人教版2024-2025学年八年级物理上册举一反三系列5.2生活中的透镜(原卷版+解析)

5.2 生活中的透镜（原卷版）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：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】许多照相机镜头到胶片的距离是可调的．某次拍摄前摄影师已经“调好焦”，使被摄者在胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变远了，为了使他在胶片上仍然成清晰的像，镜头与底片的距离应（　　）。A．变大 B．变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 【变式1】投影仪是教学中常用的仪器，如图所示是投影仪的结构图，在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平面成45°角的平面镜，右边竖直放一屏幕，物体发出的光线经过凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清晰的像。一教师在使用投影仪时，发现在屏幕上画面太小，正确的调节方法是（　　）。A．减小投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离；B．减小投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离 ；C．增大投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离 ；D．增大投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离 【变式2】现有5种光学元件：平面镜、凹面镜、凸面镜、凹透镜、凸透镜，把下列器材所使用的上述光学元件填入相应的空格内。 潜望镜： 手电筒： 幻灯机： 放大镜： 照相机： 汽车后视镜： 【变式3】如图，画出了通过投影机镜头发出的光线BC，F是透镜的焦点。（1）画出BC的入射光线AB；（2）画出BC经过平面镜后到达屏幕的反射光CD。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：【例】对学习过的知识进行归纳总结，从而加深对知识的理解，是一种重要的学习方法．以下是小洋学习了关于“小孔成像”、“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结出关于“实像”和“虚像”一些特点，其中错误的是（　　）。A．虚像不可以用光屏承接；B．虚像可以是正立的，也可以是倒立的；C．既有等大实像，也有等大虚像；D．实像可以是放大的，也可以是缩小的 【变式1】关于实像和虚像，下列说法正确的是（　　）。A．实像能用光屏呈接到，虚像不能；B．虚像是人的幻觉，并没有光线进入人眼，实像则相反；C．实像一定是由光的折射现象形成的，虚像一定是由光的反射现象形成的；D．实像有放大的也有缩小的，而虚像都是放大的 【变式2】照相机是人们常用的拍照工具，下列有关照相机的说法错误的是（　　）。A．照相机的镜头是由凸透镜制成的；B．遮住一半镜头，仍能照出完整物体的像；C．要使照出的像变大些，需要减小物距；D．照相机照出的像是正立的 【变式3】公共汽车公司为了保证人们上下车时的安全，在无人售票车上安装了“车载监控器”。如图所示是该装置的示意图，图中摄像头的工作原理相当于凸透镜成________像(填“实”或“虚”)。汽车头灯的位置安装较低，当车灯发出的光照射到路面上的障碍物时，因为光________，障碍物形成的影子较长，司机容易发现。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：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】许多照相机镜头到胶片的距离是可调的．某次拍摄前摄影师已经“调好焦”，使被摄者在胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变远了，为了使他在胶片上仍然成清晰的像，镜头与底片的距离应（　　）。A．变大 B．变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 【答案】B。【解析】照相机的镜头相当于一个凸透镜．如果在拍摄前被摄者和摄影者的距离变远了，则相当于物距变大，被摄者的像将变小，其对应的像距也变小，为了使他在胶片上仍然成清晰的像，镜头与底片的距离应缩小，所以选项A、C、D都不正确；故选B。【考点分析】本题主要考查对凸透镜成像规律（物体成实像时：物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，像也越变大）的理解和运用能力。【变式1】投影仪是教学中常用的仪器，如图所示是投影仪的结构图，在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平面成45°角的平面镜，右边竖直放一屏幕，物体发出的光线经过凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清晰的像。一教师在使用投影仪时，发现在屏幕上画面太小，正确的调节方法是（　　）。A．减小投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离；B．减小投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离 ；C．增大投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离 ；D．增大投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离 【答案】C。【解析】投影仪成倒立、放大的实像。如果要使像更大，要减小凸透镜到透明胶片的距离，同时要增大投影仪与屏幕间的距离，这样屏幕上才能看到更大，更清晰的像。【考点分析】题目主要考察了投影仪的使用和调节。调节像的大小的同时，也要调节投影仪到屏幕的距离，使屏幕上呈现清晰的像。【变式2】现有5种光学元件：平面镜、凹面镜、凸面镜、凹透镜、凸透镜，把下列器材所使用的上述光学元件填入相应的空格内。 潜望镜： 手电筒： 幻灯机： 放大镜： 照相机： 汽车后视镜： 【答案】平面镜；凹面镜；凸透镜；凸透镜；凸透镜；凸面镜。【解析】潜望镜用两个平面镜，可以改变光的传播方向；手电筒的反光装置相当于凹面镜会聚光线，使射出的光线接近于平行光；幻灯机、放大镜、照相机主要应用了凸透镜。汽车后视镜利用凸面镜扩大视野。【考点分析】题目联系实际，考察了平面镜、凹面镜、凸面镜、凹透镜、凸透镜这些光学元件的应用。【变式3】如图，画出了通过投影机镜头发出的光线BC，F是透镜的焦点。（1）画出BC的入射光线AB；（2）画出BC经过平面镜后到达屏幕的反射光CD。【解析】（1）因折射光线BC过焦点，则入射光线平行主光轴，如图所示：（2）过入射点C作法线，根据反射角等于入射角即可作出入射光线CD，如图所示：【考点分析】此题利用投影机镜头考查凸透镜的三条特殊光线作图和光的反射定律作图，综合考查了学生的作图能力，体现了物理在实际生活中的应用。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：【例】对学习过的知识进行归纳总结，从而加深对知识的理解，是一种重要的学习方法．以下是小洋学习了关于“小孔成像”、“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结出关于“实像”和“虚像”一些特点，其中错误的是（　　）。A．虚像不可以用光屏承接；B．虚像可以是正立的，也可以是倒立的；C．既有等大实像，也有等大虚像；D．实像可以是放大的，也可以是缩小的 【答案】B。【解析】A、实像可以呈现在光屏上，虚像不能呈现在光屏上，故A正确；B、平面镜的虚像是正立等大的；凸透镜的虚像是正立放大的，故虚像是正立的，不可以是倒立的，故B错误；C、凸透镜成像特点之一：U=2f时，成倒立、等大的实像，平面镜的成像特点：正立、等大的虚像，故C正确；D、由凸透镜成像规律可知，实像有放大的、缩小的、等大的，故D正确，故选B。【点睛】（1）实像和虚像的区别：实像是实际光线会聚成的，虚像是实际光线的反向延长线会聚成的；实像可以呈现在光屏上，虚像不能呈现在光屏上；（2）平面镜的成像特点：正立、等大的虚像；（3）凸透镜成像特点：①U＞2f时，成倒立、缩小的实像；②U=2f时，成倒立、等大的实像；③2f＞U＞f时，成倒立、放大的实像；④U＜f时，成正立、放大的虚像。【考点分析】（1）掌握平面镜的成像特点和凸透镜的成像特点；（2）掌握分别实像和虚像的方法。【变式1】关于实像和虚像，下列说法正确的是（　　）。A．实像能用光屏呈接到，虚像不能；B．虚像是人的幻觉，并没有光线进入人眼，实像则相反；C．实像一定是由光的折射现象形成的，虚像一定是由光的反射现象形成的；D．实像有放大的也有缩小的，而虚像都是放大的 【答案】A。【解析】A、是否用光屏能呈接是实像和虚像的重要区别，实像能用光屏呈接，虚像呈接不到，符合题意；B、我们能看到虚像和实像，一定有光线进入人的眼睛，不是幻觉，不符合题意；C、光的直线传播可以产生实像，光的折射可以产生实像，也可以产生虚像．不符合题意；D、实像有放大、等大、缩小，虚像有等大、缩小、放大的．不符合题意；故选A。【考点分析】（1）掌握平面镜、凸透镜、凹透镜、凸镜、凹镜、小孔成像原因和成像性质；（2）掌握实像和虚像的区别。【变式2】照相机是人们常用的拍照工具，下列有关照相机的说法错误的是（　　）。A．照相机的镜头是由凸透镜制成的；B．遮住一半镜头，仍能照出完整物体的像；C．要使照出的像变大些，需要减小物距；D．照相机照出的像是正立的 【答案】D。【解析】A、照相机镜头是凸透镜制成的，故A正确；B、遮住一半镜头，其余部分仍能折射成完整的像，故B正确；C、对凸透镜而言，物距减小，则像距增大，像也变大，故C正确；D、照相机照相时，物距应大于凸透镜1倍焦距，成倒立的实像，故D错误；故选：D【点睛】解答此题从以下知识点入手：①凸透镜成像规律及其应用U＞2f，在凸透镜的另一侧得到倒立、缩小的实像，应用于照相机；②如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗；③凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。【考点分析】此题综合考查了凸透镜成像规律及其应用，凸透镜对光线的作用等知识点，属于基础题。【变式3】公共汽车公司为了保证人们上下车时的安全，在无人售票车上安装了“车载监控器”。如图所示是该装置的示意图，图中摄像头的工作原理相当于凸透镜成________像(填“实”或“虚”)。汽车头灯的位置安装较低，当车灯发出的光照射到路面上的障碍物时，因为光________，障碍物形成的影子较长，司机容易发现。【答案】实；沿直线传播。【解析】摄像头的工作原理和照相机成像相似，是成实像的；影子的形成是光照到不透明的物体上，由于光沿直线传播，光被物体挡住，就在物体后面形成了一个“黑暗区”，即为影子。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