4.3 生活中的透镜（讲义）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

本讲义聚焦初中物理“透镜及其应用”中“生活中的透镜”核心知识点，系统梳理放大镜、投影仪、照相机、显微镜的成像原理及规律，从单个透镜应用到组合透镜，构建从原理到调节再到实例的递进学习支架。 资料特色在于结合生活实例设计随学随练与活学活用题型，如手机投影仪、单反相机调节等，通过原理分析培养科学思维，以物理观念解释现象，练习题覆盖基础到迁移创新，课中辅助教学，课后帮助学生查漏补缺。

第四章 透镜及其应用 第3节 生活中的透镜 课标要点 1.对应照相机、投影仪、放大镜分别匹配凸透镜成像规律。 2.理解镜头调节物距像距的原理。 学习重难点 重点：三类光学仪器成像原理。 难点：拍照远近调节镜头伸缩逻辑。 知识点 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。 随学随练小京通过焦距为15cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．“关灯”两字放大的像是实像 B．提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于15cm D．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于15cm 【答案】C 【详解】A．由图可知，小京通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字正立、放大的像，根据凸透镜成像规律，当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像，而非实像，故A错误； B．若提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上，物距等于焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时不能成像，与题意不符，故B错误； CD．小京通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字正立、放大的像，根据凸透镜成像规律，当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像，已知凸透镜的焦距为15cm，因此物距小于15cm，故C正确，D错误。 故选C。 知识点 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。 3.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： 4.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 随学随练在学习了凸透镜成像规律后，小明同学制作了一个“手机投影仪”，如图所示。将手机和凸透镜分别固定在长30cm的纸盒两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙面上看到手机画面清晰放大的像，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距可能为12cm B．墙面与凸透镜的距离一定大于30cm C．墙面上的像可能是正立放大的虚像 D．若要使墙面上的像变大，只需调整“投影仪”到墙面的距离 【答案】B 【详解】 A．由题意可知，手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，即物距u=30cm，此时在墙壁上得到手机画面清晰放大的像；根据凸透镜成像规律可知，当物距f＜u＜2f时，像距v＞2f，成倒立、放大的实像，所以f＜u＝30cm＜2f 解得15cm＜f＜30cm 故A错误； B．物距为30cm，根据凸透镜成像规律，应用于投影仪时，像距大于物距，所以墙面与凸透镜的距离一定要超过30cm，故B正确； C．墙壁相当于光屏，手机画面在墙壁上成的应是倒立、放大的实像，故C错误； D．若要使墙面上的像变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应同时缩短手机到凸透镜的距离，并将“投影仪”远离墙面，故D错误。 答案B。 知识点 照相机（难点） 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。 随学随练在天安门广场某处，小丽想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从观景框中看到城楼的一部分，她应采取（    ） A．照相机离天安门城楼远一些，镜头往外伸一些 B．照相机离天安门城楼远一些，镜头往里缩一些 C．照相机离天安门城楼近一些，镜头往外伸一些 D．照相机离天安门城楼近一些，镜头往里缩一些 【答案】B 【详解】小丽想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从观景框中看到城楼的一部分，说明照相机所成的像太大，照相机镜头相当于凸透镜，照相机成像原理是物距在二倍焦距外，像距在一倍焦距和二倍焦距焦距之间成倒立缩小的实像。根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要让像变小，她应采取将照相机离天安门城楼远一些，镜头往里缩一些。 故选B。 知识点 显微镜 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。 2.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。 随学随练如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜.关于图中两种仪器，下列说法正确的是（　　） A．显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜 B．天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机 C．用显微镜观察物体，看到的像是正立的 D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，但成像特点不同 【答案】D 【详解】A．显微镜的物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像；目镜相当于放大镜，对物镜所成的像再次放大，成正立、放大的虚像，故A错误； B．天文望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像；目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，并非目镜相当于投影仪，故B错误； C．显微镜的物镜成倒立的像，目镜将这个倒立的像再次放大，最终看到的像是倒立的，并非正立的，故C错误； D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，目镜成正立、放大的虚像，成像特点不同，故D正确。 故选 D。 题型 放大镜 活学活用如图所示，小鸣通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的像，则凸透镜到物理书的距离u与凸透镜焦距f的关系是________。若想要观察到的像再大一些，则应该将凸透镜适当_________（“靠近”或“远离”）物理书。 【答案】 u<f 远离 【详解】[1]根据凸透镜成像规律，通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的虚像，应将物体放在一倍焦距以内，即 [2] 根据凸透镜成像规律，成虚像时，物像同侧，若想要观察到的像再大一些，需增大像距，而物像移动方向相同，因此则应该将凸透镜适当远离物理书。 题型 幻灯机和投影仪 活学活用如图所示，小美在电影院看完电影《哪吒之魔童闹海》，便利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。 (1)小美在银幕上看到了清晰的影像，这个影像相对于胶片上的图案是倒立、放大的，这是因为胶片放在了距离镜头 （选填字母）的位置。 A．1倍焦距以内 B．1倍焦距到2倍焦距之间 C．2倍焦距以外 (2)放映过程中，影像大小超出了银幕边界，要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰，在放映镜头靠近银幕的同时，还要将胶片到镜头的距离调________（选填“大”或“小”）一些。 【答案】(1)B (2)大 【详解】（1）电影放映机的镜头相当于一个凸透镜，可以成倒立、放大的实像，则此时物距的范围是2f>u>f，即胶片应放在一倍焦距到二倍焦距之间，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （2）要使银幕上的像变小，则物距变大，像距变小，即放映机靠近银幕时，同时要将胶片到镜头的距离调大。 题型 照相机 活学活用单反相机：所见即所得 因为上下镜头的位置存在差异，双反相机的取景得到的画面和实际成像的画面会有所不同，这在物体距离相机较近时更为明显。为了解决这个问题，人们于随后的几年中发明了单镜头反光镜照相机（简称单反相机），并于1950年代引入了五棱镜实现平视的取景以取代双反相机中俯视的取景方式，如图所示。 （1）取景对焦时，来自被摄物体的光经镜头、反光镜及五棱镜的作用达到取景器。而当按下快门时，反光镜由___________（选填“状态A”或“状态B”）转变为___________（选填“状态A”或“状态B”），被摄物体的光达到胶片以实现成像。 （2）光经过五棱镜（玻璃材质）的界面②和④会发生两次反射，照相机制造商一般会在这两个面镀膜以增强反射效果，否则光会从这两个界面发生折射，请你在图中绘制出不镀膜时在界面②处的折射光线___________。 （3）（附加题）请你分析物体经凸透镜、反射镜以及五棱镜之后的正倒情况。要求利用光路图进行分析___________。 【答案】状态A 状态B 凸透镜成倒立的像，反光镜反射后矫正了上下方向，再经过五棱镜的两次反射矫正了左右方向，人眼看到的是正立像 【详解】 取景对焦时，反光镜处于状态A，将光线反射到五棱镜和取景器；按下快门时，反光镜抬起转动到状态B，让出光路，让光线直接到达胶片成像； 不镀膜时，光线从五棱镜斜射入空气，根据折射规律，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，据此作图。 凸透镜对物体成实像时，成倒立的像，反光镜反射后矫正了上下方向，再经过五棱镜的两次反射矫正了左右方向，最终人眼在取景器看到的是和物体方向一致的正立像。 题型 显微镜 活学活用跨学科实践：如图甲所示，小明选两个焦距不同的凸透镜，制作望远镜。靠近被观测物体的叫作物镜，靠近眼睛的叫作目镜。根据图乙完成下列填空： (1)小明制作的望远镜的原理是：将远处的物体经过物镜在焦点附近成一个_______像，这个像落在目镜的焦点内； 再经目镜使这个像再成一个_______像。 (2)小明用的物镜相当于___________，目镜相当于____________。 （两空选填“照相机”“显微镜”或“放大镜”） 【答案】(1) 倒立、缩小的实 正立、放大的虚 (2) 照相机 放大镜 【详解】（1）[1][2]望远镜是由两组透镜组成，靠近眼镜的叫目镜，靠近被测物体的叫物镜；物镜的作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。 （2）[1][2]望远镜的物镜和目镜都是一个凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机；目镜成正立、放大的虚像，相当于放大镜。 基础通关1．人工智能飞速发展的今天，智能配送机器人已被广泛使用，用户可通过人脸识别、声音解锁、输入（扫描二维码）取货码等多种方式取货。下列分析正确的是（     ） A．机器人旁边的影子，是光的折射形成的 B．行人都能看见机器人，是由于阳光在它表面发生了镜面反射 C．用户进行声纹识别时，利用了不同的人发出声音的音色不同 D．机器人对人脸拍照识别时，利用了光的反射 【答案】C 【详解】A．机器人旁边的影子，是光的直线传播形成的，故A错误； B．行人都能看见机器人，是由于阳光在它表面发生了漫反射，漫反射能使不同方向的观察者都看到物体，故B错误； C．不同的人发出声音的音色不同，声纹识别正是利用了这一特性来区分不同用户，故C正确； D．机器人对人脸拍照识别时，利用的是凸透镜成像原理，属于光的折射，故D错误。 故选C。 2．如图所示，表示的是远视眼和近视眼成因的光路图，图__________（选填：“”或“”）可以佩戴凹透镜矫正。 【答案】b 【详解】近视眼的成因是晶状体折光能力过强，远处光线的像成在视网膜前方，需要对光线有发散作用的凹透镜矫正；图a的像落在视网膜后方，是远视眼；图b的像成在视网膜前方，是近视眼，需要凹透镜矫正。 3．某同学完成“探究凸透镜成像的规律”的实验过程如下： (1)用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、凸透镜和光屏，使三者的中心_______。 (2)在实验中当出现图甲和乙所示场景时光屏上均能成清晰的像，可计算凸透镜的焦距为_______cm；图乙的场景成倒立、_______（选填“放大”或“缩小”）的实像，像的性质与_______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。 【答案】(1)同一高度 (2) 5.0 放大 投影仪 【详解】（1）在探究凸透镜成像规律的实验中，为了使像成在光屏的中央，需要调节发光物体、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。 （2）图甲中，物距 像距 此时物距等于像距，根据凸透镜成像规律，当时，成倒立、等大的实像。因此，凸透镜的焦距；图乙中，物距 此时满足，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理相同。 4．如图所示的四种现象中，由于光的反射形成的是（　　） A．树木在水中形成倒影 B．地面上出现小狗的影子 C．水中的筷子向上弯折 D．露珠下叶脉看起来变粗 【答案】A 【详解】A．平静的水面相当于平面镜，树木在水中形成倒影属于平面镜成像，成因是光的反射，故A符合题意； B．地面上小狗的影子，是光沿直线传播时，被小狗阻挡，在地面形成了暗区，故B不符合题意； C．筷子在水中的部分反射的光，从水斜射入空气时发生折射，折射光线偏离法线，人逆着折射光线看去，会看到筷子变高的虚像，因此看起来向上弯折，故C不符合题意； D．露珠相当于凸透镜，叶脉经露珠折射后成正立放大的虚像，因此叶脉看起来变粗，故D不符合题意。 故选A。 5．如图是小明在综合实践活动中用带抽屉的纸盒和凸透镜自制的简易投影仪，将手机放入抽屉中，通过推拉抽屉，能将手机上的画面放大投影到白墙上。下列说法不正确的是（　　） A．投影仪成倒立、放大的实像 B．若要在墙上正常阅读手机内容，手机应如图所示倒立放置 C．要使墙上的像变大，应减小手机与透镜间的距离且同时增大像距 D．手机到凸透镜的距离应大于透镜的二倍焦距 【答案】D 【详解】A．根据凸透镜的成像规律，投影仪成倒立、放大的实像，故A正确，不符合题意； B．由于投影仪成倒立、放大的实像，所以若要在墙上正常阅读手机内容，手机应如图所示倒立放置，故B正确，不符合题意； C．要使墙上的像变大，根据凸透镜成像规律“物近像远，像变大”，所以需要减小手机到透镜间的距离，同时增大像距，故C正确，不符合题意； D．投影仪成像规律是物距处于一倍焦距和二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，所以手机到透镜的距离为一倍焦距和二倍焦距之间，故D错误，符合题意。 故选D。 素养提升 6．利用凸透镜使物体成正立、放大像的原理制作的光学器材是（     ） A．潜望镜 B．照相机 C．幻灯机 D．放大镜 【答案】D 【详解】A．潜望镜是利用平面镜成像的特点，成正立等大的虚像，故A不符合题意； B．照相机是利用物距大于二倍焦距时，在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像，故B不符合题意； C．根据凸透镜成像的规律，幻灯机是利用物距在一倍焦距到二倍焦距之间时，在另一侧光屏上得到一个倒立、放大的实像，故C不符合题意； D．放大镜是利用物距小于一倍焦距时，通过凸透镜能看到一个正立的、放大的虚像，故D符合题意。 故选D。 7．用两个不同焦距的放大镜观察邮票，当两个透镜到邮票的距离相等时，出现了图中所示的情景，请根据该情景提出一个可探究问题：________________。            【答案】 物距相同时，凸透镜成像的大小与凸透镜的焦距是否有关 【详解】由题意可知，两个放大镜焦距不同，且控制了透镜到邮票的距离即物距相同，最终观察到的像大小不同，因此可围绕物距相同时，凸透镜成像大小与焦距的关系提出可探究的科学问题。 8．如图所示，许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，参观者通过凸透镜看到文物正立放大的像。下列说法正确的是（　　） A．参观者通过凸透镜看到的是文物的实像 B．文物的像与文物在凸透镜的异侧 C．文物到凸透镜的距离小于凸透镜的一倍焦距 D．文物放在凸透镜的焦点上 【答案】C 【详解】AB．博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，参观者通过凸透镜看到文物正立放大的像，故凸透镜主要起放大镜作用，参观者通过凸透镜看到的是虚像，此时文物的像与文物在凸透镜的同侧，故AB错误； CD．凸透镜成正立放大的虚像时，文物需要放在焦点之内，所以文物到凸透镜的距离小于凸透镜的一倍焦距，故C正确，D错误。 故选C。 9．你是否曾在夜晚的街头，被广告投射出的绚丽画面所震撼？这些看似普通的投影灯，却藏着一个个光学奥秘。凸透镜成像规律就像一把神秘的钥匙，掌控着它的成像效果。如何才能让投影效果达到最佳？让我们一起去揭开吧！ (1)如图乙所示是广告投影灯的内部结构示意图，光源应摆放在位置___________（选填“①”或“②”），才能清晰投影； (2)云云同学发现地面上的投影图像如图丙所示，她认为是图标破损，而亮亮认为是凸透镜破损，请你对此做出评判：___________的观点是正确的，理由是___________； (3)云云将广告投影灯内部的透镜拆下，通过实验探究这个透镜的焦距，并绘制了如图丁所示的图像，则这个透镜的焦距是___________cm。 【答案】(1)① (2) 云云 凸透镜破损后，剩余部分仍能折射光线形成完整的像，仅会使像变暗，只有图标破损才会导致成像轮廓缺损 (3) 【详解】（1）由于图标本身不发光，需要光源照射到图标上，故光源应摆放在位置①。 （2）支持云云同学，是图标破损。因为如果是凸透镜边缘破损时，光仍能通过其他部分成完整的像。破损只会使部分光线无法通过透镜，导致成像的亮度降低，但像的大小和形状不会受到影响。而地面上的投影图像如图丙所示，是因为图标破损。 （3）根据凸透镜成像规律：当物距时，成倒立等大的实像。由图丁可知，因此，解得焦距。 10．如图所示，某同学用手机、纸盒和一个透镜自制成简易投影仪，将手机上的画面投射到墙上，方便更多人观看。下列说法正确的是（　　） A．墙上呈现的像是手机画面放大的虚像 B．手机到透镜的距离大于透镜的2倍焦距 C．若使墙上呈现的画面是正立的，应将手机画面正立放置 D．若使墙上呈现的画面变大，应减小手机与透镜间的距离 【答案】D 【详解】A．投影仪的原理是利用凸透镜成倒立放大的实像，实像才能投射到墙壁（光屏）上，虚像不能，故A错误； B．投影仪是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理工作的。根据凸透镜成像规律，当物距（手机到透镜的距离）在一倍焦距和二倍焦距之间时，才能成倒立、放大的实像；而物距大于2倍焦距时，成的是倒立、缩小的实像，这是照相机的原理，故B错误； C．凸透镜成的是倒立的实像，这个“倒立”既是上下颠倒，也是左右相反。因此，若要使墙上呈现的画面是正立的，应将手机画面倒立放置，故C错误。 D．根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，若要使墙上呈现的画面（像）变大，应该减小物距，即减小手机与透镜间的距离，同时增大像距，即投影仪远离墙壁。故D正确。 故选D。 迁移创新 11．某照相机的镜头和底片之间的距离可在2~4cm之间调节。这台照相机是用下列哪一个透镜做镜头（　　） A．焦距为2cm的凸面镜 B．焦距为2cm的凹透镜 C．焦距为2cm的凸透镜 D．焦距为4cm的凸透镜 【答案】C 【详解】照相机的工作原理是凸透镜成倒立缩小的实像，物距大于2f，像距在f~2f之间，某照相机的镜头和底片之间的距离可在2~4cm之间调节，则 ， 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 12．王亚平曾说：“面对浩瀚宇宙，其实我们都是学生”。时隔八年，2021年12月9日，王亚平再次为我们带来了精彩的太空授课，首先，王亚平用一个简单圆环做成了一个特殊的大水球，接着，如图甲，王亚平往大水球中央添加了一个气泡，神奇的一幕出现了：水球中形成了王亚平一正一反两个像（如图乙），加入气泡后的水球结构如图丙，下列有关该现象的表述，不正确的是（　　） A．水球中所形成的倒立的像是完整的 B．投影仪成像与我们看到的水球中的倒立的像相同 C．图丙中间部分相当于两个凹透镜 D．水球所成的倒立的像是实像，正立的像是虚像 【答案】B 【详解】AB．水球被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水，这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，所以呈现出一个倒立的、缩小的完整的实像，这与照相机的成像原理相同，投影仪的成像原理是成倒立放大的实像，故A正确，不符合题意，故B错误，符合题意； CD．内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的虚像，故CD正确，不符合题意。 故选B。 13．（多选）如图所示，图甲是小胡同学通过简易显微镜观察白纸上的字母“F”的情景，图乙是该同学眼睛看到的“F”的像，图丙中A、B处是简易显微镜上两个凸透镜所在的位置，测得A处凸透镜的焦距，B处凸透镜的焦距，C处是白纸上的字母“F”的位置，之间的距离。则下列说法中正确的是（　　） A．A处是目镜，B处是物镜 B．图乙中的像是“F”经过凸透镜两次放大形成的 C．由s与的关系可以判断，A处透镜的作用相当于放大镜 D．由s与的关系可以判断，字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像 【答案】ABD 【详解】A．显微镜的物镜靠近物体，目镜靠近眼睛。由图丙知B靠近物体，A靠近眼睛，所以A处是目镜，B处是物镜，故A正确； BC．显微镜成像原理，物镜成放大实像，实像在目镜的一倍焦距以内，再一次成放大的虚像，s是BC间的距离，与fA的关系比较，没有意义，故B正确，C错误； D．BC之间的距离，，所以 即字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像，故D正确。 故选ABD。 14．用可变焦的光学照相机可以把远处的景物“拉近”进行拍摄，就是说，虽然被拍摄的景物与照相机镜头之间的距离基本不变，但仍可以使底片上所成的像变大关于这个过程，下列说法中正确的是（　　） A．焦距变小，像距变小 B．焦距变小，像距变大 C．焦距变大，像距变大 D．焦距变大，像距变小 【答案】C 【详解】照相机和被拍照的物体保持不变时，照相机的焦距变大时，物距相对减小，像距要增大，像会变大；照相机的焦距减小时，物距相对增大，像距要减小，像会变小；故ABD错误，C正确。 故选C。 15．阅读短文，回答问题。 智能汽车 随着科学技术的发展，汽车逐渐智能化。如图A是汽车抬头显示系统，简称HUD，HUD是利用平面镜成像原理工作的，如图B所示，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员透过前挡风玻璃观察前方路况的同时，又获悉车辆信息，从而避免分散注意力，确保驾驶安全。最先进的智能汽车也有自动驾驶功能，通过使用视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器等，躲避障碍物来实现自动驾驶。 车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光而，就能从车内看到车外明亮的景物，从车外看不见较暗的车内景象这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度（透明度是指车内光照度与车外光照度的比值），实现车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值，其图像如图C所示。 智能汽车也关注静音性，如安装主动降噪系统，即用车内麦克风采集噪音样本，经系统分析处理之后，通过音响系统产生与噪音频率和幅值相同的音频信号，当噪音信号和抑制噪音信号（音响系统）交汇叠加后便会相互抵消达到降噪效果，营造更安静的车内氛围。 (1)车辆倒车时车载雷达启动，发出______（选填“超”或“次”）声波，遇周边物体反射，当距离小于设定值时会发出警报声，驾驶员通过倒车摄像头看到周围物体，安全距离外的物体成______（选填“放大”或“缩小”）的______（选填“实像”或“虚像”）； (2)下列与汽车相关的说法中错误的是（    ）； A．自动驾驶车的摄像头是车的“眼睛”，它的工作原理与照相机相同 B．汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，它可以使射出的光线接近于平行光 C．汽车的后视镜采用的是凸面镜，用它来扩大视野 D．夜间行车，车内开灯会使车内景物呈现在驾驶员前下方，影响驾驶 (3)若某车辆HUD显示器水平放置在中控台，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面的夹角为______度；若挡风玻璃与水平面的夹角不变，在某情况下，发现所成的像相对驾驶员稍稍后仰，如图B所示，要使得像竖直呈现，可以将显示器的______（选填“P”或“Q”）端适当垫高； (4)炎热的夏天，“智能玻璃”的单向透光可以有效减少______（选填“红”或“紫”）外线穿透，可有效降低车内温度；如图C所示，“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，当玻璃的透明度为100%时，会自动调节使车内光照度保持在定值______Lx； (5)图D是采集到的车内噪音声波，请在图中画出音响系统产生较理想的抑制声波。 【答案】(1) 超 缩小 实像 (2)D (3) 45 Q (4) 红 60 (5) 【详解】（1）[1]声音可以传递信息，车辆倒车时车载雷达启动，发出超声波，遇周边物体反射，当距离小于设定值时会发出警报声。 [2][3]驾驶员通过倒车摄像头看到周围物体，根据凸透镜成像的规律可知，安全距离外的物体在二倍焦距以外，因此成缩小的实像。 （2）A．根据凸透镜成像的规律可知，自动驾驶车的摄像头相当于照相机，成倒立缩小的实像，故A正确，不符合题意； B．汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，灯泡位于凹面镜的焦点，可以使射出平行光，故B正确，不符合题意； C．凸面镜对光线由发散作用，可以扩大视野，汽车的后视镜就是凸面镜，故C正确，不符合题意； D．夜间车内开灯会在玻璃上发生平面镜成像，前挡风玻璃是向车内倾斜的，根据平面镜所成像与物体关于镜面对称的特点，车内景物呈现在驾驶员前上方，故D错误，符合题意。 故选D。 （3）[1][2]根据平面镜成像的原理可知物体与像相互垂直，则平面镜与水平面的夹角应为45°；像和物关于镜面对称，因此要使得像竖直呈现，如图B所示，可以将显示器的Q端垫高。 （4）[1]红外线具有热效应，能够被物体吸收并转化为热能，因此“智能玻璃”的单向透光可以有效减少红外线穿透，可有效降低车内温度。 [2]由图C可知，当玻璃的透明度为100%时，车外光照度为60Lx，因此会自动调节使车内光照度保持在定值60Lx。 （5）由题意知，抑制声波和车内噪音声波相反，如图所示： 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 透镜及其应用 第3节 生活中的透镜 课标要点 1.对应照相机、投影仪、放大镜分别匹配凸透镜成像规律。 2.理解镜头调节物距像距的原理。 学习重难点 重点：三类光学仪器成像原理。 难点：拍照远近调节镜头伸缩逻辑。 知识点 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。 随学随练小京通过焦距为15cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．“关灯”两字放大的像是实像 B．提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于15cm D．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于15cm 知识点 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。 3.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： 4.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 随学随练在学习了凸透镜成像规律后，小明同学制作了一个“手机投影仪”，如图所示。将手机和凸透镜分别固定在长30cm的纸盒两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙面上看到手机画面清晰放大的像，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距可能为12cm B．墙面与凸透镜的距离一定大于30cm C．墙面上的像可能是正立放大的虚像 D．若要使墙面上的像变大，只需调整“投影仪”到墙面的距离 知识点 照相机（难点） 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。 随学随练在天安门广场某处，小丽想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从观景框中看到城楼的一部分，她应采取（    ） A．照相机离天安门城楼远一些，镜头往外伸一些 B．照相机离天安门城楼远一些，镜头往里缩一些 C．照相机离天安门城楼近一些，镜头往外伸一些 D．照相机离天安门城楼近一些，镜头往里缩一些 知识点 显微镜 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。 2.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。 随学随练如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜.关于图中两种仪器，下列说法正确的是（　　） A．显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜 B．天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机 C．用显微镜观察物体，看到的像是正立的 D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，但成像特点不同 题型 放大镜 活学活用如图所示，小鸣通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的像，则凸透镜到物理书的距离u与凸透镜焦距f的关系是________。若想要观察到的像再大一些，则应该将凸透镜适当_________（“靠近”或“远离”）物理书。 题型 幻灯机和投影仪 活学活用如图所示，小美在电影院看完电影《哪吒之魔童闹海》，便利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。 (1)小美在银幕上看到了清晰的影像，这个影像相对于胶片上的图案是倒立、放大的，这是因为胶片放在了距离镜头 （选填字母）的位置。 A．1倍焦距以内 B．1倍焦距到2倍焦距之间 C．2倍焦距以外 (2)放映过程中，影像大小超出了银幕边界，要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰，在放映镜头靠近银幕的同时，还要将胶片到镜头的距离调________（选填“大”或“小”）一些。 题型 照相机 活学活用单反相机：所见即所得 因为上下镜头的位置存在差异，双反相机的取景得到的画面和实际成像的画面会有所不同，这在物体距离相机较近时更为明显。为了解决这个问题，人们于随后的几年中发明了单镜头反光镜照相机（简称单反相机），并于1950年代引入了五棱镜实现平视的取景以取代双反相机中俯视的取景方式，如图所示。 （1）取景对焦时，来自被摄物体的光经镜头、反光镜及五棱镜的作用达到取景器。而当按下快门时，反光镜由___________（选填“状态A”或“状态B”）转变为___________（选填“状态A”或“状态B”），被摄物体的光达到胶片以实现成像。 （2）光经过五棱镜（玻璃材质）的界面②和④会发生两次反射，照相机制造商一般会在这两个面镀膜以增强反射效果，否则光会从这两个界面发生折射，请你在图中绘制出不镀膜时在界面②处的折射光线___________。 （3）（附加题）请你分析物体经凸透镜、反射镜以及五棱镜之后的正倒情况。要求利用光路图进行分析___________。 题型 显微镜 活学活用跨学科实践：如图甲所示，小明选两个焦距不同的凸透镜，制作望远镜。靠近被观测物体的叫作物镜，靠近眼睛的叫作目镜。根据图乙完成下列填空： (1)小明制作的望远镜的原理是：将远处的物体经过物镜在焦点附近成一个_______像，这个像落在目镜的焦点内； 再经目镜使这个像再成一个_______像。 (2)小明用的物镜相当于___________，目镜相当于____________。 （两空选填“照相机”“显微镜”或“放大镜”） 基础通关1．人工智能飞速发展的今天，智能配送机器人已被广泛使用，用户可通过人脸识别、声音解锁、输入（扫描二维码）取货码等多种方式取货。下列分析正确的是（     ） A．机器人旁边的影子，是光的折射形成的 B．行人都能看见机器人，是由于阳光在它表面发生了镜面反射 C．用户进行声纹识别时，利用了不同的人发出声音的音色不同 D．机器人对人脸拍照识别时，利用了光的反射 2．如图所示，表示的是远视眼和近视眼成因的光路图，图__________（选填：“”或“”）可以佩戴凹透镜矫正。 3．某同学完成“探究凸透镜成像的规律”的实验过程如下： (1)用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、凸透镜和光屏，使三者的中心_______。 (2)在实验中当出现图甲和乙所示场景时光屏上均能成清晰的像，可计算凸透镜的焦距为_______cm；图乙的场景成倒立、_______（选填“放大”或“缩小”）的实像，像的性质与_______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。 4．如图所示的四种现象中，由于光的反射形成的是（　　） A．树木在水中形成倒影 B．地面上出现小狗的影子 C．水中的筷子向上弯折 D．露珠下叶脉看起来变粗 5．如图是小明在综合实践活动中用带抽屉的纸盒和凸透镜自制的简易投影仪，将手机放入抽屉中，通过推拉抽屉，能将手机上的画面放大投影到白墙上。下列说法不正确的是（　　） A．投影仪成倒立、放大的实像 B．若要在墙上正常阅读手机内容，手机应如图所示倒立放置 C．要使墙上的像变大，应减小手机与透镜间的距离且同时增大像距 D．手机到凸透镜的距离应大于透镜的二倍焦距 素养提升 6．利用凸透镜使物体成正立、放大像的原理制作的光学器材是（     ） A．潜望镜 B．照相机 C．幻灯机 D．放大镜 7．用两个不同焦距的放大镜观察邮票，当两个透镜到邮票的距离相等时，出现了图中所示的情景，请根据该情景提出一个可探究问题：________________。            8．如图所示，许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，参观者通过凸透镜看到文物正立放大的像。下列说法正确的是（　　） A．参观者通过凸透镜看到的是文物的实像 B．文物的像与文物在凸透镜的异侧 C．文物到凸透镜的距离小于凸透镜的一倍焦距 D．文物放在凸透镜的焦点上 9．你是否曾在夜晚的街头，被广告投射出的绚丽画面所震撼？这些看似普通的投影灯，却藏着一个个光学奥秘。凸透镜成像规律就像一把神秘的钥匙，掌控着它的成像效果。如何才能让投影效果达到最佳？让我们一起去揭开吧！ (1)如图乙所示是广告投影灯的内部结构示意图，光源应摆放在位置___________（选填“①”或“②”），才能清晰投影； (2)云云同学发现地面上的投影图像如图丙所示，她认为是图标破损，而亮亮认为是凸透镜破损，请你对此做出评判：___________的观点是正确的，理由是___________； (3)云云将广告投影灯内部的透镜拆下，通过实验探究这个透镜的焦距，并绘制了如图丁所示的图像，则这个透镜的焦距是___________cm。 10．如图所示，某同学用手机、纸盒和一个透镜自制成简易投影仪，将手机上的画面投射到墙上，方便更多人观看。下列说法正确的是（　　） A．墙上呈现的像是手机画面放大的虚像 B．手机到透镜的距离大于透镜的2倍焦距 C．若使墙上呈现的画面是正立的，应将手机画面正立放置 D．若使墙上呈现的画面变大，应减小手机与透镜间的距离 迁移创新 11．某照相机的镜头和底片之间的距离可在2~4cm之间调节。这台照相机是用下列哪一个透镜做镜头（　　） A．焦距为2cm的凸面镜 B．焦距为2cm的凹透镜 C．焦距为2cm的凸透镜 D．焦距为4cm的凸透镜 12．王亚平曾说：“面对浩瀚宇宙，其实我们都是学生”。时隔八年，2021年12月9日，王亚平再次为我们带来了精彩的太空授课，首先，王亚平用一个简单圆环做成了一个特殊的大水球，接着，如图甲，王亚平往大水球中央添加了一个气泡，神奇的一幕出现了：水球中形成了王亚平一正一反两个像（如图乙），加入气泡后的水球结构如图丙，下列有关该现象的表述，不正确的是（　　） A．水球中所形成的倒立的像是完整的 B．投影仪成像与我们看到的水球中的倒立的像相同 C．图丙中间部分相当于两个凹透镜 D．水球所成的倒立的像是实像，正立的像是虚像 13．（多选）如图所示，图甲是小胡同学通过简易显微镜观察白纸上的字母“F”的情景，图乙是该同学眼睛看到的“F”的像，图丙中A、B处是简易显微镜上两个凸透镜所在的位置，测得A处凸透镜的焦距，B处凸透镜的焦距，C处是白纸上的字母“F”的位置，之间的距离。则下列说法中正确的是（　　） A．A处是目镜，B处是物镜 B．图乙中的像是“F”经过凸透镜两次放大形成的 C．由s与的关系可以判断，A处透镜的作用相当于放大镜 D．由s与的关系可以判断，字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像 14．用可变焦的光学照相机可以把远处的景物“拉近”进行拍摄，就是说，虽然被拍摄的景物与照相机镜头之间的距离基本不变，但仍可以使底片上所成的像变大关于这个过程，下列说法中正确的是（　　） A．焦距变小，像距变小 B．焦距变小，像距变大 C．焦距变大，像距变大 D．焦距变大，像距变小 15．阅读短文，回答问题。 智能汽车 随着科学技术的发展，汽车逐渐智能化。如图A是汽车抬头显示系统，简称HUD，HUD是利用平面镜成像原理工作的，如图B所示，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员透过前挡风玻璃观察前方路况的同时，又获悉车辆信息，从而避免分散注意力，确保驾驶安全。最先进的智能汽车也有自动驾驶功能，通过使用视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器等，躲避障碍物来实现自动驾驶。 车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光而，就能从车内看到车外明亮的景物，从车外看不见较暗的车内景象这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度（透明度是指车内光照度与车外光照度的比值），实现车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃的透明度乘积为定值，其图像如图C所示。 智能汽车也关注静音性，如安装主动降噪系统，即用车内麦克风采集噪音样本，经系统分析处理之后，通过音响系统产生与噪音频率和幅值相同的音频信号，当噪音信号和抑制噪音信号（音响系统）交汇叠加后便会相互抵消达到降噪效果，营造更安静的车内氛围。 (1)车辆倒车时车载雷达启动，发出______（选填“超”或“次”）声波，遇周边物体反射，当距离小于设定值时会发出警报声，驾驶员通过倒车摄像头看到周围物体，安全距离外的物体成______（选填“放大”或“缩小”）的______（选填“实像”或“虚像”）； (2)下列与汽车相关的说法中错误的是（    ）； A．自动驾驶车的摄像头是车的“眼睛”，它的工作原理与照相机相同 B．汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，它可以使射出的光线接近于平行光 C．汽车的后视镜采用的是凸面镜，用它来扩大视野 D．夜间行车，车内开灯会使车内景物呈现在驾驶员前下方，影响驾驶 (3)若某车辆HUD显示器水平放置在中控台，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面的夹角为______度；若挡风玻璃与水平面的夹角不变，在某情况下，发现所成的像相对驾驶员稍稍后仰，如图B所示，要使得像竖直呈现，可以将显示器的______（选填“P”或“Q”）端适当垫高； (4)炎热的夏天，“智能玻璃”的单向透光可以有效减少______（选填“红”或“紫”）外线穿透，可有效降低车内温度；如图C所示，“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，当玻璃的透明度为100%时，会自动调节使车内光照度保持在定值______Lx； (5)图D是采集到的车内噪音声波，请在图中画出音响系统产生较理想的抑制声波。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $