第三节生活中的透镜（导学案）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

第3节 生活中的透镜（导学案） 【学习目标】 1. 物理观念：了解放大镜、投影仪、照相机等光学仪器的工作原理，理解凸透镜成像规律在实际中的应用。 2. 科学思维：通过对比不同仪器的成像特点，培养归纳与模型建构能力。 3. 科学探究：能通过观察和实验，分析简单光学仪器的光路原理。 4. 态度责任：认识物理学对科技发展的推动作用，培养探索精神。 【学习重点】 解释照相机、投影仪、放大镜的成像原理。 【学习难点】 理解显微镜和望远镜的二次成像光路。 【复习回顾】 1. 凸透镜成像规律： 当u > 2f时，成______、______、______（应用：______）。 当f < u < 2f时，成______、______、______（应用：______）。 当u < f时，成 ______、______、______（应用：______）。 【课堂探究】 探究一、放大镜 1. 操作体验：用放大镜观察课本上的文字，缓慢改变放大镜与纸面的距离。 成放大像时，物体必须位于凸透镜的______（一倍焦距内/外），成的是______（实/虚）像，像与物在透镜的______（同/异）侧。 2. 原理总结：放大镜利用凸透镜在 u < f 时成______、______、______像的原理。 探究二、投影仪和幻灯机 1. 观察思考： 投影片（物体）到镜头的距离范围：______< u <______。 屏幕上的像是______（正立/倒立）的，因此投影片需______（正/倒）放置。 2. 光路分析：投影仪的凸透镜成______（实/虚）像，像距v______2f（填“>”或“<”）。 探究三、照相机 1. 对比分析（与投影仪对比）： 仪器 物距范围 像的特点 像距范围 照相机 倒立、缩小、实像 投影仪 倒立、放大、实像 2. 原理应用：调焦环的作用是调节______（物距/像距），使像清晰地落在______（底片/屏幕）上。 探究四、光学显微镜 1. 光路探究 物镜（靠近物体的透镜）：成______（放大/缩小）的______（实/虚）像。 目镜（靠近眼睛的透镜）：作用相当于______，再次成 ______像。 2. 成像特点：最终看到的是______（正立/倒立）的虚像，物体被______（一次/两次）放大。 探究五、光学望远镜 1. 观察目标：主要用于观察_______（微小/遥远）物体。 2. 原理对比显微镜： 物镜：成______（放大/缩小）的实像。 目镜：对实像再次成______像。 2. 特点：通过拉近视角，使物体看起来更______（远/近）。 3. 【归纳整理】 第3节 探究凸透镜成像特点 【课堂练习】 【A 级】基础演练 1．（2024·河南周口·三模）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(相当于一个凸透镜)，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。下列有关说法正确的是（     ） A．光经过摄像头成像利用的是光的反射 B．该摄像头的成像原理与投影仪相同 C．“刷脸”时，如果显示屏上的像不完整无法交易，则需要人适当远离摄像头 D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像 2．如图甲所示，是小芮的照片，她用放大镜贴近照片所看到的像是（　　） A． B． C． D． 3．（24-25八年级上·吉林长春·期末）为了安全，小汽车挡风玻璃下不能摆放装有水的矿泉水瓶，因为矿泉水瓶被太阳照射会引起火灾发生，装有水的矿泉水瓶相当于（　　） A．凸面镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 4．（2021·广东深圳·二模）某同学用数码相机（可调焦距）拍摄下了同一盒新品种彩色花菜的两张照片。如图所示，结合图片分析，下面说法正确的是（　　） A．照相机的镜头与老花镜属于一类透镜 B．凸透镜能成正立、缩小的实像是照相机的工作原理 C．拍照时花菜离镜头的距离应在一倍焦距和二倍焦距之间 D．在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得小一些 5．关于望远镜和显微镜，下列说法正确的是(     ) A．开普勒望远镜观察到的是物体倒立的虚像，伽利略望远镜观察到的是物体正立的虚像 B．望远镜观察到的物体是缩小的，显微镜观察到的物体是放大的 C．显微镜的物镜焦距长，目镜焦距短 D．望远镜察到的是物体的实像，显微镜观察到的是物体的虚像 6．照相机镜头的作用相当于一个 镜，来自物体的光经过照相机镜头后，会在胶卷上形成一个 （选填“放大”或“缩小”）、 （选填“倒立”或“正立”）的 像（选填“实”或“虚”）。 【B 级】能力提升 7．（2020·广东惠州·一模）如图所示是小孟同学正在用无人机航拍家乡的美景，关于无人机的使用，下列说法正确的是（　　） A．无人机的镜头相当于凸透镜， 成的是倒立放大的实像 B．无人机的镜头相当于凹透镜，成的是倒立缩小的实像 C．要拍地面全景， 控制无人机上升， 所成的像变小 D．要拍某区域近景， 控制无人机上升， 所成的像变大 8．（2023·山东潍坊·中考真题）2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路的方法，其工作原理如图所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（多选）（    ）    A．掩膜上的电路图在硅片上成实像 B．掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外 C．硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内 D．要减小硅片上的像，需将掩膜向下移动 9．（22-23八年级上·辽宁丹东·期末）如图，取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛，焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛，通过两个放大镜看前面的物体，调整两个放大镜间的距离，直到看得最清楚为止。物体是 （选填“变大”或“变小”）；若接着把两个放大镜的位置前后对调，物体是 （选填“变大”或“变小”）。 10．（2022·辽宁沈阳·一模）显微镜的目镜和物镜使用的都是凸透镜。当载物片在物镜的 （选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”）时，物体通过物镜成一个 （选填“实”或“虚”）像，它的目镜的成像特点与我们生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像性质相同。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ ( 4 / 8 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 生活中的透镜（导学案） 【学习目标】 1. 物理观念：了解放大镜、投影仪、照相机等光学仪器的工作原理，理解凸透镜成像规律在实际中的应用。 2. 科学思维：通过对比不同仪器的成像特点，培养归纳与模型建构能力。 3. 科学探究：能通过观察和实验，分析简单光学仪器的光路原理。 4. 态度责任：认识物理学对科技发展的推动作用，培养探索精神。 【学习重点】 解释照相机、投影仪、放大镜的成像原理。 【学习难点】 理解显微镜和望远镜的二次成像光路。 【复习回顾】 1. 凸透镜成像规律： 当u > 2f时，成倒立、缩小、实像（应用：照相机）。 当f < u < 2f时，成倒立、放大、实像（应用：投影仪）。 当u < f时，成 正立、放大、虚像（应用：放大镜）。 【课堂探究】 探究一、放大镜 1. 操作体验：用放大镜观察课本上的文字，缓慢改变放大镜与纸面的距离。 成放大像时，物体必须位于凸透镜的一倍焦距内（一倍焦距内/外），成的是虚（实/虚）像，像与物在透镜的 同（同/异）侧。 2. 原理总结：放大镜利用凸透镜在 u < f 时成 正立、放大、虚像的原理。 探究二、投影仪和幻灯机 1. 观察思考： 投影片（物体）到镜头的距离范围：f < u <2f。 屏幕上的像是倒立（正立/倒立）的，因此投影片需 倒（正/倒）放置。 2. 光路分析：投影仪的凸透镜成 实（实/虚）像，像距v>2f（填“>”或“<”）。 探究三、照相机 1. 对比分析（与投影仪对比）： 仪器 物距范围 像的特点 像距范围 照相机 u > 2f 倒立、缩小、实像 f < u <2f 投影仪 f < u <2f 倒立、放大、实像 u > 2f 2. 原理应用：调焦环的作用是调节像距（物距/像距），使像清晰地落在 底片（底片/屏幕）上。 探究四、光学显微镜 1. 光路探究 物镜（靠近物体的透镜）：成放大（放大/缩小）的 实（实/虚）像。 目镜（靠近眼睛的透镜）：作用相当于 放大镜，再次成 放大的虚像。 2. 成像特点：最终看到的是 倒立（正立/倒立）的虚像，物体被两次（一次/两次）放大。 探究五、光学望远镜 1. 观察目标：主要用于观察 遥远（微小/遥远）物体。 2. 原理对比显微镜： 物镜：成 缩小（放大/缩小）的实像。 目镜：对实像再次成 放大的虚像。 2. 特点：通过拉近视角，使物体看起来更近（远/近）。 3. 【归纳整理】 第3节 探究凸透镜成像特点 【课堂练习】 【A 级】基础演练 1．（2024·河南周口·三模）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(相当于一个凸透镜)，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。下列有关说法正确的是（     ） A．光经过摄像头成像利用的是光的反射 B．该摄像头的成像原理与投影仪相同 C．“刷脸”时，如果显示屏上的像不完整无法交易，则需要人适当远离摄像头 D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像 【答案】C 【详解】A．光经过摄像头成像属于凸透镜成像，利用的是光的折射，故A错误； BD．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的实像，成像原理与照相机相同，而投影仪成倒立放大的实像，与其成像原理不同，故BD错误； C．“刷脸”时，如果显示屏上的像不完整无法交易，说明所成的像过大，要使像变小，根据凸透镜成实像的规律可知，像距变小，物距变大，则需要人适当远离摄像头，故C正确。 故选C。 2．如图甲所示，是小芮的照片，她用放大镜贴近照片所看到的像是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】放大镜是凸透镜，当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．（24-25八年级上·吉林长春·期末）为了安全，小汽车挡风玻璃下不能摆放装有水的矿泉水瓶，因为矿泉水瓶被太阳照射会引起火灾发生，装有水的矿泉水瓶相当于（　　） A．凸面镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】C 【详解】装有水的矿泉水瓶，其形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，可以将射来的太阳光会聚于一点，会聚点的温度比较高，可能会引起火灾。 故选C。 4．（2021·广东深圳·二模）某同学用数码相机（可调焦距）拍摄下了同一盒新品种彩色花菜的两张照片。如图所示，结合图片分析，下面说法正确的是（　　） A．照相机的镜头与老花镜属于一类透镜 B．凸透镜能成正立、缩小的实像是照相机的工作原理 C．拍照时花菜离镜头的距离应在一倍焦距和二倍焦距之间 D．在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得小一些 【答案】A 【详解】A．照相机的镜头是凸透镜，老花镜是凸透镜，类型相同，故A正确； B．凸透镜成倒立缩小的实像，是照相机的工作原理，故B错误； C．利用照相机拍照时，物体在镜头的二倍焦距以外，故C错误； D．在物距相同时，由于乙图成像更大，因为镜头的焦距更大，故D错误。 故选A。 5．关于望远镜和显微镜，下列说法正确的是(     ) A．开普勒望远镜观察到的是物体倒立的虚像，伽利略望远镜观察到的是物体正立的虚像 B．望远镜观察到的物体是缩小的，显微镜观察到的物体是放大的 C．显微镜的物镜焦距长，目镜焦距短 D．望远镜察到的是物体的实像，显微镜观察到的是物体的虚像 【答案】A 【详解】A. 开普勒式望远镜看到的是虚像, 物镜相当于一个投影仪,目镜相当于一个放大镜，最终看到的像是物体倒立的虚像；伽利略望远镜物镜是会聚透镜而目镜是发散透镜的望远镜，光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方（靠近人眼的后方）焦点上，这像对目镜是一个虚像，因此经它折射后成看到的物体正立虚像（目镜是凹透镜），故A选项符合题意． B．因为望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但是它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大，所以使用望远镜观察物体时，会感觉到物体是被放大的，显微镜观察的物体是由物镜、目镜放大两次之后的像．故B选项不符合题意． C．显微镜的镜筒长度有限，物镜需要把标本折射成放大的实像，还需要离标本近一点使得成象可以明亮些，因此需要把物镜的焦距做得短一些；而目镜的焦距长一点，可以保证经物镜折射后的实像落在目镜的焦距之内，以形成再次放大后的虚像，故C选项不符合题意． D．望远镜与显微镜看到的均是放大的虚像，故D选项不符合题意； 6．照相机镜头的作用相当于一个 镜，来自物体的光经过照相机镜头后，会在胶卷上形成一个 （选填“放大”或“缩小”）、 （选填“倒立”或“正立”）的 像（选填“实”或“虚”）。 【答案】 凸透 缩小 倒立 实 【详解】[1][2][3][4]照相机的成像原理是物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，照相机的镜头相当于凸透镜。 【B 级】能力提升 7．（2020·广东惠州·一模）如图所示是小孟同学正在用无人机航拍家乡的美景，关于无人机的使用，下列说法正确的是（　　） A．无人机的镜头相当于凸透镜， 成的是倒立放大的实像 B．无人机的镜头相当于凹透镜，成的是倒立缩小的实像 C．要拍地面全景， 控制无人机上升， 所成的像变小 D．要拍某区域近景， 控制无人机上升， 所成的像变大 【答案】C 【详解】AB．用无人机航拍家乡的美景，相当于照相机，所以无人机的镜头相当于凸透镜， 成的是倒立缩小的实像，故AB错误； C．要拍地面全景，需要拍摄的范围大，应使像变小，根据凸透镜成实像时的变化规律：物远像近像变小，所以应增大物距，控制无人机上升，所成的像变小，故C正确； D．要拍某区域近景， 需要拍摄的范围小，应使像变大，根据凸透镜成实像时的变化规律：物近像远像变大，所以应减小物距，控制无人机下降，所成的像变大，故D错误。 故选C。 8．（2023·山东潍坊·中考真题）2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路的方法，其工作原理如图所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（多选）（    ）    A．掩膜上的电路图在硅片上成实像 B．掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外 C．硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内 D．要减小硅片上的像，需将掩膜向下移动 【答案】AB 【详解】A．由图和题意可知，该缩图透镜为凸透镜，且要制造出含有众多元件的集成电路，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像，故A正确； BC．结合凸透镜成缩小实像的条件可知，掩膜位于缩图透镜二倍焦距之外，硅片到缩图透镜的距离（像距）在一倍焦距和二倍焦距之间，此投射原理与照相机的原理相同，故B正确，C错误； D．由图可知，该透镜将光会聚，所以这是一个凸透镜成像的过程，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的原理，缩图透镜相同，实现制程变小的突破，要将掩膜向上方移动，故D错误。 故选AB。 9．（22-23八年级上·辽宁丹东·期末）如图，取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛，焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛，通过两个放大镜看前面的物体，调整两个放大镜间的距离，直到看得最清楚为止。物体是 （选填“变大”或“变小”）；若接着把两个放大镜的位置前后对调，物体是 （选填“变大”或“变小”）。 【答案】 变大 变小 【详解】[1]通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像原理，前面焦距大的凸透镜相当于望远镜的物镜，使远处的物体在焦点附近成倒立的实像，后面焦距小的凸透镜相当于望远镜的目镜，用来把这个实像放大，所以我们看到了物体倒立、放大的像。 [2]望远镜的放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距；若望远镜的两个凸透镜位置颠倒，焦距小的作为物镜，焦距大的作为目镜，则放大倍数小于1，成缩小的像。 10．（2022·辽宁沈阳·一模）显微镜的目镜和物镜使用的都是凸透镜。当载物片在物镜的 （选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”）时，物体通过物镜成一个 （选填“实”或“虚”）像，它的目镜的成像特点与我们生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像性质相同。 【答案】 一倍焦距与二倍焦距之间 实 放大镜 【详解】[1][2]载物片离物镜距离较小，位于物镜的一倍焦距与二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，成倒立、放大的实像。 [3]物镜所成的实像位于目镜的一倍焦距以内，通过目镜再次成正立、放大的虚像，与我们生活中的放大镜工作原理相同。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ ( 4 / 8 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $