3.4 透镜的应用 暑期预习导学案（附同步作业）-2026-2027学年八年级上册物理苏科版

3.4 透镜的应用 【学习目标】自主研读 1、类比照相机与人眼的构造，牢记二者的成像规律，掌握拍照时远近拍摄的调节方法。 2、分清近视眼、远视眼的形成原因、成像位置，熟练掌握两种视力缺陷的矫正方法。 3、回顾投影仪、放大镜的成像原理，学会使用时的调节技巧。 4、了解显微镜、望远镜的构造，分析物镜、目镜各自的成像特点，明白增大视角的原理。 5、可以结合凸透镜成像规律，解释生活中各类光学仪器的工作现象，养成科学用眼的习惯。 【情境导入】想一想（导学引入环节） 外出拍照时，相机能把景物缩小定格在画面里；戴上近视眼镜，原本模糊的字立刻变清晰；用放大镜看书上的小字，可以看得清清楚楚。 小组思考讨论： 1、照相机、近视眼镜、放大镜分别是什么透镜构成的？ 2、人眼为什么既能看清远处的大树，又能看清近处的书本？ 3、老花镜和近视镜分别用来矫正哪种视力缺陷，原理一样吗？ 带着这些问题，我们一起来探究透镜在生活中的实际应用。 【预习自学】自主填空（学生导学留白部分） 请同学们阅读课本内容，独立完成下面填空： 1、照相机的镜头相当于 ，拍照时物距满足 ，成倒立、 的实像。 2、人的眼球中， 相当于凸透镜， 相当于光屏，景物成像在视网膜上形成视觉。 3、看远处景物时，人眼的晶状体变 ，折光能力变弱；看近处物体，晶状体变 。 4、近视眼成像落在视网膜 方，需要佩戴 透镜矫正；远视眼成像在视网膜 方，用 透镜矫正。 5、放大镜使用时，物距 一倍焦距，成正立、放大的 像。 6、显微镜和望远镜都由物镜和目镜两组凸透镜组成，目镜都相当于 。 【合作探究一：照相机和人眼（课堂导学核心环节） 思考讨论 思考 1：拍完全身照，再拍特写人像，摄影师为什么要靠近人，同时镜头往前伸？ 思考 2：视网膜上成的像是倒立缩小的，为什么我们看到的物体都是正立的？ 小组归纳总结 1、照相机成像规律：u＞2f，倒立、缩小实像。 口诀：物远像近像变小，物近像远像变大。 2、人眼的调节方式：依靠肌肉改变晶状体厚薄，改变焦距，而不是改变像距。 3、正常眼睛的明视距离大约为 25 厘米，长时间小于这个距离用眼容易产生视疲劳。 【合作探究二：视力缺陷及其矫正（小组探究环节） 模拟实验思考 用水透镜模拟晶状体：加厚水透镜代表近视，变薄代表远视。 思考 1：近视的人为什么看不清远处的物体？凹透镜是怎样把像调整到视网膜上的？ 思考 2：老年人的老花眼，能不能佩戴近视眼镜来看书？为什么？ 规律梳理 1、近视眼成因：晶状体太厚，折光能力过强，像成在视网膜前方；矫正：凹透镜发散光线。 2、远视眼成因：晶状体太薄，折光能力不足，像成在视网膜后方；矫正：凸透镜会聚光线。 拓展知识：眼镜度数 度数 = 100÷ 焦距（米），远视镜片度数为正数，近视镜片度数为负数。 【合作探究三：投影仪、放大镜的使用探究 小组实操思考 1、投影仪的幻灯片为什么要倒着放置？想要银幕上画面变大，该怎样调节仪器？ 2、拿放大镜看文字，为什么离字太远之后，就不能放大，反而看不清了？ 结论梳理 1、投影仪：f＜u＜2f，倒立放大实像；镜头靠近投影片、仪器远离幕布，画面变大。 2、放大镜：u＜f，正立放大虚像；在一倍焦距以内，放大镜略微远离纸面，放大效果更强。 【合作探究四：显微镜与望远镜（拓展探究） 思考 1：显微镜的物镜和目镜，分别对应哪种光学仪器的成像特点？ 思考 2：望远镜看远处的物体，物镜成缩小的像，为什么我们感觉物体变大了？ 归纳总结 1、显微镜：物镜类似投影仪（放大实像），目镜类似放大镜（再次放大虚像），两次放大。 2、望远镜：物镜类似照相机（缩小实像），目镜放大这个实像，作用是增大观察的视角。 【对比梳理】自主归纳（学生总结留白） 小组合作，完成四种光学器具对比： 器材 透镜类型 物距范围 成像特点 照相机 凸透镜 放大镜 凸透镜 投影仪 凸透镜 人眼晶状体 凸透镜 u＞2f 倒立缩小实像 【误区辨析】答疑解惑（师生互动环节） 1、误区：人眼看见物体，视网膜上成正立的像。 辨析：成倒立缩小实像，大脑对图像进行处理，感知为正立。 2、误区：凹透镜可以矫正老花眼。 辨析：老花眼是远视，必须使用凸透镜会聚光线矫正。 3、误区：放大镜离物体越近，放大效果越好。 辨析：紧贴纸面放大效果最小，在一倍焦距内稍微远离，放大效果更好。 4、误区：望远镜可以把远处的物体真正放大。 辨析：物镜成缩小的实像，只是通过目镜增大了视角。 【课堂当堂检测】探究达标 独立完成习题，同桌互相订正答案： 1、照相拍摄半身特写，照相机靠近人，镜头向 _伸出。 2、近视眼镜是\\\\透镜，老花镜是 透镜。 3、显微镜的物镜成像原理和（ ）一样 A、放大镜 B、投影仪 C、照相机 4、判断题：人眼通过改变像距来看清远近不同的物体。（ ） 5、简答：为什么长时间玩手机容易造成近视眼？ 【课堂小结】自我梳理（留白导学） 这一节课，你掌握了哪些光学仪器的原理？还有哪些疑问？ 【课后同步作业】巩固提升 1、实践题：用手机摄像头观察，靠近书本和远离书本，画面大小有什么变化。 2、简答题：摄影师在拍风景照时，想让取景范围更大，应该怎么操作相机？ 3、思考题：戴着近视眼镜看到的景物，是实像还是虚像？ 同步作业 一．选择题（共10小题） 1．如图，小明利用透镜、纸箱和手机制作了一个简易投影仪，它能将手机上的画面放大投影到墙面上，下列说法正确的是（　　） A．简易投影仪的镜头是凹透镜 B．投影仪在墙上成正立、放大的虚像 C．透镜到墙面的距离应小于2倍焦距 D．当手机靠近透镜放置后，在墙上所成清晰的像将变大 2．图甲为某眼病患者眼球与正常眼球对比图，图乙中能反映该患者眼疾成因及其矫正原理的是（　　） A．（a）和（c） B．（a）和（d） C．（b）和（d） D．（b）和（c） 3．以下是显微镜和望远镜原理示意图，下面是关于它们的二次成像的说法：①显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；②显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；③望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像；④望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像。上述说法中正确的是（　　） A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 4．小明在用显微镜观察上皮组织细胞时，通过调节，已使被观察物体处在视野的中央了，但像太小，观察不清楚，这时他应该（　　） A．使物镜远离物体，目镜位置不变 B．使物镜靠近物体，目镜远离物镜一些 C．使物镜远离物体，目镜靠近物镜一些 D．使物镜位置不变，目镜靠近物镜一些 5．潜望镜、老花镜、近视镜、汽车的观后镜，依次用的是（　　） A．凹透镜、凹透镜、凸透镜、凸面镜 B．平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜 C．平面镜、凸透镜、凹透镜、凸透镜 D．平面镜、凹透镜、凸透镜、凸透镜 6．如图，小华同学在做探究“凸透镜成像规律”实验时，把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了。接着，他再将光屏远离凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。关于周老师的眼睛和眼镜说法正确的是（　　） A．周老师是近视眼，戴凹透镜 B．周老师是近视眼，戴凸透镜 C．周老师是远视眼，戴凹透镜 D．周老师是远视眼，戴凸透镜 7．如图，是相同焦距拍摄的同一小孩的照片，则拍摄时，物距、像距的比较情况是（　　） A．甲的物距、像距都比乙大 B．甲的物距、像距都比乙小 C．甲的物距比乙大，甲的像距比乙小 D．甲的物距比乙小，甲的像距比乙大 8．下列关于放大镜、幻灯机、照相机的说法错误的是（　　） A．它们都是利用凸透镜成像的 B．用照相机拍照时，景物在2倍焦距以外 C．幻灯片必须放在2倍焦距以外 D．用放大镜看书，书与透镜的距离应小于1倍焦距 9．“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天。”杜甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色（意境图如图）。下列说法不正确的是（　　） A．能从各个方向看见黄鹂，是由于光发生了漫反射 B．看到溪水中的鱼比实际位置浅，是光的折射现象 C．阳光下的溪水波光粼粼，是水面对光的反射现象 D．目送白鹭高飞远去的过程中，眼睛的晶状体变厚 10．如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 二．填空题（共5小题） 11．如图是探究凸透镜成像规律的实验情景，此时光屏上呈现烛焰清晰的像（像未画出）。生活中的　 　 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理工作的。小华同学用照相机给盛开的紫荆花拍照时发现没能拍全整个紫荆花，为使全部紫荆花进入取景框，他应　 　 （选填“远离”或“靠近”）紫荆花。 12．如图是一款加装了放大镜的指甲剪，正常使用时，放大镜对光起　 　 （选填“会聚”或“发散”）作用。 13．常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图，其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当于 　 　 ，使我们能看到水银柱放大后的 　 　 像（填“实”或“虚”）。 14．二维码在现代生活中随处可见。我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了 　 　 （填“反”或“折”）射；用手机扫描二维码时，手机的镜头相当于 　 　 镜，二维码图案通过手机镜头成 　 　 （填“实”或“虚”）像。如图所示是时下流行用自拍杆拍照的情景，与直接拿手机自拍相比，使用自拍杆增大了 　 　 （填“物距”或“像距”）。 15．在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时，冰蓉同学选择了如下器材： 蜡烛（模拟所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连）、光屏（模拟人眼视网膜）、光具座等。 （注：水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节。） （1）她安装并调整好实验装置，如图所示，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像；当向水凸透镜内注入水，使透镜更凸后，发现光屏上已无烛焰清晰的像，若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应在水凸透镜前放置一块 　 　 透镜；若撤去放置的透镜，应将光屏 　 　 （选填：“靠近”或“远离”）水凸透镜，才能得到清晰的像。 （2）根据上述实验，可知近视眼的形成原因是：　 　 。 三．实验探究题（共3小题） 16．近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。 请回答下列问题： （1）模拟近视眼视物情况，选择图乙中的 　 　 （填序号）号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊； （2）用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的 　 　 （选填“A”“B”或“C”）点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的 　 　 透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善； （3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器 　 　 （选填“抽取”或“注入”）适量水； （4）根据上述实验，近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢？　 　 ，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：　 　 。 17．“问天”学习小组在实验室研究投影仪的成像特点。 （1）他们将投影片放在载物台上，调节镜头的位置，屏幕上出现清晰、倒立、放大的实像，是因为投影片放在了距离镜头 　 　 的位置。（只填下列正确选项前的序号） A.二倍焦距以外 B.一倍焦距到二倍焦距之间 C.一倍焦距以内 （2）他们将投影片到镜头的距离调大，同时将镜头到屏幕的距离调小，当屏幕上再次出现清晰的像时，与（1）中的像相比，像 　 　 。（选填“变大”“不变”或“变小”） 18．如图，自制水滴显微镜，探究显微镜的工作原理。 器材：焦距较长的凸透镜（f＝30cm）一个，滴管一个，废录音带盒一个，清水，白纸，细盐粉，头发丝，等： （1）小水滴可看作一个焦距很小的 　 　 镜，本实验以小水滴作为显微镜的 　 　 镜，它与被观察物体的间距为10−15mm，如图甲所示。 （2）如图甲中，透过这个小水滴，应该能成一个与原来方向相反的、放大了的箭头（如果不是这样，请改变“箭头”间的距离，或者改变水滴的直径），这是通过小水滴所成的一个 　 　 （选填“虚”或“实”）像。 （3）如图甲中，透过这个小水滴，如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头，在不调整与箭头间的距离，应该把水珠变 　 　 （选填“厚”或“薄”），直至与原来方向相反的、放大了的箭头。如果废录音带盒的厚度是12mm，那么最终水滴凸透镜的焦距范围是 　 　 . （4）使凸透镜与小水滴的距离约等于凸透镜的焦距（30cm），通过凸透镜去观察小水滴，使箭头、小水滴、凸透镜在同一直线上，边观察、边微微调节凸透镜的位置，即可看到箭头被放大的 　 　 （选填“虚”或“实”）像。如图乙所示，比图甲中通过小水滴观察到的箭头要 　 　 （选填“大”或“小”）得多，看到的箭头相对于原来的箭头是 　 　 （选填“正立”或“倒立”）.如果箭头顺时针转动，箭头的像将沿 　 　 （选填“顺”或“逆”）时针转动。 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题） 1．【解答】解：A．小明利用透镜、纸箱和手机制作了一个简易投影仪，简易投影仪的镜头是凸透镜，不是凹透镜，故A错误； B．投影仪在墙上成倒立的放大的实像，而不是正立的虚像，故B错误； C．透镜到墙面的距离是像距，在投影仪成像中，像距应大于2倍焦距，故C错误； D．根据成实像时，物体靠近，像远离，像变大，故当手机靠近透镜放置后，在墙上所成清晰的像将变大，故D正确。 故选：D。 2．【解答】解：图甲为某眼病患者眼球与正常眼球对比图可知，患者眼球的晶状体比正常眼球的晶状体更凸，其对光的会聚能力更强，所成的像会聚在视网膜的前方，这是近视眼的成因；在图乙中，（a）图中光线会聚在视网膜前方，反映了近视眼的成因；近视眼需要配戴凹透镜进行矫正，凹透镜对光线有发散作用，能使像成在视网膜上，（c）图中配戴凹透镜矫正，反映了近视眼的矫正原理。所以能反映该患者眼疾成因及其矫正原理的是（a）和（c）。 故选：A。 3．【解答】解： （1）显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当u＜f时，成正立放大的虚像，所以显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故①正确，②错误； （2）用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像，这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像，故③错误，④正确。 故选：C。 4．【解答】解：显微镜的物镜是将物体成一个倒立放大的实像，相当于投影仪的作用，根据“物近像远像变大”的规律，应缩小物距，才能使像变大； 显微镜的目镜是起一个放大镜的作用，以物镜所成的像为物体，再进行二次成像，此时的“物体”在目镜的焦距之内，根据放大镜“物远像远像变大”的规律，应使目镜远离物镜一些。 对照选项可知，只有B符合题意。 故选：B。 5．【解答】解：潜望镜利用平面镜改变光路；老花镜利用凸透镜对光线的会聚作用，使像呈在视网膜上；近视镜利用凹透镜对光线有发散作用，使像呈在视网膜上；汽车观后镜利用凸面镜对光线的发散作用，发散光线的反向延长线会聚成像；所以依次用的是平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜。 故选：B。 6．【解答】解：将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明延迟成像了，故放置的是使光线发散的凹透镜，这种眼镜是用来矫正近视眼的。 故选：A。 7．【解答】解： 由图知，甲照片的像比乙的像小，根据凸透镜成像的规律，成的像越小，此时的物距越大，像距越小； 所以拍摄甲照片时，相机与小孩的距离较大（物距较大），像距小；拍摄乙照片时，物距小，像距大；故ABD错误，C正确。 故选：C。 8．【解答】解：A.放大镜、幻灯机、照相机的镜头都是凸透镜，利用了凸透镜成像规律，故A正确； B.照相机成倒立、缩小的实像，物距大于2倍焦距，此时像距处于1倍、2倍焦距之间，故B正确； C.幻灯机成倒立、放大的实像，物距介于1倍焦距与2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，故C错误； D.用放大镜看书，物距小于焦距，即书与透镜的距离应小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，故D正确。 故选：C。 9．【解答】解：A、能从各个方向看见黄鹂，即投射在黄鹂表面上的光向各个方向反射，说明光发生了漫反射，故A正确； B、看到水中的鱼比鱼的实际位置浅是光的折射现象，故B正确； C、阳光下的溪水波光粼粼，是由于光被水面反射后形成的现象，故C正确； D、目送白鹭高飞远去的过程中，物距变大，像距变小；为了使像成在视网膜上，晶状体对光的会聚能力应该变弱，即眼睛的晶状体变薄，故D错误。 故选：D。 10．【解答】解：“寸镜”内部有一个凸透镜，在修表时，做放大镜使用，所以此时手表到凸透镜的距离应小于1倍焦距，故A正确、BCD错误。 故选：A。 二．填空题（共5小题） 11．【解答】解：光屏上能成清晰的像，则该像为实像，此时物距小于像距，为投影仪的成像原理；使用照相机时，为扩大取景范围，像要变小，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，镜头应远离物体。 故答案为：投影仪；远离。 12．【解答】解：放大镜实质是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，因此放大镜对光起会聚作用； 当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。 故答案为：会聚。 13．【解答】解：从图中体温计的横截面看，此温度计的圆弧形玻璃相当于放大镜，当物距小于焦距时，可以成放大、正立的虚像。 故答案为：放大镜；虚。 14．【解答】解： 看见二维码是由于光在二维码图案上发生了反射，反射的光线进入人的眼睛； 手机的镜头为凸透镜，二维码反射的光经过摄像头后，成倒立、缩小的实像； 用自拍杆拍照时，增大了人与镜头间的距离，增大了物距。 故答案为：反；凸透；实；物距。 15．【解答】解：向水凸透镜内注入水时，透镜更凸，会聚能力较强，将像成在光屏的前面，为了使像正好呈在光屏上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于光屏后移，所以应在水凸透镜前放置一块凹透镜。或者将光屏前移靠近水凸透镜。 故答案为： （1）凹，靠近； （2）晶状体较正常人眼更凸或变厚（或像成在了视网膜之前）或晶状体偏折能力强或对光线的会聚能力强。 三．实验探究题（共3小题） 16．【解答】解：（1）近视眼是晶状体凸度过大或眼球前后径过长，外界物体的像成在视网膜前方引起的，因此应选取凸度更大的3号透镜模拟近视眼的晶状体； （2）图甲中C点在凸透镜（晶状体）和光屏（视网膜）之间，是眼睛的内部，因此模拟近视眼镜的水透镜应放置在模拟晶状体的凸透镜前的B点； 由于近视眼需要配戴凹透镜矫正，因此应将水透镜调节成焦距合适的凹透镜； （3）凸透镜的焦距越小，对光的会聚能力越强，需要用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正，由图丙提供的信息可知，此时需要用注射器抽取适量的水； （4）根据上述实验现象可知，近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。 故答案为：（1）3；（2）B；凹；（3）抽取；（4）更小；近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。 17．【解答】解：（1）投影仪的镜头相当于一个凸透镜，可以成倒立、放大的实像，则此时物距2f＞u＞f，即胶片应放在一倍焦距到二倍焦距之间，故选B； （2）凸透镜成实像时，物远像近像变小，将投影片到镜头的距离调大，物距变大，同时将镜头到屏幕的距离调小，像距减小，当屏幕上再次出现清晰的像时，像变小。 故答案为：（1）B；（2）变小。 18．【解答】解：（1）小水滴接近圆形，在分子力的作用下中间凸起，所以其相当于一个焦距很小的凸透镜，是当作显微镜的物镜来使用的； （2）凸透镜成倒立、放大的像应该是实像； （3）由题意可知，小水滴此时相当于放大镜，成的是正立、放大的虚像，说明箭头在小水滴的焦点之内，即小水滴的焦距过大，因此应该把水珠变得再厚些，使其焦距变小，直至成倒立、放大的实像，此时物距满足：f＜12mm＜2f，即：凸透镜的焦距为：6mm＜f＜12mm； （4）由乙图可知，凸透镜在上面，应该是目镜；凸透镜放置的位置是水平的，此时，凸透镜镜相当于一个放大镜，成的是一个正立、放大的虚像；目镜是把物镜成的倒立的实像放大成正立、放大的虚像，虽然二次放大成的像相对于物体是倒立的，但旋转的方向是一致的。所以，箭头顺时针转动，则箭头的像将沿顺时针转动。 故答案是：（1）凸透；物；（2）实；（3）厚；6～12mm；（4）虚；大；倒立；顺 学科网（北京）股份有限公司 $