5.2生活中的透镜-2023-2024学年八年级物理上册举一反三（人教版）

5.2生活中的透镜（解析版）本节学习目标1.知道照相机的成像原理及构造；2.知道投影仪的成像原理及构造；3.理解放大镜的原理及其在生活中的应用；4.理解实像和虚像的特征，能区分实像和虚像；5.掌握照相机和投影仪在使用中的调节。要点一生活中常见的光学仪器知识点一、照相机1.照相机原理：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成被照物体的像。胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。2.构造：镜头（凸透镜）、胶片、调焦环、光圈环、快门等几部分组成。3.成像特点：（1）照相机成缩小、倒立的实像；（2）像距小于物距；（3）像与物体位于凸透镜的两侧。要点诠释：1.物体离照相机镜头的距离（物距）大于底片离照相机的距离（像距）。2.物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成的像越小，像的位置（底片或胶片到镜头的距离）越近。知识点二、幻灯机和投影仪1.成像原理及示意图：镜头相当于凸透镜，成倒立、放大、实像。2.构造：凹面镜、光源、螺纹透镜、凸透镜、平面镜。要点诠释：1.幻灯机和投影仪的调节：（1）透明胶片到镜头的距离（物距）小于镜头到屏幕的距离（像距）；（2）透明胶片离镜头越近时，屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越大。所以要想让屏幕上的像大一些，向下调凸透镜，减小凸透镜到物体的距离，增大投影仪到光屏的距离。（3）幻灯机（投影仪）成的像上下颠倒，左右相反。如下图：2.幻灯机和投影仪的构造及作用：类别构造作用幻灯机凸透镜成倒立、放大的实像聚光镜加强照到幻灯片上的光凹面镜反射会聚光线，照亮透明胶片光屏承接像投影仪凸透镜成倒立、放大的实像螺纹透镜会聚光线，照亮透明胶片平面镜改变光路凹面镜反射会聚光线，照亮透明胶片光屏承接像知识点三、放大镜1.成像原理：放大镜（凸透镜）成正立、放大的虚像。2.成像规律：（1）像与物体位于凸透镜的同侧；（2）放大镜离被观察的物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大；（3）如果放大镜与物体的距离大到一定程度，所成的放大的虚像便消失了。【例】（2023·龙东）关于透镜的应用，下列说法不正确的是（）。A.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用；B.照相时景物成像在镜头的二倍焦距之外；C.投影仪中的投影片要放在镜头的二倍焦距之外；D.用放大镜观察蚂蚁时，蚂蚁越靠近放大镜成的像越小【答案】BC。【解析】A．远视眼将像成在视网膜之后，远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用，可使光提前会聚，故A正确，不符合题意；B．照相机是利用物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，所以照相时，景物在镜头二倍焦距以外，像成在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，故B错误，符合题意；C．投影仪是利用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，所以投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间，故C错误，符合题意；D．用放大镜观察蚂蚁时，蚂蚁靠近放大镜时物距变小，像距变小，所成的像也变小，故D正确，不符合题意。故选BC。【变式1】（2023·恩施）幻灯机的镜头相当于一个（）。A.凸镜 B.凹透镜 C.凸透镜 D.凹镜【答案】C。【解析】幻灯机是利用凸透镜成倒立放大的实像的原理制成的，所以它的镜头相当于一个凸透镜，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。【变式2】（2023·常德）下列关于凸透镜应用的说法中，正确的是（）。A.近视眼需要配戴凸透镜来矫正；B.望远镜中物镜的作用相当于放大镜；C.用扫描二维码时，应使二维码位于镜头一倍焦距之内；D.当投影仪的镜头靠近投影片时，投影仪成的像将变大【答案】D。【解析】A．近视眼观察远处物体时，像成在视网膜的前方，为使光线延迟会聚，应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正，故A错误；B．望远镜中物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机，故B错误；C．摄像头是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律工作的，因此，用扫描二维码时，应使二维码位于镜头的两倍焦距以外，故C错误；D．凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，要使投影仪成像变大，应减小物距，增大像距，所以，应使投影仪远离屏幕（增大像距），同时使镜头靠近投影片（减小物距），故D正确。故选D。【变式3】（2023·南通）运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（）。A.实像，像变大 B.实像，像变小 C.虚像，像变大 D.虚像，像变小【答案】B。【解析】摄像机与照相机成像原理相同，都成成倒立、缩小的实像；在腾空而起的过程中，物距变大，根据“成实像时，物远像近像变小”可知，像变小，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。要点二实像和虚像知识点四、实像和虚像1.实像：照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜射出后会聚形成的，如果把感光胶片放在适度的位置，能记录下所成的像。这种像叫做实像。2.虚像：没有实际光线会聚，只是人眼逆着出射光的方向看去，感到光是从虚像处发出。3.物距：物体和透镜之间的距离叫物距。4.像距：像和透镜之间的距离叫像距。要点诠释：1.实像是实际光线会聚而成的，可以用光屏承接。2.没有实际光线会聚，出射光线的反向延长线相交所成的像是虚像，虚像无法用光屏承接。人眼逆着出射光的方向看去，感觉好像是光从虚像出发出的。3.实像和虚像的区别：类别定义表现实例实像实际光线会聚而成能用光屏承接，能被眼睛观察虚像反射（或折射）光线的反向延长线相交而成不能用光屏承接，能被眼睛观察【例】（2023·益阳）点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像。现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，烛焰通过凸透镜乙所成的像是（）。A.缩小的实像 B.放大的虚像C.倒立的虚像 D.正立的实像【答案】A。【解析】点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像，说明物距大于二位焦距；现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，物距仍大于二焦距，烛焰通过凸透镜乙所成的像是倒立缩小的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。【变式1】（2023·鄂州）如图所示，透过手表表盘上光滑透明凸起部分，能清楚地读出日期信息，光滑透明凸起部分相当于________，观看到的是日期数字________（选填写“实”或“虚”）像。手表的背面打磨得非常光滑，能清晰地照出小明像，此像的大小与小明本人相比________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】①凸透镜；②.虚；③.不变。【解析】[1][2]透明凸起部分中间比边缘厚是凸透镜，其作用相当于一个放大镜，手表数字在凸透镜的一倍焦距以内，则成正立、放大的虚像。[3]手表的背面打磨得非常光滑，相当于平面镜，能清晰地照出小明像，由平面镜成像的特点可知，所成的像与小明本人大小相同。【变式2】（2023·赤峰）如图所示，通过焦距为10cm的凸透镜观察窗外远处的风景，看到的是（）。A.正立放大的虚像 B.倒立放大的实像C.倒立缩小的实像 D.倒立缩小的虚像【答案】C。【解析】窗外远处的风景相当于物体，到透镜的距离大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。【变式3】（2023·上海市）放大镜是生活中常见的凸透镜：（1）成虚像时，物距和像距的大小关系为：__________________；（2）成虚像时，物距越大，像距越大，像__________________；（3）物体在物距L1时，成虚像，物体在物距L2时，成实像，请比较L1、L2的大小关系并说明理由：________。【答案】①.物距小于像距；②.越大；③.见解析。【解析】（1）[1]根据凸透镜成像规律知，物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像，且此时物体离放大镜越远，像离放大镜越远，像变大，像距大于物距。放大镜成虚像时，物距和像距的大小关系为：物距小于像距。（2）[2]根