的是（）A．水透镜的焦距范围为10cm～25cm B．透镜注水后，仅右移光屏，能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的成因 C．实验过程中，光屏上的像将缓慢向下移动 D．向透镜外抽水后，在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的矫正【答案】D【分析】（1）凸透镜成像时，u＞2f，f＜v＜2f，成倒立缩小的实像，物距大于像距；（2）远视眼需要配戴凸透镜矫正；（3）经过光心的光线的传播方向不变。【解答】解：A、由图可知，此时物距大于像距，凸透镜成倒立缩小的实像；此时物距u＝50.0cm，50.0cm＞2f，像距v＝20.0cm，f＜20.0cm＜2f，解得10.0cm＜f＜20.0cm，故A错误；B、透镜注水后，凸透镜的焦距变小，对光线的会聚能量增强，像成在光屏的左侧，这是近视眼的成因，故B错误；C、实验过程中，蜡烛变短，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，像将向上移动，故C错误；D、向透镜外抽水后，凸透镜的焦距变大，会聚能量减弱，在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的矫正，故D正确。故选：D。8．（2022秋•桐柏县校级期末）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分别距光屏6cm和34cm均可在光屏上得到清晰像。下列判断正确的是（）A．透镜距光屏34cm时成缩小的实像 B．两次成像时蜡烛和光屏的距离都是40cm C．透镜的焦距范围为3cm≤f≤6cm D．如将蜡烛和光屏的位置互换，透镜不能在上述两位置成像【答案】B【分析】要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律：物距小于焦距成正立放大虚像。应用是放大镜。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距。物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距。物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。在分析时要认真分析像距、成像特点与物距的关系。【解答】解：题干中说到当移动透镜分别距光屏6cm和34cm均可在光屏上得到清晰像，根据凸透镜成实像的特点可以得到：距光屏6cm时，物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，即f＜6cm＜2f……①，距光屏34cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距，即34cm＞2f……②，故A错误；根据①②可得3cm＜f＜6cm，故C错误；根据成像分析，距光屏6cm和34cm成实像是两个互逆的光路，所以u1＝v2，v1＝u2，蜡烛和光屏的距离为6cm+34cm＝40cm，故B正确；如将蜡烛和光屏的位置互换，透镜仍可在上述两位置成像，但是成像的性质正好与原先相反，故D错误。故选：B。9．（2023•姑苏区校级模拟）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（）A．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像 B．光屏上成倒立、放大的实像 C．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像 D．该凸透镜的焦距范围为7.5cm＜f＜15cm【答案】D【分析】凸透镜成像的规律：当u＞2f时，成倒立、缩小的实像。照相机、摄像机就是根据这个原理制成的；当u＝2f时，成倒立、等大的实像；当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的；当u＝f时，无像，经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点；当u＜f时，成正立、放大的虚像。放大镜就是根据这个原理制成的；成实像时的动态变化规律是：物近像远像变大，物远像近像变小。【解答】解：A、凸透镜成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向右移动才能得到清晰的像，故A错误；BD、蜡烛距离凸透镜30cm时，在透镜的另一侧15cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小的实像；此时像的位置在一倍焦距和二倍焦距之间，物距在二倍焦距以外，即2f＞15cm＞f，30cm＞2f，所以15cm＞f＞7.5cm，故B错误，故D正确；C、蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，将物距和像距互换，此时2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故C错误。故选：D。10．（2023•通城县校级二模）人眼球的折光系统整体作用相当于光轴可转、焦距可变的凸透镜。其特点是物距必须大于二倍焦距，所以只能在视网膜上成倒立、缩小的实像。在某同学从低头写字到抬头看黑板的过程中，其眼球折光系统的焦距将（）A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小【答案】A【分析】人眼的折光系统整体相当于一个凸透镜，晶状体的调节可改变整个折光系统的焦距，据看远处物体和看近处物体晶状体的厚、薄的变化即可判断。【解答】解：人眼的折光系统整体相当于一个凸透镜，当人看远处物体时，晶状体变薄，会聚能力变弱，即焦距变长，从而使得像成在视网膜上，若人看近处物体时，晶状体变厚，会聚能力变强，焦距变短，使得像才能成在视网膜上，因此从低头写字到抬头看黑板的过程中，其眼球折光系统的焦距将变大；故选：A。11．（2023秋•江阴市期中）小组在空易拉罐的底部中央打上一个小孔，为了能观察到清晰的像，圆筒上应使用半透明（选填“透明”、“不透明”或“半透明”）塑料膜制成光屏，孔对着烛焰，可以看到烛焰通过小孔所成的实像（选填“实像”、“影子”或“虚像”）；把易拉罐远离烛焰时，看到的像将变亮（选填“亮”或“暗”）。将烛焰顺时针旋转时，我们看到的像将顺时针旋转（选填“顺时针”、“逆时针”或“不动”）。【答案】半透明；实像；亮；顺时针。【分析】（1）根据小孔成像的特点进行分析作答；（2）把易拉罐远离烛焰时，减小外面光线的影响，看得更清楚；（3）因为光线沿直线传播，蜡烛顺时针旋转时，蜡烛各点成的像也顺时针旋转，塑料薄膜上成的像顺时针旋转；【解答】解：（1）由于小孔成像是光线的实际会聚点，故成的是实像，所以能用光屏承接，为了便于观察光屏上的像，应用半透明的塑料薄膜；（2）把易拉罐远离烛焰时，减小外面光线的影响，看到的像将变亮；（3）因为光线沿直线传播，蜡烛顺时针旋转时，蜡烛各点成的像也顺时针旋转，塑料薄膜上成的像顺时针旋转。故答案为：半透明；实像；亮；顺时针。12．（2023秋•江阴市期中）网红南京长江大桥玻璃栈道为南京人民休闲活动增添了一个打卡地，如图所示。小华身高1.6m，行走在玻璃栈道上，栈道上映出了她美丽的“身影”，小华的像相对于小华是正立（选填“正立”或“倒立”）的。细心的小华发现她在厚玻璃上有两个明显重叠的像，已知玻璃厚度0.3m，则小华的两个“身影”的头顶到小华头顶的距离分别为3.2m和3.8m。【答案】正立；3.2；3.8。【分析】平面镜成像特点：平面镜所成的像与物体大小相同，像和物体关于平面镜对称，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。【解答】解：小华身高1.6m，行走在玻璃栈道上，栈道上映出了她美丽的“身影”，这个“身影”属于平面镜成像，小华的像相对于小华是正立的；细心的小华发现她在厚玻璃上有两个明显重叠的像，是因为厚玻璃的两个反射面都成像；平面镜成像时，像到镜面的距离与物体到镜面的距离相同；已知玻璃厚度0.3m，则小华的两个“身影”的头顶到小华头顶的距离分别为1.6m+1.6m＝3.2m和（1.6m+0.3m）+（1.6m+0.3m）＝3.8m。故答案为：正立；3.2；3.8。13．（2022秋•大埔县期末）如图所示为“小孔成像”的示意图：该现象可以用光的直线传播来解释；小孔成的像是实像（选“虚像”或“实像”），若小孔位置固定，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上的像比原来变小（填“变大”“不变”或“变小”）。【答案】见试题解答内容【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，光的直线传播形成了很多现象，例如影子、日食、月食、小孔成像等；（2）小孔成像，成倒立的实像，像的形状与孔的形状无关，取决于物体的形状，物体距离小孔越近，成的像越大。【解答】解：小孔成像是由光沿直线传播造成的，所成的像是实像，由图可见蜡烛距离小孔较近，在光屏上成的像比实际烛焰大；将蜡烛和光屏位置对调后，烛焰距离小孔比越来远了，所以成的像也就变小了。故答案为：光的直线传播；实像；变小。14．（2023春•中山市月考）如图所示为投影仪投影光路。如果用投影仪投影胶片时，想使屏幕上的字大一点，使投影仪远离屏幕，同时将镜头靠近（均选填“靠近”或“远离”）胶片一些。平面镜此时起到改变光路作用（选填“成像”或“改变光路”）。【答案】远离；靠近；改变光路。【分析】要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律。知道成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小；同时要掌握投影仪的制作原理。将投影仪的构造特点与凸透镜成像中的实验器材对应起来。【解答】解：由凸透镜成像的规律可知，投影仪是根据物距在1倍和2倍焦距之间时，成倒立、放大实像的原理制成的；其镜头相当于凸透镜，胶片相当于物体，银幕相当于光屏；并且成实像时，物距越小，成的像越大，像距越大，所以，想使屏幕上的字大一点，镜头要靠近胶片一些，同时使投影仪远离屏幕。平面镜此时起到改变光路的作用。故答案为：远离；靠近；改变光路。15．（2022秋•长沙县校级月考）如图所示，光会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光路如图甲所示；在虚线区域内换放乙透镜后光路如图乙所示，现在靖靖想进一步探究凸透镜成像的特点，应选择乙（选填“甲”或“乙”）透镜，靖靖选择好透镜后在光具座上进行实验；当物体距离透镜20cm时，在透镜另一侧光屏上成一清晰放大的像，若保持物体与光屏的位置不变，把透镜向光屏方向移动4cm，在光屏上又成一清晰缩小的像。此凸透镜焦距的范围是10cm＜f＜12cm，当物体距离透镜15cm时，在照相机、投影仪和放大镜中，成像情况与此类似的是投影仪。【答案】乙；10cm＜f＜12cm；投影仪。【分析】凸透镜有会聚光线的作用，凹透镜有发散光线的作用，根据图中甲乙对光线的作用判定透镜的种类；根据题意，当物距等于20cm时，物距处于1倍和2倍焦距之间，当物距为24cm时，物距大于2倍焦距；从而分析出焦距的范围。【解答】解：如图甲，光沿直线传播会聚到b点，经过甲透镜会聚到c点，会聚点延后，说明甲对光线有发散作用，是凹透镜；经过乙透镜后，原先发散的光线变成平行光线，变得比以前会聚，说明乙对光线有会聚作用，是凸透镜；探究凸透镜的成像规律，需要选择乙透镜。当物体距离透镜20cm时，在透镜另一侧光屏上成一清晰放大的实像，说明物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即f＜20cm＜2f①又把透镜向光屏方向移动4cm，此时物距为24cm，屏上又成一清晰缩小的实像，所以此时物体在二倍焦距之外，即24cm＞2f②联立以上两式解得10cm＜f＜12cm，当物体距离透镜15cm时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。故答案为：乙；10cm＜f＜12cm；投影仪。16．（2023•西宁）眼睛是心灵的窗户，眼睛成像的原理与照相机（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）成像的原理相同。青少年如果长时间使用电子产品，缺乏户外活动，就可能患上近视，近视眼应该用凹透镜进行矫正。【答案】照相机；凹。【分析】（1）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的实像；（2）近视眼看不清远处的物体，需要佩戴近视眼镜来矫正。【解答】解：（1）眼睛与照相机都成的是倒立、缩小的像，故与照相机的原理相同；（2）青少年如果长时间使用电子产品，缺乏户外活动，就可能患上近视，此时的像会成在视网膜的前方，需要佩戴具有发散作用的凹透镜进行矫正。故答案为：照相机；凹。17．（2022秋•大兴区期末）如图为光射入眼睛的示意图。由此可以判断：此人所属视力类型为近视（选填“近视”或“远视”）眼，应佩戴凹（选填“凸”或“凹”）透镜制成的眼镜进行矫正。【答案】见试题解答内容【分析】解答本题需掌握：近视眼是晶状体会聚能力增强，像成在视网膜的前方，应配戴凹透镜矫正。【解答】解：由图中可知：像成在视网膜的前方，故该眼睛是近视眼，近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴发散的凹透镜，使光线推迟会聚；故答案为：近视；凹。18．（2023秋•西城区校级期中）小宇同学在实验室研究光的直线传播现象。（1）他将一个点光圆放在O点照亮一个不透明的物体AB，如图所示，此时右侧的墙壁上会出现AB的影子，请你通过作图的方式，在墙壁上标出影子的范围。用A'B'表示；（2）保持AB位置不变，如果使光源靠近AB，影子的范围将会变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）见解答；（2）变大。【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播；影子是由于物体遮住了光线的传播，不能穿过不透明物体而形成的较暗区域；改变光源的位置，物体的影子会向反方向发生变化；影子的大小与物体和光源之间的距离有关：即距离大影子小，距离小影子大。【解答】解：（1）将图中OA与OB光线延长，中间光照射不到的区域是影子，如图所示：如果使光源靠近AB，光源和AB间的距离变小，两个光线的夹角变大，影子的范围将会变大。故答案为：（1）见解答；（2）变大。19．（2021秋•柳州月考）学习了光学知识后，爱动脑筋的小桐想自己探究小孔成像现象。如图所示，她给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。（1）分析比较甲、乙两图，可以得出结论：小孔成像与小孔的形状无（有/无）关。（2）分析比较甲、丙两图，可以得出结论：小孔成像与物体的形状有（有/无）关。（3）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是倒（正/倒）立的实像。（4）树荫下的圆形光斑形成的原理与之相同（相同/不同）。【答案】见试题解答内容【分析】（1）比较甲、乙两图象的形状可知，小孔成像与小孔的形状是否有关；（2）比较甲、丙两图象的形状可知，小孔成像与物体的形状是否有关；（3）通过观察像的情况可知像的性质；（4）分析树荫下的圆形光斑形成的原因，可知与小孔成像原理是否相同。【解答】解：（1）甲、乙两图，小孔形状不同，但是像的形状相同，所以小孔成像与小孔的形状无关；（2）甲、丙两图小孔形状相同，物体形状不同，像的形状也不同，所以小孔成像与物体的形状有关；（3）通过观察甲、乙、丙的像可知，小孔成像是倒立实像；（4）树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶间的间隙形成的太阳的像，属于