2020-2021学年八年级物理下册-6.3-生活中的透镜讲义北师大版.docx

2020-2021学年八年级物理下册 6.3 生活中的透镜讲义北师大版

2020-2021学年八年级物理下册 6.3 生活中的透镜讲义北师大版

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15
6.3 生活中的透镜
一、知识点解析
1.照相机：镜头是凸透镜，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像（实像是由实际光线会聚而成,胶片能感光,所以能成实像）。
2.投影仪（幻灯机）：镜头是凸透镜，物体在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像；透过平面镜使倒立，放大的像再倒立一次，这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意：照相机、投影仪要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕。
3.放大镜：放大镜是一个短焦距凸透镜，放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像。
4.显微镜：显微镜由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理，经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜（凸透镜1）成像，这时候的物体应该在物镜(凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大、倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”，经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像，这样像和物才在同一侧，因此第一次成的像应该在目镜（凸透镜2）的一倍焦距以内，这样经过第二次成像，第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
5.望远镜：望远镜也是由两组凸透镜（目镜和物镜）组成，它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
1.显微镜：显微镜由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理，经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜（凸透镜1）成像，这时候的物体应该在物镜(凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大、倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”，经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像，这样像和物才在同一侧，因此第一次成的像应该在目镜（凸透镜2）的一倍焦距以内，这样经过第二次成像，第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
2.望远镜：望远镜也是由两组凸透镜（目镜和物镜）组成，它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
二、考查方向
生活中的透镜指的是放大镜、照相机和投影仪等。对生活中的透镜的主要要求是：成像原理、成像特点和使用；重点是实像和虚像，这里需要重点掌握实像和虚像的异同。考题主要集中在对生活中透镜的认识上。像放大镜使用时应注意哪些问题，所成的像的性质；照相机使用方法和成像性质等。
典例一：（2020·陕西）照相机镜头相当于一个凸透镜，凸透镜对光有　　作用。拍照时，镜头与被拍摄对象之间的距离应大于　　。某次小明去博物馆参观，想把石碑上的文字拍得更大些，可将照相机的镜头　　（选填“远离”或”靠近”）石碑。
【答案】会聚；二倍焦距；靠近。
【解析】凸透镜对光有会聚作用；
照相机镜头相当于一个凸透镜，拍照时，物距应大于二倍焦距，即镜头与被拍摄对象之间的距离应大于二倍焦距；
想把石碑上的文字拍得更大些，即像变大，则像距变大，物距减小，即将照相机的镜头靠近石碑。
故答案为：会聚；二倍焦距；靠近。
典例二：（2020·哈尔滨）小明同学用一个凸透镜观察洗手液的商标，成像情况如图甲，若想再看到倒立、放大的像，应将凸透镜向　　移动，图乙的成像原理可应用于　　。（选填“照相机”或“放大镜”）

【答案】远离商标的方向；照相机。
【解析】（1）图甲成正立，放大的虚像，此时u＜f，若想再看到倒立、放大的像，2f＞u＞f，增大物距，因此应将凸透镜向远离商标的方向移动，
（2）图乙的成像，成倒立缩小的实像，应用是照相机。
故答案为：远离商标的方向；照相机。
四、跟踪练习
一、基础练习
1.如图所示，“微信支付”已被广泛应用于人们的实际生活中，整个支付过程简便流畅。支付时需用手机摄像头扫描二维码，当手机扫描二维码时，下列说法正确的是（　　）。

A．二维码是光源；
B．手机摄像头使用的是凹透镜；
C．二维码应位于手机摄像头的二倍焦距以外；
D．维码中黑色部分发生漫反射，白色部分发生镜面反射
【答案】C。
【解析】A、二维码本身不发光，不是光源，故A错误；
BC、手机摄像头相当于凸透镜，手机摄像头与照相机原理相同，是利用物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小实像的规律制成的，因此，扫描二维码时镜头和二维码之间的距离大于二倍焦距，故B错误，C正确；
D、当扫描黑白相间的条纹时，黑色条纹吸收所有光线，故黑色条纹不反射色光，而白色条纹能够反射所有色光，故D错误。故选C。
2．如图是手机扫描微信二维码的情形，手机扫描二维码，相当于给二维码照了一张照片，关于二维码相对于手机镜头的距离大小，下列判断正确的是（　　）。

A．任何距离；B．一倍焦距以内；C．大于二倍焦距；D．一倍焦距和二倍焦距之间
【答案】C。
【解析】手机扫描二维码，相当于给二维码照了一张照片，照相机的镜头是一凸透镜，此时二维码到镜头的距离大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故C正确，ABD错。故选C。
3．如图所示，这是一款人脸识别考勤机，通过摄像镜头捕捉人脸信息，并将所拍图象与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比。下面对该装置说法正确的是（　　）。

A．该仪器与投影仪的成像原理相同；
B．该仪器的镜头可用来矫正近视眼；
C．这种镜头对光线具有发散作用；
D．若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm
【答案】D。
【解析】（1）摄像机的镜头是一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，是利用“当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像“原理成像的，与投影仪的成像原理不同；
若凸透镜的焦距是10cm，当人脸和摄像头的距离大于二倍焦距，也就是大于20cm时，能成倒立、缩小的实像，故AC错误，D正确。
（2）矫正近视眼的镜片是凹透镜，不是凸透镜，故B错误。故选D。
4．当汽车经过十字路口时，监控摄像头就会拍下照片。摄像头相当于一个透镜，影像传感器相当于光屏。下列说法正确的是(　　)。
A．监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用；
B．拍照时，汽车位于摄像头二倍焦距以外；
C．当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变大；
D．影像传感器上成的是正立的虚像
【答案】B。
【解析】A．监控摄像头相当于凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，故A错误；
B D．监控摄像头是利用物体在2倍焦距以外，成倒立、缩小实像的原理工作的，即影像传感器上成的是倒立、缩小的实像，故B正确，D错误；
C．凸透镜成实像时，物远像近像变小，所以，当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变小，故C错误。故选B。
5．疫情发生后，为了防止接触传热，许多单位安装了刷脸识别机，这种机器利用了人脸识别系统。它是通过将刷脸机镜头捕捉到的人脸信息，与系统中储存的人脸模板对比，进行人脸识别。下列说法正确的是（）。

A．刷脸机的镜头相当于一个凹透镜；
B．刷脸时，面部通过刷脸机的镜头成的是虚像；
C．刷脸时，面部应位于刷脸机镜头的两倍焦距之外；
D．刷脸时，面部通过刷脸机的镜头所成的像在一倍焦距以内
【答案】C。
【解析】刷脸机的镜头相当于一个凸透镜；因为需要成像为实像；故A、B错误。
刷脸时，面部应位于刷脸机镜头的两倍焦距之外；正C确。
刷脸时，面部通过刷脸机的镜头所成的像在一倍和二倍焦距之间，故D错误。故选C。
6．小闵用透镜观察花朵，如图所示。可以判断她用的是___________（选填“凸”或“凹”）透镜。已知该透镜焦距是15 cm，被观测花朵与透镜的距离应___________15 cm（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】凸；小于。
【解析】用透镜观察花朵，看到花朵放大的像，可以判断她用的是凸透镜；凸透镜做放大镜使用，物距要小于焦距，已知该透镜焦距是15 cm，则被观测花朵与透镜的距离应小于15 cm。
7．小丑鱼颜色艳丽、体型较小，因此水族馆常将它们放入球形鱼缸中以便观赏（如图所示）。球形鱼缸起到了__________的作用，我们看到的小丑鱼是它通过球形鱼缸形成的正立、放大的________（选填“实像”或“虚像”）。

【答案】凸透镜（或放大镜）；虚像。
【解析】将小丑鱼放入球形鱼缸中以便观赏，因为球形鱼缸中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜；所以球形鱼缸起到了凸透镜（或放大镜）的作用；由于小丑鱼位于焦距以内，所以我们看到的小丑鱼是它通过球形鱼缸形成的正立、放大的虚像，即放大镜成正立、放大的虚像。
8．墙上的喜羊羊是实像还是虚像?________。该像相对于物是“正立”还是“倒立”的?__________。

【答案】实像；倒立。
【解析】据图可知，此时印有喜洋洋图案的胶片处于凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，所以应该成一个倒立、放大的实像；据图可知，像是正立的，即胶片一定是倒着放的，即该像相对于物是“倒立”的。
9．小明同学喜欢摄影。一天清晨，他用照相机对同一片树叶拍了两张清晰的照片，如图甲和乙所示。若小明拍摄这两张照片时相机镜头的焦距相同，那么拍摄_______（选填“甲”或“乙”）照片时树叶与相机的距离大一些。树叶上露珠下面的叶脉看起来比较大，这是因为圆形的露珠相当于_______。

【答案】乙；放大镜。
【解析】用照相机照相时，树叶成清晰倒立、缩小的实像，甲的实像大于乙的实像，所以甲的物距小于乙的物距，所以拍摄乙照片时树叶与照相机距离大一些。水珠的中间比边缘厚，是一个水凸透镜，树叶在水凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。
10．如图所示，甲、乙两图分别是凸透镜成实像和虚像时的情景。请分别指出其特点。

（1）凸透镜成实像时，光屏____________，物和实像在凸透镜______________。
（2）凸透镜成虚像时，光屏______________，物和虚像在凸透镜_____________。
【答案】（1）能承接到所成的像；异侧；（2）不能承接到所成的像；同侧。
【解析】（1）凸透镜成实像时，光屏能承接到像，物像在凸透镜的异侧。（2）凸透镜成虚像时，光屏不能承接到像，物像在凸透镜的同侧。
二、提升练习
1.（2020·山西）小亮在重阳节送给奶奶一个台式放大镜（如图）。放大镜的焦距为25cm。奶奶正确使用这个放大镜看书时（　　）。

A．书与放大镜之间的距离应等于25cm；
B．书与放大镜之间的距离应小于25cm；
C．看到的是倒立、放大的虚像；
D．看到的是正立、放大的实像
【答案】B。
【解析】正确使用这个放大镜看书时，放大镜成正立、放大的虚像，需满足u＜f＝25cm，即书书与放大镜之间的距离应小于25cm，故B正确，ACD错误。故选：B。
2.（2020·天津）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30cm处时，在透镜另一侧距透镜15cm处的光屏上得到烛焰清晰的像｡则（　　）。
A. 光屏上成倒立､放大的实像；
B. 光屏上成倒立､缩小的实像；
C. 照相机应用了该次实验的成像规律；
D. 投影仪应用了该次实验的成像规律
【答案】BC。
【解析】据题意知，此次实验所成的像能用光屏来承接，所成的像应是倒立、实像，而且像距小于物距，那么所成的像是缩小的，这个是照相机成像所应用的规律，故BC正确，AD错误。故选BC。
3.（2020·天门）疫情防控期间，学校配备了新型全自动摄像测温告警系统。如图，晨晨同学正在通过学校测温棚，下列说法正确的是（）。

A. 镜头离晨晨同学的距离在一倍焦距以内；
B. 显示屏上晨晨的头像说明，照相机是利用凸透镜能成正立､缩小､实像的原理工作的；
C. 显示屏上晨晨的体温值主要是利用红外线测出的；
D. 当晨晨的体温为36.5℃时，告警系统会报警
【答案】C。
【解析】A．摄像系统的原理是物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，所以镜头离晨晨同学的距离在二倍焦距以外，故A错误；
B．显示屏上晨晨的头像说明，照相机是利用凸透镜能成倒立､缩小､实像的原理工作的，故B错误；
C．测温系统接收到人体的红外线显示温度，所以显示屏上晨晨的体温值主要是利用红外线测出的，故C正确；
D．当晨晨的体温为36.5℃时，是正常体温，告警系统不会报警，故D错误。故选C。
4.（2020·鄂州）如图是小强用手机、透镜和纸盒自制的简易投影仪，能将手机上的画面放大投射到白色墙上。下列说法正确的是（　　）。

A. 手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的二信焦距；
B. 白色墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像；
C. 若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分，白色墙上的画面将不再完整；
D. 从各个角度都能清楚地看到白色墙上的像，是因为墙对光发生了镜面反射
【答案】B。
【解析】A．根据投影仪成像的原理可知，手机到透镜的距离应大于焦距，小于二倍焦距，故A错误；
B．投影仪成的像是倒立、放大的实像，故B正确；
C．若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分，白墙上的画面仍然完整，只是亮度变暗，故C错误；
D．发生漫反射的物体可以从不同角度都能看到，因此从各个角度都能清楚的看到白墙上的像，是因为白墙对照射到其上面的光产生漫反射，故D错误。故选B。
5.（2019·遂宁）为保障市民的出行安全，交管部门在很多十字路口安装了监控摄像头，它可以拍下违章车辆的现场照片，拍照时，摄像头的镜头相当于一个______（选填“凸”或“凹）透镜，所成的像是______（选填“放大”，“缩小”或“等大”）的实像，当车辆远离摄像头时，所成的像将会______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】凸；缩小；变小。
【解析】拍照时，摄像头的镜头相当于一个凸透镜；
照相机和摄像头的原理：当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像；
当车辆远离摄像头时，物距增大，像距减小，像变小。
故答案为：凸；缩小；变小。
6.（2019·广州）图为某望远镜内部部分光路图，物镜是凸进镜，O为光心，F为物镜焦点，焦距为 500mm。

(1)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。
(2)目镜是_____透镜(选填“凹”、“凸“)。
(3)用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个_____ (选填“倒立”、“正立“)______(选填“放大”、“等大”“缩小”)的像．
【答案】（1）如图；(2)凹；（3）倒立；(4)缩小。
【解析】（1）由凸透镜的三条特殊光线得，过光心的光线传播方向不改变，经过焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴射出，据此即可作出光线a、b经物镜折射前的入射光线，如图所示；
；
（2）由图知，目镜对光线a、b有发散作用，说明目镜是凹透镜；
（3）用此望远镜观测月球时，由于物距u>2f，所以月球经物镜成一个倒立、缩小的实像。
7．（2020·齐齐哈尔）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。“刷脸”支付过程中，摄像头相当于　　（选填“凸”或“凹”）透镜，面部经摄像头成倒立、　　（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。

【答案】凸；缩小。
【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于其二倍焦距以外时，物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。
故答案为：凸；缩小。
8.（2020·十堰）如图是张老师利用手机直播网课的情景。手机的镜头相当于______。当手机取景框内只看到电子白板时，为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字，手机应该_______（选填远离”或“靠近”）黑板，黑板上文字所成的像是______（选填“放大”或“缩小”）的像。

【答案】(1)凸透镜；(2)远离；(3)缩小。
【解析】手机的镜头相当于照相机的镜头，是一个凸透镜。
当手机取景框内只看到电子白板时，为了让同学们同时看到两边黑板上板书文字，相当于缩小物体在手机内呈现的像，像距变小，物距变大，所以手机应该远离黑板。
手机的成像原理和照相机类似，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，所以，黑板上文字所成的像是缩小的像。
9．（2020·绥化）如图是“探究凸透镜成像的规律”的装置图，凸透镜的焦距是10cm。
（1）点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在　　上。
（2）将实验器材按图中位置放置，光屏上烛焰的像是倒立、　　的实像，应用此规律工作的是　　。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）
（3）将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，要在光屏上成清晰的像，光屏应向　　凸透镜的方向移动。（填“靠近”或“远离”）
（4）实验中，不小心用指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上的像　　。（填“变暗”“无变化”或“变残缺”）

【答案】（1）同一高度；（2）放大；投影仪；（3）靠近；（4）变暗。
【解析】（1）为了实验的需要，根据实验的要求，将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心必须放在同一水平高度上，烛焰的像才能成在光屏的中央；
（2）由图可知，此时的物距为15cm，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；
（3）将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，相当于增大了物距，要在光屏上成清晰的像，需要减小像距，即光屏应向靠近凸透镜的方向移动；
（4）不小心用手指指尖触摸了凸透镜，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像；因为此时凸透镜会聚光线的数量减少，所以此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些。
故答案为：（1）同一高度；（2）放大；投影仪；（3）靠近；（4）变暗。