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6 透镜的成像规律实验专题
[学习目标]
1．巩固光的折射规律，掌握探究光的折射规律实验
2．巩固透镜成像规律，掌握探究透镜成像规律实验
一、探究光的折射规律的实验
1．入射光线射入另一种介质时的交点(O)，叫入射点；入射光线AO与法线NN′夹角(α)
叫入射角；折射光线OC与法线NN′的夹角(γ)叫折射角。
2．在折射现象中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内(三线 共面 ， 法线 居中)；
3．折射光线和入射光线分居在法线的两侧(分居)；
4．当光从空气斜射入水等其他透明物质(玻璃、水晶等)时，折射光线向法线方向偏折，
折射角小于入射角；当光从水或其它透明物质斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射角
大于入射角，折射角随入射角的增大而增大(不等角，在空气中的角大)
5．斜射时，总是空气中的角大；垂直入射时 ，折射角、反射角和入射角都等于 0° ,
光的传播方向不改变当
6．光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生
7．光的折射中光路可逆
二、探究凸透镜成像规律
1. 物距和像距
物距：物体到凸透镜光心的距离，常用u表示。像距：像到凸透镜光心的距离，常用v表示。
2. 凸透镜成像规律表
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用
U﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机
U=2f 倒立、等大的实像 v=2f
F﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪
U=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 放大镜
口诀：一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，虚像大。
要点一、光的折射实验
1．光的折射
① 定义：光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象叫光的折射。
② 光的折射规律：(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内；(2)折射光线和入射
光线分居在法线的两侧；(3)当光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线靠近法线，折射
角小于入射角；当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入
射角。
③ 光路的可逆性：在折射现象中，光路是可逆的。
④ 说明：当光从光速大的介质斜射入光速小的介质时，折射角小于入射角。
⑤ 注意：光从一种介质垂直射入另一种介质时，光的传播方向不改变，此时，入射
角为0°，折射角为0°，这是折射现象的一种特殊情况。
2．生活中的折射现象
① 现象：(1)池水看起来比实际的浅；(2)筷子在水中的“折射”现象；(3)海市蜃楼；
(4)叉鱼时对准看到鱼的下方。
② 说明：分析光的折射现象时，可以根据光的折射规律，通过作图的方式直观、
形象地说明问题，但在分析时，一定要搞清光的传播方向，即光线从什么介质斜射入什
么介质中；再利用相应的折射规律作图分析。
3．光的折射定律实验
① 实验目的:光的折射定律。探究折射角与入射角的关系。② 实验原理:倒入水后，光点的位置会偏移，原因是倒入水后光从空气进入水中传播
方向会发生偏折。注意手电筒的光线不要垂直射入，否则不会发生偏折。
③ 实验器材:透明的玻璃杯、白色的白纸、剪刀、尺子、彩笔、手电筒、水。
④ 实验步骤:把纸剪成“长等于杯的周长、宽等于杯高”的长方形；将纸右半涂黑，
在涂黑部分竖着刻一条直缝。把纸贴在杯的外壁。
让手电筒的光通过直缝射入杯内，从缝的对面观察，光射在杯壁的什么位置?在杯壁的
白纸上做个记号。
在杯内倒入水，不改变光射入的方向，观察光射在杯壁的位置是否有变化?
⑤ 实验表格:
入射角
折射角
⑥ 实验结论:
1.折射光线与入射光线和法线在同一平面内。
2.折射光线与入射光线分居法线两侧。
3.当光从光疏介质斜射入光密介质中时，折射角小于入射角。
4.当光从光密介质中斜射入光疏介质时，折射角大于入射角。
5.当入射角增大时，折射角也随着增大。
6.当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。
要点二、凸透镜成像规律实验
1．实验目的：透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像
的虚实。
2．实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。
3．实验步骤：
① 按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。
② 将蜡烛放在远处(此时u>2f)，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、
正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
③ 将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察
像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
④ 将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。
⑤ 将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u<f，移动光屏，看在光屏上能否找到像。
⑥ 整理器材。
4．实验表格
像的性质
物距与焦距关系 物距(cm) 像距(cm)
大小 正倒 虚实u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u<f
5．实验结论:等大、等距、对称、反向、虚像。
像的性质 应用
物距 像距(cm)
大小 正倒 虚实
u>2f 缩小 倒立 实像 2f<v<f 照相机
2f>u>f 放大 倒立 实像 v>2f 投影仪
u<f 放大 正立 虚像 -- 放大镜
知识点二：光的折射规律实验
【探究重点】
考查方向 解答思路
折射规律 三线共面、分居两侧、空气角大
实验数据分析 多次测量
折射角与入射角关系 多次改变入射角，探究折射角的变化情况
光路可逆探究 在纸板上描绘光路轨迹，并用激光笔沿折射光路入射
【例题精讲】
1. （2022·四川成都·八年级期末）某物理实验小组同学发现当光从水斜射入空气中时，一
部分光线反射回水中，另一部分光线折射进入空气中，如图（a）所示。他们保持入射点O
位置不变，将入射光线转过一定角度，观察到反射和折射光线如图（b）所示。（1）由图（a）和（b）可以发现入射光线、反射光线、折射光线在同一平面内。图（c）
为图（a），（b）重合后的示意图，则两个平面相交的线MN是__________；
（2）他们确定了入射角、反射角和折射角，分别进行实验，测量并记录了光从水或玻璃斜
射入空气中的实验数据，如表一、表二所示；
表一：光从水斜射入空气中
实验序号 入射角（度） 反射角（度） 折射角（度）
1 10 10 13
2 20 20 27
3 30 30 42
4 40 40 59
5 45 45 70
6 50 50 无折射
表二：光从玻璃斜射空气中
实验序号 入射角（度） 反射角（度） 折射角（度）
7 10 10 15
8 20 20 31
9 30 30 49
10 40 40 76
11 45 45 无折射
12 50 50 无折射
①分析比较实验序号1~6或7~12的反射角与入射角的度数，可以得到结论：光在水中或玻
璃中发生反射时，________；
②分析比较实验序号1~5或7~10，可以得到折射角随入射角的变化关系是：光从水或玻璃
斜射入空气时，_______；
（3）从表一、表二数据中，他们发现光从水或玻璃斜射入空气时，当入射角增大到一定程
度，就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角为 ，
为了得到 的大小，应该在入射角为_______°度的范围内继续实验。
【答案】37． 法线 反射角等于入射角 折射角随入射角增大而
增大（折射角随入射角减小而减小） 40 45
【解析】（1）[1]图（c）为图（a）、（b）重合后的示意图，所以两个平面相交的线MN是法线。
[2]分析比较表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步结论是：光从水或玻璃斜射入
空气中时，反射角等于入射角。
（2）[3]分析比较实验序号1 5或7 10中的第2列和第4列可知，折射角随入射角增大
而增大，所以可以得到的初步结论是光从水或玻璃斜射入空气时，入射角增大，折射角也
增大。
（3）[4]从表一、表二数据中，他们发现光从水或玻璃斜射入空气时，当入射角增大到一
定程度，就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角
为 ，为了得到 的大小，应该在最大折射角与折射角消失之间进行实验，由表二数据可
知应在入射角为40 45的范围内继续实验。
【巩固训练】
2. 小宇利用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”．
(1)为了更清晰地观察水中的光路．可以采用的办法是： ，实验中， (填
“能”或“不能”)看见反射光线．
(2)实验的折射光路如图中所示，可以判定折射角 (选填“大于”、“小于”或“等
于”)入射角．增大入射角观察到折射角在 (选填“增大”或“减小”)．若不断增大
光在水中的入射角，会请你判断，折射光线是否一直存在？ ．(选填“是”或
“否”)
【答案】(1)在水中加入少许牛奶；能；(2)大于；增大；否．
【解析】(1)为了更清晰地看到光路，使水稍微混浊一些，可以放入少量的牛奶．就能看到
入射光线、反射光线，空气中的折射光线是在白屏上显示或在有烟雾的空气中看到的．
(2)如图，折射光线和法线的夹角是折射角，入射光线和法线的夹角是入射角，并且折射角
大于入射角．增大入射角，折射角增大．增大到一定程度，折射光线消失．
故答案为：(1)在水中加入少许牛奶；能；(2)大于；增大；否．
知识点二：凸透镜成像规律实验
【探究重点】
考查方向 解答思路
如何测量焦距 一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距
保障实验成功 蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像
如何判断成虚像 物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像
无法成像的原因 蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与
凸透镜和光屏没有在同一水平线上
成像位置如何移动 可调节蜡烛或凸透镜
蜡烛变短 成像上移
像的明暗变化 用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗【例题精讲】
3. （2022·江苏南通·模拟预测）小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规
律”实验：
(1)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、
___________的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至___________cm刻度线处，
光屏上能再次呈现清晰的像．
(2)如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在___________(选
填A、B、C”)处能观察到蜡烛的像，像是如图丙中的___________ (选填“1、2、3、4”)．
(3)实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，光屏上原
来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的
情况下，应将光屏___________凸透镜．(选填“靠近”或“远离”)
【答案】 放大 40 B 4 远离
【解析】
解：（1）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，与凸透镜的距离为15cm，即物距
u=15cm，此时2f＞u＞f，成倒立放大的实像；
像距v=55cm-25cm=30cm，根据折射光路是可逆的，可知保持蜡烛和光屏的位置不变，当
u=30cm时，即凸透镜移动至40cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像；
（2）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则u＜f，凸透镜成正立放大的虚像，
光屏上承接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像，故4图符合像的性质；虚像
与成像物体同侧，所以应从B处观察；
（3）将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，即
像推迟会聚，应将光屏远离凸透镜．
【巩固训练】4. （2022·江苏扬州·二模）小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验，
（1）前面学过，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像，物体离投影仪的镜头比较近，
成放大的实像，物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像．据此小明据出的问题是，像
的虚实、大小，正倒跟_____有什么关系？
（2）如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜
的焦距f=____cm．
（3）小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镇放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡
烛放在刻度10cm处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是_______（选填“照相
机”、“放大镜”或”投影仪”）
（4）如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象，由图
象可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐____．当u＞2f时，物体移动速度______（选
“大于”、“小于“或“等于”）像移动的速度，当f＜u＜2f时，物体移动速度_____（选
填“大于”，“小于”或“等于”）像移动的速度．
【答案】 物距 10.0 照相机 增大 大于 小于
【解析】
（1）根据物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像，物体离投影仪的镜头比较近，成放
大的实像，物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像．据此小明提出的问题是，像的虚
实、大小，正倒跟物距有关；
（2）图甲中利用的是平行光聚焦法测量凸透镜焦距，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是
凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为就焦距，所以焦距是f=20.0cm-10.0cm=10.0cm；
（3）因为凸透镜放在50cm处，蜡烛在10cm处，所以物距是50cm-10cm=40cm，由于凸透
镜的焦距是10cm，所以物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，这是照相机的原理；
（4）由图象知道，成实像时物距逐渐减小，像距逐渐增大．当u＞2f时，物体移动速度大
于像移动的速度，当f＜u＜2f时，物体移动速度小于像移动的速度
1. （2019·绵阳）在“探究光折射时的特点”试验中，让光源发出的一束光从水中以不同
的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。回答以下问题：（1）此现象说明________（选填序号）。
A．光路可逆；
B．光在水面只发生了折射；
C．光在水面只发生了反射射；
D．光在水面既发生了折射又发生了反射
（2）增大这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也
增大，此现象说明________（选填序号）。
A．入射角增大，折射角减小；
B．入射角增大，折射角增大；
C．折射角的大小与入射角的大小成正比；
D．折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比
（3）让这一束光垂直于水面射入空气。传播方向________（选填序号）。
A．向右偏 B．向左偏 C．不偏
【答案】故答案为：（1）D；（2）B；（3）C。
【解析】（1）让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空
气中的径迹如图所示，图中可以看到反射光线，同时也看到折射光线，故选D。
（2）光源射出的光线和竖直方向的夹角是入射角，空气中的光线和竖直方向的夹角是
折射角；增大这一束光与竖直方向的夹角，即增大了入射角，发现射入空气的光的径迹与
竖直方向的夹角也增大，也就是折射角也增大，此现象说明入射角增大，折射角增大，但
不能得出成正比的关系，故选B。
（3）光垂直射到界面时不改变方向；所以，让这一束光垂直于水面射入空气，其传播
方向不偏转，故选C。
2. 某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现，
入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通
过实验还得到如表数据：
(1)在探究中，该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅匀，在水面上方的空气中熏了点烟雾，这
一做法是为了_____。
(2)分析表中数据，可得出结论：
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9°
①光从空气斜射到水面时，将同时发生_____和_____现象；②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：_____，且折射角_____(选填
“大于”、“小于”或“等于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于_____
度。
③光在空气和水之间折射时，_____(选填“空气”或者“水”)中的角总是更大。
【答案】更好的显示光路 反射 折射 折射角随入射角的增大而增大 小于
零 空气
【解析】(1)[1]在清水中滴入几滴牛奶并搅匀，并在水面上方的空气中熏了点烟雾，牛奶
和烟雾可以反射光，此做法是为了更好的显示光路。
(2)①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象。
②[4]由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，
故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角；
当光从空气垂直射到水面时，入射光线、折射光线和法线重合，所以折射角等于零度。
③[7]光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角，光在空气和水之间折射时，折射
角小于入射角，因此空气中的角总是更大。
3. （2022·江苏苏州·三模）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜固定在光具座
刻度线处，移动蜡烛，调节光屏直到光屏上承接到清晰的像，如图所示。
（1）该凸透镜的焦距为__________ 。
（2）将近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间适当位置，此时应将光屏向__________（选
填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。
（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至__________（选填“A”、“B”
或“C”）范围内才能再次承接到清晰的像。
A． B． C． 以外
（4）将蜡烛移到 刻度线处，适当调节光屏，光屏上再次得到清晰的像，生活中常见
的__________是利用此成像原理制成的。
【答案】 15 右 B 投影仪
【解析】（1）[1]此时物距等于像距等于30cm，等于两倍焦距成等大的像，故焦距为15cm。
（2）[2]将近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间适当位置，近视眼是发散透镜，故光屏
向右移动。
（3）[3]将蜡烛向左移动一段距离后，物体远离像靠近，故将光屏往左侧移动，物距在两
倍的焦距开外，像距在一倍和两倍焦距之间，故选B。
[4]将蜡烛移到 刻度线处，在一倍焦距和两倍焦距之间成像，投影仪就是利用这一原
理制成的。
4. （2022·江苏盐城·三模） 现有如下器材：光具座、焦距为12.5cm的凸透镜、光屏、蜡
烛、火柴。小明根据上述实验器材，进行了“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上，把烛焰、凸透镜、光屏的中心大
致调到______。 为了验证凸透镜的焦距是否等于12.5 cm，小明把蜡烛和凸透镜放在如图
所示的刻度线处，把光屏移到光具座的____cm刻度线处，观察光屏上是否承接到等大、清
晰的像。经验证，凸透镜的焦距准确。
（2）实验进行一段时间后， 发现光屏上烛焰的像上移了一段距离，在没有移动器材的情
况下，造成上述现象的原因是____。 保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动，需将光屏
_____ （选填 “向上”或“向下”）移动， 使烛焰的像呈现在光屏中央。
（3）分别把蜡烛放在如图所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处，在____点能够在光
屏上承接到清晰、最大的烛焰的像，在_____ 点所成像的性 质与眼睛的相同。
（4）实验结束后，小明又将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜，结果光屏
上原来清晰的像变得模糊，将光屏远离凸透镜移动到某一位置时，光屏上又看到烛焰清晰
的像，由此可知该眼镜片可用来矫正___ 眼 （选填“近视"或“远视”）。
【答案】 同一高度 75.0 蜡烛变短 向上 C A 近视
【解析】
(1)[1]实验中，应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，这样烛焰的像才能成在
光屏的中央。
[2]根据凸透镜成像的规律，当 时，凸透镜成等大的像，因为焦距等于12.5cm，所以
两倍焦距等于25.0cm，因此光屏应放在
(2)[3]凸透镜成倒立的实像，随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像向上移运动。
[4]凸透镜成倒立的实像，随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像向上移运动，保持蜡烛、凸
透镜的位置和高度不动，需将光屏向上移动使烛焰的像呈现在光屏中央。
(3)[5]根据凸透镜成像的规律，当 时，凸透镜成倒立放大的实像且物体向凸透镜靠近时像变大，所以把蜡烛放在C点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像。
[6]根据凸透镜成像的规律，当 时，凸透镜成缩小倒立的实像，这是照相机的工作原
理，眼睛的工作原理和照相机相同，根据图形可知在A点所成像的性质与眼睛的相同。
(4)[7]近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光有发散的作用。小明将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜
之间，结果光屏上原来清晰的像变得模糊，将光屏远离凸透镜时，光屏上又看到烛焰清晰
的像，由此可知该眼镜片对光具有发散的作用，所以该眼镜片可用来矫正近视眼。
5. （2022·江苏南京·模拟预测）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规
律”的实验。
（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的___________上。
（2）如图所示，当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰的倒立、
___________ （填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。在照神相机、投影仪、放大镜
中，成像情况与之类似的是___________。
（3）当光屏上成清晰的像时，用白纸遮住凸透镜的上半部分，则烛焰的像亮度将
___________。
【答案】 主光轴 放大 投影仪 变暗
【解析】
（1）[1]为了使像成在光屏中央，便于观察，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光
轴上。
（2）[2][3]由图中可知，当蜡烛距离凸透镜15cm时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，
故此时所成的像为倒立、放大的实像；成像情况与之类似的是投影仪。
（3）[4]用白纸遮住凸透镜的上半部分时，凸透镜的剩余部分对光仍然具有偏折能力，但
因遮住了上半部分，故入射光线将减少，因此烛焰的像亮度将变暗。
1. （2019•泰州）在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：
（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光
斑的位置将 （向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向
（会/不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面
上方喷了一些 。（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，
是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙，他将光沿着AO方向射向
水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光
也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之______（增大/减
小/不变）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为 度。
【答案】（1）向左移动；会；烟雾；（2）在同一平面内；减小；0。
【解析】（1）①光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；小明将一束激
光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽底部光斑
的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变。②实验中光在空
气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他可以在水面上方喷一些烟雾。
（2）①小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了
研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。②入射光线和法线的夹角是入射角，
折射光线和法线夹角是折射角，入射光线靠拢法线，说明入射角减小，折射光线靠拢法线
说明折射角也减小。③当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时光线垂直入射不改
变传播方向，则此时入射角和折射角都等于0度。
2. （2022·四川自贡·八年级期末）某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射
入水中时的光路，实验中发现，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入
射光线分别位于法线的两侧，通过实验还得到如表数据：
入射角α 00 150 300 450 500 600
反射角β 00 150 300 450 500 600
折射角γ 00 110 22.10 35.40 40.90（1）分析表中数据，可得出结论：
①光从空气斜射到水面时，将同时发生______现象；
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：折射角将随着入射角的增大而
______（选填“增大”“不变”或“减小”），且折射角______（选填“大于”“等于”
或“小于”）入射角。
③表中的数据缺少当入射角为50°时的折射角的数值，请你根据上述规律，判断出此时折射
角大小的范围是______（填写序号即可）
A．γ<35.4° B．35.4°<γ<40.9° C．y>40.9°
（2）若用激光沿 CO 方向从水中射入空气，激光在空气中传播的光路是______（选填
“OA”或“OB”）；激光经过水面反射时的反射角大小等于______（选填“α”“β”或“γ”），
该现象说明了在折射现象中光路是______的。
【答案】 反射 增大 小于 B OA γ 可逆
【解析】
（1）①[1]光从空气斜射到水面时，发生折射的同时还会发生反射现象。
②[2][3]光从空气斜射到水面时，入射角从0º增大到15º再增大到30º的过程中，折射角
从0º增大到11º再增大到22.1º，因此折射角将随着入射角的增大而增大，通过比较相同
入射角时的反射角和折射角可知，折射角小于入射角。
③[4]折射角将随着入射角的增大而增大，入射角为45º时折射角为35.4º，入射角为60º时
折射角为40.9º，因此当入射角为50º时，折射角应大于35.4º且小于40.9º，故B符合题意。
故选B。
（2）[5][6][7]在光的折射光路中，光路是可逆的，当激光沿 CO 方向从水中射入空气，激
光进入空气中后将沿原来的入射光线方向返回，即在空气中传播的光路是OA，此时入射角
为γ，反射角等于入射角，因此反射角为γ。
3. （2022·江苏扬州·二模）勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中，将蜡烛、凸透
镜和光屏按如图所示放置时，蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、_______（选填“放
大”、“缩小”或“等大”）的清晰的像，利用凸透镜这一成像规律制成的是_______（选
填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移到
“15cm“刻度线位置，他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时，光屏上又出现了清晰的像，则小明所患的眼疾是_______．（选填“近视眼”或“远视眼”）
【答案】 缩小 照相机 近视眼
【解析】
分析：（1）根据物距和像距的关系，能判断凸透镜的成像情况，从而判断其应用；
（2）知道近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用．同时知道凸透镜成实像时，遵循物近像远
像变大的规律可做出判断．
解答：烛焰到凸透镜的距离是物距，光屏到凸透镜的距离是像距．由图知，物距大于像距，
由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，应用于照相机；
将蜡烛移到“15cm“刻度线位置，物距变大，则像距会变得更小，即像更靠近凸透镜．此
时保持凸透镜和光屏的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数合适的眼镜，光屏
上也得到了清晰的像，说明这个镜片对光起到了发散的作用，因此，他放置的应该是矫正
近视眼的凹透镜片．
故答案为缩小；照相机；近视眼．
【点睛】本题考查了探究凸透镜成像规律的实验中，操作的注意事项，成像的特点与规律、
应用等，有一定综合性．
4. （2022·江苏无锡·一模）在“探究凸透镜成像规律”实验中:
（1）如图甲所示，实验前应将烛焰和光屏的中心调节到凸透镜的 ___________上，此时在
光屏上所成的清晰像是倒立 ___________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；
生活中的 ___________就是利用这一原理制成的；
（2）当光屏上呈现清晰的像时，不改变如图甲所示蜡烛和透镜位置：
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜再次实验，光屏上所成的像与原来相比
___________（选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了；
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距较小的凸透镜再次实验，应将光屏向 ___________
（选填“左”或“右”）移动才能得到清晰的像，所成的像与原来的像比 ___________（选填“变大”或“变小”）了；
（3）小明利用同一凸透镜，测了多组物距u和像距v的数据，并作出物距u的倒数和像距
v的倒数关系图像如图乙所示，则该凸透镜焦距为 ___________cm。
【答案】 中心 放大 投影仪 变暗 左 变
小 10
【解析】
（1）[1]本实验前，应将烛焰和光屏和凸透镜的中心调节到同一高度，烛焰所成的像才能
成在光屏中央。
[2][3]由图甲知，蜡烛与透镜的距离小于光屏到透镜的距离，即物距小于像距，在光屏上成
倒立放大的实像。生活中投影仪是利用这一原理工作的。
（2）①[4]图甲中，蜡烛和透镜的位置不变，凸透镜换成焦距不变，镜面较小的，则通过
凸透镜的光线变少，成像亮度变暗，物距、像距不变，凸透镜的焦距不变，所成的像的性
质不变。
②[5]将凸透镜换成镜面大小相同、焦距较小的凸透镜，此凸透镜的聚光能力变强，蜡烛的
位置不变时，蜡烛射向凸透镜的光线的会聚点靠近凸透镜，即像距变小，所以应将光屏向
左移动，才能再次在光屏上得到清晰的像。
[6]由凸透镜的成像特点知，物近像远像变大，物远像近像变小，像距变小时，像变小，所
以此时的像与原来的像相比变小了。
（3）[7]由图乙知，当物距的倒数为5m-1时，像距的倒数也为5m-1，说明此时的物距等于
像距为
物距等于像距时，成等大的实像，所以物距等于二倍焦距，凸透镜的焦距
1. (2020牡丹江模拟)唐大伟同学在做探究光的折射特点实验．如图是光从空气射入水中时
的光路．实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分
别位于法线的两侧．通过实验还得到如下数据(见表格)。
α β
入射角α 0° 15° 30° 45° 60°
空气
水 O 反射角β 0° 15° 30° 45° 60°
γ
折射角γ 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
(1)分析表中的数据，可得出的结论是：①光从空气斜射到水面时，将同时发生 和 现象；
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是： ，且折
射角 (大于/等于/小于)入射角；当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零．
(2)根据表格还能观察到反射角______(大于/等于/小于)入射角。
(3)唐大伟同学说根据上述实验中的发现和结论②就能总结出光的折射特点．请你对该同学
通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价．是否存在不足？请简要说明理由。
答： ；
理由： ．
(4)请用箭头把题中的光路标出入射光线、折射光线、反射光线的传播方向(有一条光线方向
标错，该问不得分)。
【答案】(1)①折射 反射 ②折射角随入射角的增大而增大(或折射角随入射角的减小而减
小) 小于(2)等于(3)是存在不足。 探究过程不完整，还应该做其他多种透明介质之间的折
射实验。(4)三条光线传播方向如图所示。
【解析】(1)①光从空气斜射到水面时，将同时发生折射和反射现象；
②根据表格数据看出，光从空气斜射到水面时，入射角越大，折射角也越大。但折射角都
小于入射角。
(2)根据表格还能观察到反射角等于入射角。
(3)探究过程是不完整的。如果光从空气斜射入其他液体或者玻璃等透明固体里，也存在②
的关系，得出的结论就具有普遍性。所以还应该做其他多种透明介质之间的折射实验。
(4)注意光路图三条光线方向。
2. （2022·湖北宜昌·八年级期末）某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏
（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”．
（1）使用可折转的光屏，是为了观察折射光线和入射光线是否__．
（2）光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1′、2和2′…4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射
光线的位置．由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而__，且折射
角__（选填“大于”、“等于”“小于”）入射角；当光从空气垂直射入水中时，折射角
等于__度．
【答案】 在同一平面内 增大 小于 0
【解析】
（1）将光屏的半部分向前后翻折，就不会看到折射光线，只有当整个光屏为一平面时，才
能够看到折射光线，说明入射光线、折射光线、法线共面．这说明使用可折转的光屛，是
为了观察折射光线和入射光线是否在同一平面内．
（2）由图丙可以看出，当入射角逐渐减小，则折射角逐渐减小，入射角增大时，折射角也
随着增大；即：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小
而减小，且折射角小于入射角．当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变，此时入射角
等于0度，折射角等于0度．
3. （2022·江苏无锡·二模）小明在探究凸透镜成像规律时做了以下三组实验：
（1）将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏按图示位置摆放在光具座上，此时在光屏中心恰能呈现
清晰的烛焰的像，则此凸透镜的焦距为___________cm。
（2）保持蜡烛和透镜位置不变，小明将一副眼镜放在凸透镜与蜡烛之间的合适位置，并只
将光屏向左移动，可在光屏上再次得到烛焰清晰的像，则这副眼镜是___________（选填
“近视“或“远视”）眼镜。紧接着小明移开这副眼镜，只将蜡烛向___________（选填
“左”或“右”）移动，可以在光屏上得到烛焰清晰倒立、___________的实像。
（3）如图所示，器材位置保持不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板
（小孔位于原透镜中心位置），若还想承接与光源等大的像，光屏应___________（选填
“左移”“右移”或“不动”），此时成的像在亮度上与（1）实验中成的像相比
___________。
【答案】 10 远视 左 缩小 不动 变暗
【解析】
（1）[1]图中所示物距等于相距，即物距等于二倍焦距，物距为20cm，焦距为10cm。
（2）[2]小明将一副眼镜放在凸透镜与蜡烛之间的合适位置，并只将光屏向左移动，可在
光屏上再次得到烛焰清晰的像，说明此眼镜对光线有会聚作用，故眼镜镜片为凸透镜，为
远视眼镜。
[3][4]移开这副眼镜，光线与原来相比会发散，将蜡烛向左，此时u＞2f，可以在光屏上得
到烛焰清晰倒立、缩小的实像。（3）[5][6]取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的遮光板，是通过小孔成像，小孔
成等大实像时物距等于像距，光屏的位置不动；凸透镜成像是把照射到凸透镜上的光线会
聚形成的，小孔成像是光沿直线传播通过小孔的光线形成的，由于照射到小孔以外的光线
被遮光板阻挡，传播到光屏上的光线少，所以像的亮度比原来暗。
4. （2022·江苏盐城·一模）某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）由如图甲可知，该凸透镜的焦距是__cm；
（2）实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光
屏中央，应调节光屏向__（填“上”或“下”）移动；
（3）如图乙所示，若在光屏上（光屏未画出）得到清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左
侧a、b、c、d四点中的__点，此成像规律应用在__上（填一种器材名称）；
（4）在做实验的过程中，有飞虫落到了凸透镜上，遮住了凸透镜的一半，小韩同学观察到
光屏上的像__；（选填“变大”、 “交小”、“变暗”、“变亮”、“或”剩下半个烛
焰”）
（5）小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间（如图丙所
示），小明移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像，将近视眼镜
镜片取下，发现光屏上的像变模糊了；
①为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动凸透镜位置的前提下，小华应将光屏向__（靠
近/远离）透镜方向移动，或将蜡烛__（靠近/远离）透镜方向移动；
②如图四个选项中，正确表示小莉同学近视眼成像和矫正情况的是__。
A．乙 甲 B．丙 甲 C．乙 丁 D．丙 丁
【答案】 15.0 上 C 投影仪 变暗 靠近 靠
近 B
【解析】
（1）[1]因为平行光经过凸透镜后将会聚在焦点，由图知道该凸透镜的焦距为是
f=60.0cm-45.0cm=15.0cm
（2）[2]为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处，图中所示烛焰在光屏上的像偏高，若要想使像成在光屏中央，应调节光屏向上调节，或将
凸透镜向下调节。
（3）[3][4]由题意知道屏上得到清晰放大的实像，则此时f＜u＜2f，而c点正好在f和2f之
间，故烛焰应位于透镜左侧的c点，此成像规律的应用是投影仪。
（4）[5]凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，会
挡住一小半从物体发出的光，但仍有一半光通过凸透镜而会聚成像，故像与原来相同，大
小不变；只是由于透镜的一半被遮住，折射出的光线与原来相比减少了，所以亮度会变暗
些。
（5）①[6][7]近视镜是凹透镜，对光线起了发散作用，因此去掉近视镜后，光线会聚的距
离减小，即像距减小，所以光屏应向靠近透镜的方向移动，或将蜡烛靠近凸透镜方向移动，
才能成清晰的像。
②[8]近视眼是远处物体的像呈现在视网膜的前方，不能呈现在视网膜上，如图丙，因此需
佩戴凹透镜才能看清远处的物体，如图甲，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
