第二节 探究：凸透镜成像的规律（第2课时）（讲义）物理新教材沪科版八年级全一册

本讲义聚焦“生活中的透镜”核心知识点，系统梳理照相机、投影仪、放大镜的成像原理、特点及调节方法，衔接凸透镜成像规律，通过实像与虚像概念辨析，构建从理论到应用的学习支架。 资料设计亮点突出，含“易错提醒”辨析易混点、“自制模型”实验活动及分层练习，助力学生形成物理观念，培养科学思维与探究能力。课中辅助教师教学，课后帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第四章 神奇的透镜 第二节 探究：凸透镜成像的规律 第2课时 生活中的透镜 课标要点 1．知道照相机、投影仪、放大镜的基本结构，理解它们的成像原理。 2．掌握三种光学仪器的成像特点，能区分实像与虚像。 3．能结合凸透镜成像规律，分析照相机、投影仪、放大镜的调节方法。 4．能运用凸透镜成像规律解释生活中的透镜现象，体会光学知识的应用价值。 学习重难点 重点：照相机、投影仪、放大镜的成像原理；实像与虚像的区别。 难点：三种仪器的动态调节规律；物距与像距的变化分析；成像性质的辨析。 知识点 照相机 1．传统照相机的主要结构及作用 （1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个______，起到成像作用。 （2）快门：是控制感光元件（如胶片或图像传感器）曝光时间的装置，相当于相机的“眼睛开关”，通过开合来决定光线进入的时间长短。 （3）光圈：通过调节大小来控制进入相机的光线多少。 （4）调焦环：调焦环的作用是调整镜头与成像介质（如胶片或传感器）之间的距离，使不同距离的被摄物体在成像介质上形成清晰的像‌。 （5）胶片：是摄影的载体，相当于涂有感光材料的光屏。 传统照相机结构示意图 传统照相机原理示意图 2. 照相机的成像原理 照相机的镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在胶片上得到______、______的______像（填像的性质）。 3. 照相机的成像特点 （1）照相机成缩小、倒立的实像。 （2）像距______物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______侧（选填“同”或“异”）。 （4）物距、像距及像的大小变化规律：物体离镜头越近，像越______，像距也变______；反之，物体离镜头越远，像越______，像距也变______。（均选填“小”或“大”） 4．照相机的调节 为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶片的距离。 拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片______（选填“远”或“近”）一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变______（选填“大”或“小”）一些。 5. 自制模型照相机 （1）制作方法：用两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动（如图），将大纸筒的一端嵌上一个焦距为5～10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明纸，把两个纸筒套在一起，就做成了一个模型照相机。 （2）成像特点：模型照相机成的是______、______的______（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）；物体离镜头越近，像越______，像离镜头越______。 6. 照相机的应用 （1）数码相机：用电荷耦合器件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体的像。 （2）摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。 易错提醒 1. 成像原理误判：不少同学误以为镜头成正立像，实际照相机利用u>2f的凸透镜规律，成‌倒立、缩小的实像‌，底片承接的是倒立像，最终看到的正立照片是后期处理的结果。 2. 动态调节搞反：牢记“物近像远像变大”的反向应用：拍集体照有人没入镜时，要让像变小，必须‌增大物距（相机远离人群）、减小像距（镜头向后缩）‌，很多同学会错选“相机靠近人、镜头前伸”的选项。 3. 概念混淆：要区分物距和像距，物距是物体到相机镜头的距离，像距是镜头到底片的距离，别把暗箱长度当成物距。同时注意，照相机成的是实像，绝不可能成虚像，这点常和放大镜的虚像考点结合出辨析题。 随学随练 1．下列日常物品中，利用凸透镜成倒立、缩小的实像规律工作的是（     ） A．穿衣镜 B．照相机 C．近视镜 D．投影仪 2. 利用微信“扫一扫”功能，通过智能手机的摄像头扫描二维码，可快速获取网络信息，手机摄像头相当于一个_______镜，二维码通过摄像头所成的像是倒立、_______的实像。 知识点 投影仪 1.投影仪的主要构造及各部分的作用 由镜头、光源（灯泡）、聚光镜（凸透镜）、平面镜等组成（如下图所示）。 （1）镜头：是一个______，起成像作用。 （2）光源：是用来照亮投影片的。 （3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，增加投影片的亮度。 （4）屏幕：相当于______，承接像。 （5）平面镜：改变光的传播______。 2. 投影仪的成像原理：投影仪（幻灯机）上的镜头相当于一个凸透镜，能成______、______的______（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）。 3. 投影仪成像的特点 （1）投影仪成______、______的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。 （2）物距______像距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______侧（选填“同”或“异”）。 4．投影仪的调节 （1）要使屏幕上的图像大些，胶片______镜头，同时投影仪______屏幕；要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪______屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。 （2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片______（选填“倒放”或“正放”）。 易错提醒 ‌1. 成像原理误区：不少同学误以为投影仪成正立放大的实像，实际它通过凸透镜成‌倒立、放大的实像‌，为了让画面正向呈现，投影片必须倒插，这是考试高频考点。 2. 物距像距混淆：投影仪的物距满足f<u<2f，像距v>2f，很多同学会把它和照相机的“物远像近像变小”规律搞反，投影仪遵循“物近像远像变大”：要让画面更大，需把投影仪远离幕布，同时镜头向投影片方向下调，减小物距。 3. 部件作用误解：平面镜的作用不是成像，而是‌改变光的传播方向‌，将竖直向上的光路转向水平幕布，不少同学错答“放大像”。 4. 成像性质误判：投影仪成的是实像，能被幕布承接，绝非虚像，这点常和放大镜的虚像考点混淆。 随学随练 1．如图所示，某人正站在幕布前学习投影仪下的“醒狮”动作。这是利用凸透镜成（     ） A．缩小的虚像 B．放大的虚像 C．缩小的实像 D．放大的实像 2. 图为小军制作的手机“投影仪”，它能把手机画面清晰地投射到卧室墙壁上。下列说法中正确的是（     ） A．手机到凸透镜的距离应大于20cm B．若换用焦距大一些的凸透镜，投影仪需远离墙壁才能投射出清晰的画面 C．若要在墙上正常阅读手机内容，手机应竖直放置 D．要使墙上清晰的像变大，可增大手机与凸透镜间的距离 知识点 放大镜 1. 放大镜的成像原理：是利用了凸透镜能成放大的______（虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。 放大镜成像示意图 2. 放大镜的成像特点 （1）放大镜成______、______的______像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“虚/实”）。 （2）像距______物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______（选填“同侧”或“异侧”）。 3. 放大镜的调节：使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当______些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距离适当______些（选填“增大”或“减小”）。 4. 生活中的放大镜 （1）鱼缸：相当于放大镜，若鱼在鱼缸左侧，则右侧部分相当于放大镜，我们看到的“鱼”比实际的______。 （2）小水滴：由于张力作用，形成半圆形，相当于______，我们看到的“物体”比实际的大。 （3）体温计的直管：体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于______，起到放大的作用。 易错提醒 1. 概念误区：不少同学误以为放大镜是凹透镜，实际它是短焦距凸透镜，只有物距小于一倍焦距时，才能成正立、放大的虚像，凹透镜只能成缩小的虚像，完全不具备放大效果。 2. 动态成像规律混淆：很多学生凭直觉认为放大镜离物体越近像越大，实际恰好相反——在一倍焦距内，放大镜离物体越近像越小，逐渐靠近焦点时像才会持续变大，一旦物距等于焦距，像就会消失，只剩平行光斑。 3. 成像性质误判：部分同学认为用放大镜只能成放大像，实际上作为凸透镜，当物距大于一倍焦距时，它也能成倒立的实像，日常“放大观察”的使用场景，只是它特定物距下的成像结果。 随学随练 1．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 2. 用放大镜观察邮票时，能看到清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．邮票在放大镜的二倍焦距以外 B．成的是倒立、放大的实像 C．放大镜的焦距越大，放大效果越明显 D．邮票到放大镜的距离小于一倍焦距 知识点 实像和虚像 1. 实像：由实际光会聚而成的像叫实像。实像______（选填“可用”或“不可用”）光屏承接，也可以用眼睛直接观察。例如照相机和投影仪所成的像是实像，小孔成的像也是实像。 2. 虚像：不是实际光会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察，______（选填“可用”或“不可用”）光屏承接。例如放大镜所成的像是虚像，平面镜成的像也是虚像。 易错提醒 1. 成像正倒别死记：初中阶段实像全为倒立，虚像全为正立，看到“正立实像”直接判定错误。 2. 光屏承接是核心判断标准：实像由实际光线会聚而成，能直接在光屏上清晰呈现；虚像只是光线反向延长线的交点，光屏放对位置也接不到，平面镜、放大镜成的像都属于这类。 3. 别混淆成像原理对应的像的性质：光沿直线传播只能成实像（比如小孔成像），光的反射只能成虚像（比如平面镜、汽车观后镜），只有光的折射既能成实像也能成虚像，凸透镜成像就是典型代表。 4.常见误区：虚像不是人眼的幻觉，依然有实际光线进入人眼；像的大小和虚实没有必然联系，放大的像不一定是虚像。 随学随练 1．小华对下列光学成像实例进行了分析，判断正确的是（    ） 实例：①针孔照相机内所成的像；②潜望镜中看到的景物的像；③放大镜靠近物体时看到的像；④幻灯机屏幕上所成的像；⑤照相机中所成的像。 A．反射成像的有②③⑤ B．折射成像的有③④⑤ C．属于虚像的是②③④ D．属于实像的是②④⑤ 2. 晓东同学发现，通过四五章的学习，生活中的“像”不少了，如①毕业照片②镜花水月③鱼翔浅底，他归类如下：其中是实像的有______；虚像有______。（均填序号） 题型 照相机的原理与成像特点 ‌初中物理照相机类题型，核心可按三步速解： 第一步先定原理：牢记照相机是凸透镜成像，满足u>2f，成倒立、缩小的实像，像距落在f<v<2f区间，直接排除“正立、放大、虚像”类错误选项。 第二步抓动态规律：紧扣“物近像远像变大”，拍近景时减小物距、镜头前伸增大像距；拍远景时增大物距、镜头后缩减小像距，多人合影改拍单人特写就按“靠近人+伸镜头”判断。 第三步避常见坑：注意实像上下左右全颠倒，区分“像变小”和“像本身是缩小的像”两个概念，遇到焦距调整类题目，记住焦距越长，相同物距下成像越大，就能快速选出正确答案。 活学活用 1．如图所示，某同学用焦距为10cm的凸透镜自制了一个照相机。在纸筒B的一端嵌上一个凸透镜作为镜头，在纸筒A的一端蒙上一层半透明薄膜。下列说法正确的是（     ） A．使用时应将半透明薄膜对着要拍摄的明亮物体 B．制作时，应使薄膜和镜头间的距离控制在5~10cm C．自制相机靠近景物时，缩短薄膜和镜头间的距离可以在薄膜上成清晰的像 D．环境较亮时，在A的左侧套一个两端开口的纸筒，可以让薄膜上的像更便于观察 2．图书馆有一种自动感应门，当人走向门口时能感应出人体发出的______（“红外”或“紫外”）线而自动打开；在用手机扫描二维码登录借阅信息时，二维码距离手机必须在镜头焦距的_____。 题型 投影仪的原理与成像特点 投影仪是初中物理凸透镜成像的高频考点，核心解题技巧可归纳为三点： ‌1. 原理速判‌：牢记物距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，屏幕相当于光屏，平面镜仅用于改变光路，不改变像的大小和性质。 ‌2. 像的调节‌：严格遵循“物近像远像变大”规律，要让屏幕上像变大，需同时完成两个操作：下调凸透镜减小镜头到投影片的物距，同时将投影仪远离屏幕增大像距，直至画面清晰。 ‌3. 易错避坑‌：像的“倒立”是上下、左右全反，若画面偏上，需将投影片向上移动；严禁误将平面镜当作成像元件，也不能混淆投影仪与照相机的物距、像距逻辑。 活学活用 1．如图所示是“地面投影互动”的游戏。游戏画面的投影片经投影仪在地上成像，红外传感器捕捉孩子的动作，并实时传输给电脑。下列说法不正确的是（     ） A．投影仪成的是倒立、放大的实像 B．若投影仪镜头的焦距为5cm，则投影片到镜头的距离应大于10cm C．从不同的方向都能看到地上的画面，是因为光在地上发生了漫反射 D．红外传感器能捕捉孩子的动作，是因为人体会辐射红外线 2．西安电影制片厂成立于1958年8月，如图所示是制片厂某老式放映机大致的工作原理。放映时，银幕上的画面是胶片________（选填“放大”或“缩小”）的实像，胶片到镜头的距离________，若银幕上的像较小，应________（选填“增大”或“减小”）胶片到镜头的距离。 题型 放大镜的原理与成像特点 放大镜是初中物理光学的高频考点，核心解题技巧可归纳为三点： 1. 先定成像区间：牢记放大镜工作条件是‌物距u<f‌，成正立、放大的虚像，虚像无法用光屏承接，直接排除光屏成像类错误选项。 2. 动态规律速判：虚像遵循“物远像远像变大”，物体在一倍焦距内缓慢远离透镜，虚像会同步变大，这是“让像更大”类题的核心依据，注意和实像的“物近像远像变大”区分开。 3. 实操类题避坑：观察细小物体时，正确操作是保持物体在焦点内，适当将放大镜远离物体，直到像清晰落在人眼明视距离（25cm）处；直径相同的凸透镜，厚度越大、焦距越短，放大倍数越高。 活学活用 1．乐于思考的小明在研究放大镜时，做了以下尝试，其中说法正确的是（     ） A．他用手摸镜片，感觉到中间厚边缘薄，说明这是一个凹透镜 B．他把放大镜贴近邮票，如图甲，此时看到的是实像 C．他将放大镜远离邮票，如图乙，此时像的特点与照相机所成像的特点相同 D．他把放大镜正对太阳光，如图丙，说明该透镜对光有会聚作用 2．小明透过装有水的矿泉水瓶观察距离很近的树叶发现叶脉会变大，而且很清晰，这是因为此时水瓶相当于_________镜，此时观察到的叶脉是_________（选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像；所以在森林中旅行时，请不要随意丢弃饮料瓶，因为饮料瓶内进入水后，对太阳光有_________作用，容易引起火灾。 题型 实像和虚像的概念与区别 初中物理实像与虚像解题核心技巧可归纳为三招，快速突破这类高频考点。 第一招用“光屏法”秒判虚实：能被光屏承接的是实像，由实际光线会聚而成；不能被光屏承接的是虚像，由光线反向延长线交汇形成。 第二招用“正倒对应法”快速匹配：初中阶段所有实像都是倒立的，所有虚像都是正立的，一眼就能排除大量干扰选项。 第三招结合成像原理分类速记：光沿直线传播的小孔成像，光折射形成的照相机、投影仪画面都是实像；平面镜、放大镜、海市蜃楼形成的都是虚像。 做题时再避开两个易错点：不要把“放大/缩小”和虚实绑定，凸面镜、凹面镜成像的虚实判断，也可以直接套用前两招，就能大幅降低出错率。 活学活用 1．（多选题）我国经常提到的像：①小孔成像；②平面镜成像；③放大镜成像；④电影屏幕上的像；⑤汽车观后镜中的像。其中（　　） A．属于实像的是①②③ B．属于虚像的是②③④ C．由于反射而成的像是②⑤ D．由于折射而成的像是③④ 2．（多选题）投影仪、照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如图所示，下列关于投影仪、照相机、放大镜使用和成像的说法错误的是（     ） A．投影仪：被投影的物体应在甲区域内，成倒立、放大的实像 B．照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立、缩小的实像 C．放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立、放大的虚像 D．放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立、放大的实像 基础通关 1．下列光学器件用来成正立、放大、虚像的是（　　） A．平面镜 B．放大镜 C．照相机 D．幻灯机 2．来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成该物体的像。下列说法正确的是（     ） A．镜头相当于一个凸透镜 B．镜头相当于一个凹透镜 C．像是放大的 D．像是正立的 3．如图所示，某同学用焦距为10cm的凸透镜自制了一个照相机。在纸筒B的一端嵌上一个凸透镜作为镜头，在纸筒A的一端蒙上一层半透明薄膜。下列说法正确的是（     ） A．使用时应将半透明薄膜对着要拍摄的明亮物体 B．制作时，应使薄膜和镜头间的距离控制在5~10cm C．自制相机靠近景物时，缩短薄膜和镜头间的距离可以在薄膜上成清晰的像 D．环境较亮时，在A的左侧套一个两端开口的纸筒，可以让薄膜上的像更便于观察 4．科技改变生活，刷脸支付是基于人工智能等技术的新型支付方式，因更便捷、更安全、体验好等优势被广泛使用，如图所示．下列说法正确的是（     ） A．屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成 B．刷脸支付的摄像头是凹透镜 C．摄像头成的是倒立、缩小的虚像 D．刷脸时人应站在二倍焦距以内 5．仔细观察照相机你会发现，所有照相机的前面都有一个镜头，镜头就相当于一个___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。如图所示为照相机的原理图，则照相时所成的像是___________、___________的像。 6．当下户外露营热潮兴起，轻量化无线便携投影仪成为露营标配设备。投影仪镜头成像特点为成___________、放大的实像；营地中各个方位的露营者都能看清幕布上的影片画面，是因为粗糙幕布表面发生了___________反射。 7．如图所示是某博物馆内一枚古代印章的展台，透过上方镜能看到正立放大的印章，这是光的_______现象；通过下方平面镜能看到印章底部的字，这是光的_______现象；人两次看到的像是_______（填“虚像”“实像”或“一实一虚”）。 8．在智能制造车间的质量检测线上，通过高清摄像头检查零件，如图所示。摄像头能从不同角度拍摄到零件细节，是因为光在零件表面发生了_________；摄像头的镜头相当于一个_________透镜，可成倒立、缩小的实像。 9．在物理实践课上，某物理小组开展了“自制模型照相机”的学习活动。下面是该小组同学的实践过程。 （1）照相机成像的原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，当物距较大时，来自物体的光经过照相机的镜头后在影像传感器上成______立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。 （2）同学们用凸透镜A做实验，将它正对阳光，适当移动透镜可在地面上看到______的光斑，测出光斑到凸透镜的距离为10cm。 （3）照相机模型中充当胶片的膜（a位置）应该用哪种素材制作　 　（填字母）； A．白色不透光卡纸 B．黑色不透光卡纸 C．全透明的塑料 D．半透明的薄宣纸 （4）实验室有焦距相同、半径不同的两种透镜，想让成像更亮，应选半径更__（选填“大”或“小”）的凸透镜制作照相机模型。 10．学完凸透镜成像规律后，某兴趣小组用焦距为10cm的凸透镜以及其他素材自制了照相机模型和投影仪模型： （1）【器材选择】 ①投影仪模型中投影片A与凸透镜B间距是___________；（选填“物距”或“像距”） ②小组成员要选用合适长度的纸筒来作为照相机模型的外纸筒。现有三种规格的纸筒，其长度分别为 5cm、10cm、20cm，应当选择___________cm的纸筒； ③照相机模型中充当胶片的膜（a位置）应该用以下哪种素材制作( ) A．全透明的塑料膜     B． 绘画用的薄宣纸  C．白色不透光卡纸   D．黑色不透光卡纸 ④实验室有焦距相同、半径不同的两种透镜，想让成像更加亮，应该选择直径更___________的凸透镜（选填“大”或“小”）制作照相机模型； （2）【实验操作】完成模型制作后，小组成员用投影仪展示相关影像，发现成倒立的像。为了看到正立的像，应进行的操作是___________。 11．用照相机（如图所示）拍照，可以把瞬间的情景留作永恒的记忆；用投影仪投影，可以使教室里的同学看到放大的图片；用显微镜观察，可以让化验室的医生看见血液中的各种细胞……这些仪器共同的主要光学元件是什么?它们对光有什么作用呢? 12．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。请你利用本节课学到的知识，帮小丽想想办法。应如何做，才能拍摄到天安门城楼的全景？ 素养提升 13．每年5-6月，金口河大瓦山“转转花”竞相绽放，游客们纷纷用手机拍下这美丽的景象。关于此景象，下列说法正确的是（     ） A．游客能看到美丽的“转转花”，说明“转转花”是光源 B．“转转花”的影子，是由于光的反射形成的 C．用于拍摄“转转花”的手机镜头相当于凹透镜 D．在拍摄时，“转转花”需位于手机镜头的二倍焦距以外 14．如图所示是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上，下列说法正确的是（     ） A．手机到透镜的距离应小于透镜的两倍焦距 B．要使墙上的像变大，应增大投影仪与白墙间的距离 C．要使墙上的像变大，应增大手机与透镜间的距离 D．墙上呈现的是手机画面的正立、放大的实像 15．光与影的世界是生活也是艺术，更包含着科学的知识与原理。如图，这是牙刷放入盛有水的玻璃杯中，并置于平面镜前的情景。下列说法正确的是（     ） A．平面镜中的“牙刷”比实际牙刷小 B．灯光下牙刷的影子是由光的折射形成的 C．水中的牙刷柄变粗是由光的反射形成的 D．牙刷在水面发生“断折”是由光的折射形成的 16．如图所示的是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统，其功能与照相机相似。该系统的光学元件相当于一个_________透镜，在光电传感器上成的是倒立、_________的实像；若该透镜的焦距为40 mm，周围景物通过该透镜成像时，景物到镜头的距离_________________mm。 17．某校购入了一批投影仪供老师教学时使用。 （1）老师翻看说明书时看到的投影仪的成像原理图如图甲所示。投影仪所成的像___________（选填“倒立”或“正立”），放大的像。 （2）数学老师在图甲中的A处，他想要在屏幕上呈现如图乙所示的图形，则投影片插法应是图丙中的_____________________。 18．图甲是博物馆内“刘充国印”的展台，图乙是其示意图。印章下方是平面镜，通过它能看到印章底部字的像，这是光的_________现象形成的；印章的上方是凸透镜，透过它能看到印章放大的像，此时印章到凸透镜的距离u与透镜焦距f的关系为_________（选填“”“”或“”）。图乙中，F为凸透镜的焦点，O为凸透镜的光心。光线a斜射向平面镜，光线b平行于凸透镜的主光轴（图中虚线）射向透镜，请在图乙中画出光线a、b的传播路径_________。 19．在物理实践课上，某物理小组开展了“自制模型照相机”的学习活动。下面是该小组同学的实践过程，请帮助完成下列内容： 活动名称：自制模型照相机 实施过程： （1）经过学习，同学们知道照相机是利用凸透镜成像，当物距大于二倍焦距时，成__________缩小的实像，这是照相机的成像原理； （2）他们找来了卡片纸、刻度尺、剪刀、双面胶、透明塑料袋、铅笔、圆形纸筒、凸透镜，准备开始制作。透明塑料袋的作用是__________； （3）制作之前首先要测量凸透镜的焦距，目的是确定__________，在测量凸透镜焦距时，同学们是让凸透镜__________太阳光缓慢移动，使最小亮点落在地面上（桌面或其他屏）上，测量凸透镜中心到最小亮点之间的距离（即为凸透镜的焦距）； （4）如图，是他们的整个制作过程，其中②是在相机组装接口处粘上双面胶，进行组装．在组装的过程中，一定要注意__________，否则影响照相效果。 交流讨论：如果当时正在下雨（没有太阳光）又找不到任何平行光源，请你帮助同学们另外设计一个实验（器材自选），测出凸透镜的焦距。__________ 20．小明用硬纸板制作一个长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成一个简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面： [设计与制作] （1）如图甲所示，将凸透镜正对着太阳光，来回移动光屏，在光屏上找到最小、最亮的光斑，测出焦距为________cm，； （2）如图乙，制作时使凸透镜、手机和白屏三者中心在同一水平直线上，目的是_____________；现有宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为______cm的纸盒做暗箱； （3）为了使投影仪具有更好的观影效果，手机屏幕应该选图丙中的______（A/B）的放置方式。 [优化与改进] （4）小明给暗箱设计了一个抽屉，如图丁所示。这样设计的优点是：__________； （5）观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图戊所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，则这块透镜是____________透镜。为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动。 21．中国古代时，人们就不仅知道凸透镜能取火，还能映物放大成虚像。请将图中凸透镜放大成虚像的光路图补充完整。 ①画出折射光线 ②标出S的像点S´的位置（保留画图轨迹） 22．在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？ 在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？ 迁移创新 23．各种光学设备在小明家外出露营时发挥很大的作用，下列说法正确的是（　　） A．露营手电筒的反光罩通过凸面镜反射光线，使光束更集中 B．汽车后视镜是凹面镜，扩大了视野范围，方便观察车后路况 C．照相机的镜头为凸透镜，通过凸透镜成的是正立缩小的虚像 D．妹妹用放大镜观察树叶纹理，将树叶放在一倍焦距内看到正立放大的虚像 24．小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一个焦距为15cm的凸透镜。为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的_______（虚/实）像，盒高h合理的是_______（12/18/30）cm。 25．小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验。 （1）实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在______ . （2）如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝______cm。 （3）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像在光屏上的位置会向______（上/下）方移动。 （4）小明所用实验装置如图乙，若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度10cm处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是______（照相机/放大镜/投影仪） （5）若将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是______（近视/远视）眼镜的镜片。 （6）如图丙是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象，如图丙，由图象可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐______（增大/减小）。当u＞2f时，物体移动速度______（大于/小于/等于）像移动的速度。 （7）某小组实验时对图乙中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸，如图，请写出改进后的优点：______（一条即可）。 26．新能源智能汽车已进入许多家庭，随着科技发展，芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业，具备产业深度融合，已成为汽车产业发展战略方向，如图甲是款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能光电板，车窗采用“智能玻璃”，除了可实现调节温度和透明度（透过玻璃的光照度与入射光照度之比），还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象。车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性。 （1）雷达装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是下列哪种生物________。（填正确选项前的字母） A．蝙蝠 B．猫 C．狗 D．大象 （2）汽车两侧后视镜是________（选填“凸面镜”或“凹面镜”），对光线有________作用，司机通过后视镜看到汽车两边景物的像是________（选填“实”或“虚”）像。 （3）如图乙所示，汽车挡风玻璃是倾斜的，目的是使车内物体所成的像位于挡风玻璃的________（选填“上方”“下方”或“正前方”），不妨碍司机视线。 （4）夜间，车内的人或物通过挡风玻璃成像会干扰驾驶员视线，为减弱重影影响，厂方对前挡风玻璃进行了改造，应选用图中________所示的玻璃。 A．厚度均匀 B．上厚下薄 C．上薄下厚 （5）不少司机往往会在汽车的前面摆放中间厚、边缘薄的车载香水，如图丙所示，殊不知这会带来诸多的安全隐患。请你利用学过的知识分析可能造成的一种安全危害，并解释其原因。 27．如图所示，这是一款具有自主测温、摄像、避障、消毒、咨询宣导等功能的智能医疗机器人，在医疗场所能发挥重要的辅助作用，可以有效地减轻医护人员的工作负担。它可以利用镜头对就诊人员进行人脸识别，并可将人体辐射的红外线会聚到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人体的体温监测。当监测到体温异常人员时，系统会自动语音提示，并把相关信息通过无线网络传输到诊疗系统中。机器人在行走过程中可发射、接收超声波（或激光），以获得障碍物信息并巧妙避障。当感知到前方有障碍物时，机器人会依靠减速器自动减速，并重新调整行驶路线。 （1）当监测到体温异常人员时，机器人可以语音提示，说明声音可传递_______________；该机器人进行人脸识别时，摄像头的成像原理与生活中_______________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同； （2）下列说法正确的是_______________； A．机器人发出的超声波是人耳听不到的声音 B．当被拍摄的人远离机器人镜头时，人经镜头成的像会变大 C．人体辐射的红外线属于可见光 （3）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用_______________（选填“超声波”或“次声波”）才能较好地感知到障碍物；当机器人靠近玻璃时，它在玻璃中所成像的大小将_______________（选填“变大”“不变”或“变小”），此过程中，机器人相对于它在玻璃中所成的像是_______________（选填“运动”或“静止”）的； （4）智能机器人底盘呈正方形，边长为60cm，工作时的行走速度约为1m/s，要对一个长6.6m、宽3.6m的空房间进行消毒，它沿3.6m的宽边从一侧走到另一侧需要_______________s。 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 神奇的透镜 第二节 探究：凸透镜成像的规律 第2课时 生活中的透镜 课标要点 1．知道照相机、投影仪、放大镜的基本结构，理解它们的成像原理。 2．掌握三种光学仪器的成像特点，能区分实像与虚像。 3．能结合凸透镜成像规律，分析照相机、投影仪、放大镜的调节方法。 4．能运用凸透镜成像规律解释生活中的透镜现象，体会光学知识的应用价值。 学习重难点 重点：照相机、投影仪、放大镜的成像原理；实像与虚像的区别。 难点：三种仪器的动态调节规律；物距与像距的变化分析；成像性质的辨析。 知识点 照相机 1．传统照相机的主要结构及作用 （1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。 （2）快门：是控制感光元件（如胶片或图像传感器）曝光时间的装置，相当于相机的“眼睛开关”，通过开合来决定光线进入的时间长短。 （3）光圈：通过调节大小来控制进入相机的光线多少。 （4）调焦环：调焦环的作用是调整镜头与成像介质（如胶片或传感器）之间的距离，使不同距离的被摄物体在成像介质上形成清晰的像‌。 （5）胶片：是摄影的载体，相当于涂有感光材料的光屏。 传统照相机结构示意图 传统照相机原理示意图 2. 照相机的成像原理 照相机的镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在胶片上得到倒立、缩小的实像（填像的性质）。 3. 照相机的成像特点 （1）照相机成缩小、倒立的实像。 （2）像距小于物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的异侧（选填“同”或“异”）。 （4）物距、像距及像的大小变化规律：物体离镜头越近，像越大，像距也变大；反之，物体离镜头越远，像越小，像距也变小。（均选填“小”或“大”） 4．照相机的调节 为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶片的距离。 拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近（选填“远”或“近”）一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变大（选填“大”或“小”）一些。 5. 自制模型照相机 （1）制作方法：用两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动（如图），将大纸筒的一端嵌上一个焦距为5～10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明纸，把两个纸筒套在一起，就做成了一个模型照相机。 （2）成像特点：模型照相机成的是倒立、缩小的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）；物体离镜头越近，像越大，像离镜头越远。 6. 照相机的应用 （1）数码相机：用电荷耦合器件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体的像。 （2）摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。 易错提醒 1. 成像原理误判：不少同学误以为镜头成正立像，实际照相机利用u>2f的凸透镜规律，成‌倒立、缩小的实像‌，底片承接的是倒立像，最终看到的正立照片是后期处理的结果。 2. 动态调节搞反：牢记“物近像远像变大”的反向应用：拍集体照有人没入镜时，要让像变小，必须‌增大物距（相机远离人群）、减小像距（镜头向后缩）‌，很多同学会错选“相机靠近人、镜头前伸”的选项。 3. 概念混淆：要区分物距和像距，物距是物体到相机镜头的距离，像距是镜头到底片的距离，别把暗箱长度当成物距。同时注意，照相机成的是实像，绝不可能成虚像，这点常和放大镜的虚像考点结合出辨析题。 随学随练 1．下列日常物品中，利用凸透镜成倒立、缩小的实像规律工作的是（     ） A．穿衣镜 B．照相机 C．近视镜 D．投影仪 【答案】B 【解析】A．穿衣镜是平面镜，成正立等大的虚像，故A不符合题意； B．照相机的工作原理是：当物体位于凸透镜2倍焦距以外时，凸透镜成倒立、缩小的实像，故B符合题意； C．近视镜是凹透镜，不是凸透镜，故C不符合题意； D．投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像的规律工作，故D不符合题意。 故选B。 2. 利用微信“扫一扫”功能，通过智能手机的摄像头扫描二维码，可快速获取网络信息，手机摄像头相当于一个_______镜，二维码通过摄像头所成的像是倒立、_______的实像。 【答案】 凸透 缩小 【解析】手机摄像头的成像原理与照相机一致，相当于凸透镜；根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。 知识点 投影仪 1.投影仪的主要构造及各部分的作用 由镜头、光源（灯泡）、聚光镜（凸透镜）、平面镜等组成（如下图所示）。 （1）镜头：是一个凸透镜，起成像作用。 （2）光源：是用来照亮投影片的。 （3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，增加投影片的亮度。 （4）屏幕：相当于光屏，承接像。 （5）平面镜：改变光的传播方向。 2. 投影仪的成像原理：投影仪（幻灯机）上的镜头相当于一个凸透镜，能成放大、倒立的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）。 3. 投影仪成像的特点 （1）投影仪成放大、倒立的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。 （2）物距小于像距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的异侧（选填“同”或“异”）。 4．投影仪的调节 （1）要使屏幕上的图像大些，胶片靠近镜头，同时投影仪远离屏幕；要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪靠近屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。 （2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片倒放（选填“倒放”或“正放”）。 易错提醒 ‌1. 成像原理误区：不少同学误以为投影仪成正立放大的实像，实际它通过凸透镜成‌倒立、放大的实像‌，为了让画面正向呈现，投影片必须倒插，这是考试高频考点。 2. 物距像距混淆：投影仪的物距满足f<u<2f，像距v>2f，很多同学会把它和照相机的“物远像近像变小”规律搞反，投影仪遵循“物近像远像变大”：要让画面更大，需把投影仪远离幕布，同时镜头向投影片方向下调，减小物距。 3. 部件作用误解：平面镜的作用不是成像，而是‌改变光的传播方向‌，将竖直向上的光路转向水平幕布，不少同学错答“放大像”。 4. 成像性质误判：投影仪成的是实像，能被幕布承接，绝非虚像，这点常和放大镜的虚像考点混淆。 随学随练 1．如图所示，某人正站在幕布前学习投影仪下的“醒狮”动作。这是利用凸透镜成（     ） A．缩小的虚像 B．放大的虚像 C．缩小的实像 D．放大的实像 【答案】D 【解析】投影仪成像原理是物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即，成倒立、放大的实像，实像能承接在幕布上，故选D。 2. 图为小军制作的手机“投影仪”，它能把手机画面清晰地投射到卧室墙壁上。下列说法中正确的是（     ） A．手机到凸透镜的距离应大于20cm B．若换用焦距大一些的凸透镜，投影仪需远离墙壁才能投射出清晰的画面 C．若要在墙上正常阅读手机内容，手机应竖直放置 D．要使墙上清晰的像变大，可增大手机与凸透镜间的距离 【答案】B 【解析】A．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，即，故A错误； B．若换用焦距大一些的凸透镜，根据成像规律，相当于光线会聚能力变弱，像距会变大，所以投影仪需远离墙壁才能投射出清晰的画面，故B正确； C．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C错误；                                                         D．要使墙上的像变大，根据凸透镜成实像规律“物近像远，像变大”，所以需要减小手机到凸透镜间的距离，同时增大像距，故D错误。 故选B。 知识点 放大镜 1. 放大镜的成像原理：是利用了凸透镜能成放大的虚（虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。 放大镜成像示意图 2. 放大镜的成像特点 （1）放大镜成放大、正立的虚像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“虚/实”）。 （2）像距大于物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的同侧（选填“同侧”或“异侧”）。 3. 放大镜的调节：使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当增大些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距离适当减小些（选填“增大”或“减小”）。 4. 生活中的放大镜 （1）鱼缸：相当于放大镜，若鱼在鱼缸左侧，则右侧部分相当于放大镜，我们看到的“鱼”比实际的大。 （2）小水滴：由于张力作用，形成半圆形，相当于放大镜，我们看到的“物体”比实际的大。 （3）体温计的直管：体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于凸透镜，起到放大的作用。 易错提醒 1. 概念误区：不少同学误以为放大镜是凹透镜，实际它是短焦距凸透镜，只有物距小于一倍焦距时，才能成正立、放大的虚像，凹透镜只能成缩小的虚像，完全不具备放大效果。 2. 动态成像规律混淆：很多学生凭直觉认为放大镜离物体越近像越大，实际恰好相反——在一倍焦距内，放大镜离物体越近像越小，逐渐靠近焦点时像才会持续变大，一旦物距等于焦距，像就会消失，只剩平行光斑。 3. 成像性质误判：部分同学认为用放大镜只能成放大像，实际上作为凸透镜，当物距大于一倍焦距时，它也能成倒立的实像，日常“放大观察”的使用场景，只是它特定物距下的成像结果。 随学随练 1．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 【解析】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，凸透镜能成一个正立的、放大的虚像，故D符合题意。 故选D。 2. 用放大镜观察邮票时，能看到清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．邮票在放大镜的二倍焦距以外 B．成的是倒立、放大的实像 C．放大镜的焦距越大，放大效果越明显 D．邮票到放大镜的距离小于一倍焦距 【答案】D 【解析】ABD．用放大镜观察邮票时，能看到清晰的像，应用的是凸透镜成像原理，邮票在放大镜的一倍焦距以内，成的是正立、放大的虚像，故AB错误，D正确； C．凸透镜作为放大镜使用时，在物距接近焦距的前提下，焦距越小，放大倍数越大，焦距越大反而放大效果越弱，故C错误。 故选D。 知识点 实像和虚像 1. 实像：由实际光会聚而成的像叫实像。实像可用（选填“可用”或“不可用”）光屏承接，也可以用眼睛直接观察。例如照相机和投影仪所成的像是实像，小孔成的像也是实像。 2. 虚像：不是实际光会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察，不可用（选填“可用”或“不可用”）光屏承接。例如放大镜所成的像是虚像，平面镜成的像也是虚像。 易错提醒 1. 成像正倒别死记：初中阶段实像全为倒立，虚像全为正立，看到“正立实像”直接判定错误。 2. 光屏承接是核心判断标准：实像由实际光线会聚而成，能直接在光屏上清晰呈现；虚像只是光线反向延长线的交点，光屏放对位置也接不到，平面镜、放大镜成的像都属于这类。 3. 别混淆成像原理对应的像的性质：光沿直线传播只能成实像（比如小孔成像），光的反射只能成虚像（比如平面镜、汽车观后镜），只有光的折射既能成实像也能成虚像，凸透镜成像就是典型代表。 4.常见误区：虚像不是人眼的幻觉，依然有实际光线进入人眼；像的大小和虚实没有必然联系，放大的像不一定是虚像。 随学随练 1．小华对下列光学成像实例进行了分析，判断正确的是（    ） 实例：①针孔照相机内所成的像；②潜望镜中看到的景物的像；③放大镜靠近物体时看到的像；④幻灯机屏幕上所成的像；⑤照相机中所成的像。 A．反射成像的有②③⑤ B．折射成像的有③④⑤ C．属于虚像的是②③④ D．属于实像的是②④⑤ 【答案】B 【解析】①针孔照相机内所成的像：光的直线传播形成的实像； ②潜望镜中看到的景物的像：光的反射形成的虚像； ③放大镜靠近物体时看到的像：光的折射（凸透镜成像，）形成的虚像， ④幻灯机屏幕上所成的像：光的折射（凸透镜成像，）形成的实像； ⑤照相机中所成的像：光的折射（凸透镜成像，）形成的实像。 所以反射成像的有②；折射成像的有③④⑤；属于虚像的是②③；属于实像的是①④⑤；故ACD错误；B正确。 故选B。 2. 晓东同学发现，通过四五章的学习，生活中的“像”不少了，如①毕业照片②镜花水月③鱼翔浅底，他归类如下：其中是实像的有______；虚像有______。（均填序号） 【答案】 ① ②③ 【解析】由凸透镜成像规律可知，照相机拍摄毕业照片成实像，故①为实像； 因镜花水月是平面镜成像，成虚像，鱼翔浅底是光的折射形成的虚像，故②③为虚像。 题型 照相机的原理与成像特点 ‌初中物理照相机类题型，核心可按三步速解： 第一步先定原理：牢记照相机是凸透镜成像，满足u>2f，成倒立、缩小的实像，像距落在f<v<2f区间，直接排除“正立、放大、虚像”类错误选项。 第二步抓动态规律：紧扣“物近像远像变大”，拍近景时减小物距、镜头前伸增大像距；拍远景时增大物距、镜头后缩减小像距，多人合影改拍单人特写就按“靠近人+伸镜头”判断。 第三步避常见坑：注意实像上下左右全颠倒，区分“像变小”和“像本身是缩小的像”两个概念，遇到焦距调整类题目，记住焦距越长，相同物距下成像越大，就能快速选出正确答案。 活学活用 1．如图所示，某同学用焦距为10cm的凸透镜自制了一个照相机。在纸筒B的一端嵌上一个凸透镜作为镜头，在纸筒A的一端蒙上一层半透明薄膜。下列说法正确的是（     ） A．使用时应将半透明薄膜对着要拍摄的明亮物体 B．制作时，应使薄膜和镜头间的距离控制在5~10cm C．自制相机靠近景物时，缩短薄膜和镜头间的距离可以在薄膜上成清晰的像 D．环境较亮时，在A的左侧套一个两端开口的纸筒，可以让薄膜上的像更便于观察 【答案】D 【解析】A．使用时需要让光线从镜头进入，成像在半透明薄膜上，因此应当将镜头对着拍摄物体，不是半透明薄膜对着物体，故A错误； B．照相机的原理是物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，薄膜与镜头距离是像距，应控制在10cm和20cm之间，故B错误； C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，靠近景物（物距减小），像距需增大，拉长纸筒可成清晰像，即应增大薄膜与镜头的距离，故C错误； D．A左侧套纸筒，环境较亮时，在A左侧套两端开口纸筒，可阻挡周围杂光，使薄膜上的像更清晰、便于观察，故D正确。 故选D。 2．图书馆有一种自动感应门，当人走向门口时能感应出人体发出的______（“红外”或“紫外”）线而自动打开；在用手机扫描二维码登录借阅信息时，二维码距离手机必须在镜头焦距的_____。 【答案】 红外 二倍以外 【解析】自动感应门靠感应人体辐射的红外线工作。 手机扫描二维码时同照相机一样，成倒立、缩小的实像，由凸透镜成像规律可知物体需位于凸透镜二倍焦距以外。 题型 投影仪的原理与成像特点 投影仪是初中物理凸透镜成像的高频考点，核心解题技巧可归纳为三点： ‌1. 原理速判‌：牢记物距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，屏幕相当于光屏，平面镜仅用于改变光路，不改变像的大小和性质。 ‌2. 像的调节‌：严格遵循“物近像远像变大”规律，要让屏幕上像变大，需同时完成两个操作：下调凸透镜减小镜头到投影片的物距，同时将投影仪远离屏幕增大像距，直至画面清晰。 ‌3. 易错避坑‌：像的“倒立”是上下、左右全反，若画面偏上，需将投影片向上移动；严禁误将平面镜当作成像元件，也不能混淆投影仪与照相机的物距、像距逻辑。 活学活用 1．如图所示是“地面投影互动”的游戏。游戏画面的投影片经投影仪在地上成像，红外传感器捕捉孩子的动作，并实时传输给电脑。下列说法不正确的是（     ） A．投影仪成的是倒立、放大的实像 B．若投影仪镜头的焦距为5cm，则投影片到镜头的距离应大于10cm C．从不同的方向都能看到地上的画面，是因为光在地上发生了漫反射 D．红外传感器能捕捉孩子的动作，是因为人体会辐射红外线 【答案】B 【解析】AB．若投影仪镜头的焦距为5cm，根据凸透镜成实像的规律，当物距在一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，则投影片到镜头的距离应大于5cm小于10cm，成的是倒立、放大的实像，故A正确，B错误； C．地面表面粗糙，光在地面发生漫反射，反射光射向各个方向，因此不同方向都能看到地上的画面，故C正确； D．任何温度高于绝对零度的物体都会辐射红外线，人体也会向外辐射红外线，因此红外传感器可以通过捕捉红外线识别孩子的动作，故D正确。 本题选择描述错误的，故选B。 2．西安电影制片厂成立于1958年8月，如图所示是制片厂某老式放映机大致的工作原理。放映时，银幕上的画面是胶片________（选填“放大”或“缩小”）的实像，胶片到镜头的距离________，若银幕上的像较小，应________（选填“增大”或“减小”）胶片到镜头的距离。 【答案】 放大 大于一倍焦距小于二倍焦距 减小 【解析】当胶片（物）到镜头（凸透镜）的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜会成倒立、放大的实像； 根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，若要让银幕上较小的像变大，需要减小胶片到镜头的距离，即减小物距。 题型 放大镜的原理与成像特点 放大镜是初中物理光学的高频考点，核心解题技巧可归纳为三点： 1. 先定成像区间：牢记放大镜工作条件是‌物距u<f‌，成正立、放大的虚像，虚像无法用光屏承接，直接排除光屏成像类错误选项。 2. 动态规律速判：虚像遵循“物远像远像变大”，物体在一倍焦距内缓慢远离透镜，虚像会同步变大，这是“让像更大”类题的核心依据，注意和实像的“物近像远像变大”区分开。 3. 实操类题避坑：观察细小物体时，正确操作是保持物体在焦点内，适当将放大镜远离物体，直到像清晰落在人眼明视距离（25cm）处；直径相同的凸透镜，厚度越大、焦距越短，放大倍数越高。 活学活用 1．乐于思考的小明在研究放大镜时，做了以下尝试，其中说法正确的是（     ） A．他用手摸镜片，感觉到中间厚边缘薄，说明这是一个凹透镜 B．他把放大镜贴近邮票，如图甲，此时看到的是实像 C．他将放大镜远离邮票，如图乙，此时像的特点与照相机所成像的特点相同 D．他把放大镜正对太阳光，如图丙，说明该透镜对光有会聚作用 【答案】D 【解析】A．中间厚、边缘薄的是凸透镜；凹透镜是中间薄、边缘厚，故A错误； B．放大镜贴近邮票时，物距，凸透镜成正立、放大的虚像，不是实像，故B错误； C．放大镜远离邮票后，此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像；照相机的成像特点是物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，二者成像特点不同，故C错误； D．图丙中放大镜正对太阳光，地面会聚出一个小亮斑，说明凸透镜对光线有会聚作用，故D正确。 故选D。 2．小明透过装有水的矿泉水瓶观察距离很近的树叶发现叶脉会变大，而且很清晰，这是因为此时水瓶相当于_________镜，此时观察到的叶脉是_________（选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像；所以在森林中旅行时，请不要随意丢弃饮料瓶，因为饮料瓶内进入水后，对太阳光有_________作用，容易引起火灾。 【答案】 凸透 正立 会聚 【解析】[1]装有水的矿泉水瓶中间厚、边缘薄，符合凸透镜的结构特点，因此相当于凸透镜。 [2]根据凸透镜成像规律，当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，此处树叶距离水瓶很近，处于一倍焦距内，所以观察到的叶脉是正立的。 [3]凸透镜对太阳光有会聚作用，饮料瓶内装入水后形成的凸透镜会将太阳光会聚到一点，使该点温度急剧升高，容易引燃周围可燃物，引发火灾。 题型 实像和虚像的概念与区别 初中物理实像与虚像解题核心技巧可归纳为三招，快速突破这类高频考点。 第一招用“光屏法”秒判虚实：能被光屏承接的是实像，由实际光线会聚而成；不能被光屏承接的是虚像，由光线反向延长线交汇形成。 第二招用“正倒对应法”快速匹配：初中阶段所有实像都是倒立的，所有虚像都是正立的，一眼就能排除大量干扰选项。 第三招结合成像原理分类速记：光沿直线传播的小孔成像，光折射形成的照相机、投影仪画面都是实像；平面镜、放大镜、海市蜃楼形成的都是虚像。 做题时再避开两个易错点：不要把“放大/缩小”和虚实绑定，凸面镜、凹面镜成像的虚实判断，也可以直接套用前两招，就能大幅降低出错率。 活学活用 1．（多选题）我国经常提到的像：①小孔成像；②平面镜成像；③放大镜成像；④电影屏幕上的像；⑤汽车观后镜中的像。其中（　　） A．属于实像的是①②③ B．属于虚像的是②③④ C．由于反射而成的像是②⑤ D．由于折射而成的像是③④ 【答案】CD 【解析】①小孔成像是由光的直线传播形成的实像。②平面镜成像是由光的反射形成的虚像。③放大镜成像属于凸透镜成像，是由光的折射形成的虚像。④电影银幕上的像，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的实像。⑤汽车观后镜中的像，观后镜是凸面镜，所以它成的像是由光的反射形成的虚像。其中，属于实像的是①④；属于虚像的是②③⑤；由于反射而成的像是②⑤；由于折射而成的像是③④。故AB不符合题意，CD符合题意。 故选CD。 2．（多选题）投影仪、照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如图所示，下列关于投影仪、照相机、放大镜使用和成像的说法错误的是（     ） A．投影仪：被投影的物体应在甲区域内，成倒立、放大的实像 B．照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立、缩小的实像 C．放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立、放大的虚像 D．放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立、放大的实像 【答案】ACD 【解析】A．投影仪成倒立、放大的实像，对应物距条件为，因此被投影物体应在乙区域内，故A错误； B．照相机成倒立、缩小的实像，对应物距条件为，因此被拍物体应在甲区域内，故B正确； CD．放大镜成正立、放大的虚像，对应物距条件为，因此被观察物体应在丙区域内，故CD错误。 本题选择描述错误的，故选ACD。 基础通关 1．下列光学器件用来成正立、放大、虚像的是（　　） A．平面镜 B．放大镜 C．照相机 D．幻灯机 【答案】B 【解析】A．平面镜成等大、正立的虚像，故A不符合题意； B．放大镜是凸透镜，当物体位于一倍焦距以内时，成正立、放大、虚像，故B符合题意； C．照相机镜头是凸透镜，物体在二倍焦距以外，成倒立、缩小、实像，故C不符合题意； D．幻灯机是凸透镜，物体在其一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大、实像，故D不符合题意。 故选B。 2．来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成该物体的像。下列说法正确的是（     ） A．镜头相当于一个凸透镜 B．镜头相当于一个凹透镜 C．像是放大的 D．像是正立的 【答案】A 【解析】AB．照相机的镜头对光有会聚作用，相当于一个凸透镜，故A正确，B错误； CD．照相机成像时，物距大于两倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故CD错误。 故选A。 3．如图所示，某同学用焦距为10cm的凸透镜自制了一个照相机。在纸筒B的一端嵌上一个凸透镜作为镜头，在纸筒A的一端蒙上一层半透明薄膜。下列说法正确的是（     ） A．使用时应将半透明薄膜对着要拍摄的明亮物体 B．制作时，应使薄膜和镜头间的距离控制在5~10cm C．自制相机靠近景物时，缩短薄膜和镜头间的距离可以在薄膜上成清晰的像 D．环境较亮时，在A的左侧套一个两端开口的纸筒，可以让薄膜上的像更便于观察 【答案】D 【解析】A．使用时需要让光线从镜头进入，成像在半透明薄膜上，因此应当将镜头对着拍摄物体，不是半透明薄膜对着物体，故A错误； B．照相机的原理是物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，薄膜与镜头距离是像距，应控制在10cm和20cm之间，故B错误； C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，靠近景物（物距减小），像距需增大，拉长纸筒可成清晰像，即应增大薄膜与镜头的距离，故C错误； D．A左侧套纸筒，环境较亮时，在A左侧套两端开口纸筒，可阻挡周围杂光，使薄膜上的像更清晰、便于观察，故D正确。 故选D。 4．科技改变生活，刷脸支付是基于人工智能等技术的新型支付方式，因更便捷、更安全、体验好等优势被广泛使用，如图所示．下列说法正确的是（     ） A．屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成 B．刷脸支付的摄像头是凹透镜 C．摄像头成的是倒立、缩小的虚像 D．刷脸时人应站在二倍焦距以内 【答案】A 【解析】A．根据光的三原色相关知识，红、绿、蓝是光的三原色，电子屏上的彩色画面就是由这三种色光混合而成的，故A正确； B．刷脸支付的摄像头成像原理和照相机相同，使用的是凸透镜，故B错误； C．摄像头符合凸透镜物距大于二倍焦距的成像规律，成的是倒立、缩小的实像，故C错误； D．根据凸透镜成像规律，要得到倒立、缩小的实像，人脸应该站在摄像头镜头的二倍焦距以外，故D错误。 故选A。 5．仔细观察照相机你会发现，所有照相机的前面都有一个镜头，镜头就相当于一个___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。如图所示为照相机的原理图，则照相时所成的像是___________、___________的像。 【答案】 凸透镜 倒立 缩小 【解析】照相机的镜头相当于凸透镜。照相时物体位于凸透镜二倍焦距以外，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。 6．当下户外露营热潮兴起，轻量化无线便携投影仪成为露营标配设备。投影仪镜头成像特点为成___________、放大的实像；营地中各个方位的露营者都能看清幕布上的影片画面，是因为粗糙幕布表面发生了___________反射。 【答案】 倒立 漫 【解析】投影仪的镜头是凸透镜，根据凸透镜成像规律，投影仪利用物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作；粗糙不平整的幕布表面会使光向各个方向反射，这种反射叫做漫反射，因此不同方位的露营者都能接收到反射光，看清画面。 7．如图所示是某博物馆内一枚古代印章的展台，透过上方镜能看到正立放大的印章，这是光的_______现象；通过下方平面镜能看到印章底部的字，这是光的_______现象；人两次看到的像是_______（填“虚像”“实像”或“一实一虚”）。 【答案】 折射 反射 虚像 【解析】上方镜是凸透镜，作为放大镜使用时，光透过透镜发生偏折，因此该现象属于光的折射。 下方镜是平面镜，平面镜成像的原理是光的反射，通过平面镜看到印章底部的字，属于光的反射。 凸透镜作放大镜使用时成正立放大的虚像，平面镜成的是等大的虚像，因此两次看到的都是虚像。 8．在智能制造车间的质量检测线上，通过高清摄像头检查零件，如图所示。摄像头能从不同角度拍摄到零件细节，是因为光在零件表面发生了_________；摄像头的镜头相当于一个_________透镜，可成倒立、缩小的实像。 【答案】 漫反射 凸 【解析】[1]我们能从不同角度看到物体，是因为光在物体表面发生了漫反射。摄像头能从不同角度拍摄到零件细节，正是由于光在零件表面发生了漫反射，使得反射光线射向各个方向，从而进入摄像头。 [2]摄像头的成像原理和照相机相同，镜头相当于一个凸透镜，当物距大于二倍焦距时，可成倒立、缩小的实像。 9．在物理实践课上，某物理小组开展了“自制模型照相机”的学习活动。下面是该小组同学的实践过程。 （1）照相机成像的原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，当物距较大时，来自物体的光经过照相机的镜头后在影像传感器上成______立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。 （2）同学们用凸透镜A做实验，将它正对阳光，适当移动透镜可在地面上看到______的光斑，测出光斑到凸透镜的距离为10cm。 （3）照相机模型中充当胶片的膜（a位置）应该用哪种素材制作　 　（填字母）； A．白色不透光卡纸 B．黑色不透光卡纸 C．全透明的塑料 D．半透明的薄宣纸 （4）实验室有焦距相同、半径不同的两种透镜，想让成像更亮，应选半径更__（选填“大”或“小”）的凸透镜制作照相机模型。 【答案】（1）倒 缩小；（2）最小最亮；（3）D；（4）大 【解析】（1）[1][2]照相机的镜头相当于一个凸透镜，当物距很远时，物体位于透镜的二倍焦距以外，来自物体的光经过照相机的镜头后在影像传感器上成倒立、缩小的实像。 （2）将凸透镜正对阳光，适当移动透镜可在地面上看到最小最亮的光斑，这个光斑就是透镜的焦点，测出光斑到凸透镜的距离为10cm，透镜的焦距就是10cm。 （3）照相机模型使用的凸透镜，为了既能承接像，又能观察到像，应用半透明纸做光屏，所以充当胶片的膜需要选用绘画用的薄宣纸，故选D。 （4）要让成像更加明亮，凸透镜会聚的光线更多，应该选择直径更大的凸透镜制作照相机模型。 10．学完凸透镜成像规律后，某兴趣小组用焦距为10cm的凸透镜以及其他素材自制了照相机模型和投影仪模型： （1）【器材选择】 ①投影仪模型中投影片A与凸透镜B间距是___________；（选填“物距”或“像距”） ②小组成员要选用合适长度的纸筒来作为照相机模型的外纸筒。现有三种规格的纸筒，其长度分别为 5cm、10cm、20cm，应当选择___________cm的纸筒； ③照相机模型中充当胶片的膜（a位置）应该用以下哪种素材制作( ) A．全透明的塑料膜     B． 绘画用的薄宣纸  C．白色不透光卡纸   D．黑色不透光卡纸 ④实验室有焦距相同、半径不同的两种透镜，想让成像更加亮，应该选择直径更___________的凸透镜（选填“大”或“小”）制作照相机模型； （2）【实验操作】完成模型制作后，小组成员用投影仪展示相关影像，发现成倒立的像。为了看到正立的像，应进行的操作是___________。 【答案】 物距 20 B 大 将投影片倒着插 【解析】（1）[1]物体与凸透镜间的距离称为物距，即投影仪模型中投影片A与凸透镜B间距是物距。 [2]照相机的像距在一倍和两倍焦距之间，凸透镜焦距为10cm，故像距在10cm和20cm之间，所以应该选择20cm的纸筒。 [3]照相机模型中充当胶片的膜，既要可以承接像，又要可以观察到像，应该选择半透明的薄膜，所以应选择绘画用的薄宣纸制作。 故选B。 [4]直径更大的透镜透过的光线更多，像会更亮，所以想让成像更加亮，应该选择直径更大的凸透镜制作照相机模型。 （2）[5]投影仪成的是倒立、放大的实像，为了看到正立的像，应进行的操作是将投影片倒着插。 11．用照相机（如图所示）拍照，可以把瞬间的情景留作永恒的记忆；用投影仪投影，可以使教室里的同学看到放大的图片；用显微镜观察，可以让化验室的医生看见血液中的各种细胞……这些仪器共同的主要光学元件是什么?它们对光有什么作用呢? 【答案】这些仪器的共同元件是凸透镜，对光具有会聚作用。 【解析】这些仪器的共同元件是凸透镜，折射光线比入射光线更靠近主光轴，对光具有会聚作用。 12．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。请你利用本节课学到的知识，帮小丽想想办法。应如何做，才能拍摄到天安门城楼的全景？ 【答案】将照相机远离天安门城楼，同时将镜头向后缩。 【解析】由题可知，从观景框中只能看到城楼的一部分，说明照相机所成的像较大，在拍摄全景时，应使像变小，必须减小像距，增大物距，所以应将照相机远离天安门城楼，同时将镜头后缩。 素养提升 13．每年5-6月，金口河大瓦山“转转花”竞相绽放，游客们纷纷用手机拍下这美丽的景象。关于此景象，下列说法正确的是（     ） A．游客能看到美丽的“转转花”，说明“转转花”是光源 B．“转转花”的影子，是由于光的反射形成的 C．用于拍摄“转转花”的手机镜头相当于凹透镜 D．在拍摄时，“转转花”需位于手机镜头的二倍焦距以外 【答案】D 【解析】A．“转转花”反射光进入人眼，本身不发光，不是光源，故A错误； B．影子由光沿直线传播形成，故B错误； C．手机镜头相当于凸透镜，故C错误； D．手机拍照利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理，物距，即“转转花”需位于手机镜头的二倍焦距以外，故D正确。 故选D。 14．如图所示是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上，下列说法正确的是（     ） A．手机到透镜的距离应小于透镜的两倍焦距 B．要使墙上的像变大，应增大投影仪与白墙间的距离 C．要使墙上的像变大，应增大手机与透镜间的距离 D．墙上呈现的是手机画面的正立、放大的实像 【答案】B 【解析】A．投影仪成像时物距需满足，即手机到透镜的距离应大于一倍焦距且小于两倍焦距，故A错误； BC．根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，要使像变大，应增大像距（即增大投影仪与白墙间的距离），同时减小物距（即减小手机与透镜间的距离），故B正确，C错误； D．凸透镜成实像时均为倒立像，故墙上呈现的是倒立、放大的实像，故D错误。 故选B。 15．光与影的世界是生活也是艺术，更包含着科学的知识与原理。如图，这是牙刷放入盛有水的玻璃杯中，并置于平面镜前的情景。下列说法正确的是（     ） A．平面镜中的“牙刷”比实际牙刷小 B．灯光下牙刷的影子是由光的折射形成的 C．水中的牙刷柄变粗是由光的反射形成的 D．牙刷在水面发生“断折”是由光的折射形成的 【答案】D 【解析】A．平面镜成像时像与物大小相等，平面镜中的“牙刷”与实际牙刷大小相等，故A错误； B．牙刷的影子的形成是由于光的直线传播的过程中被挡住了，没有光的区域才变暗，故B错误； C．玻璃杯相当于一个凸透镜（放大镜），我们看到水中的牙刷柄变粗是凸透镜成像，属于光的折射现象，故C错误； D．牙刷在水面发生“断折”，是水中牙刷反射的光，从水斜射入空气时发生折射造成的，故D正确。 故选D。 16．如图所示的是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统，其功能与照相机相似。该系统的光学元件相当于一个_________透镜，在光电传感器上成的是倒立、_________的实像；若该透镜的焦距为40 mm，周围景物通过该透镜成像时，景物到镜头的距离_________________mm。 【答案】 凸 缩小 大于80 【解析】[1][2][3]照相机的镜头是凸透镜，照相机成像特点：成倒立、缩小的实像。凸透镜焦距，根据照相机成像条件，物距。计算：，所以景物到镜头的距离大于。 17．某校购入了一批投影仪供老师教学时使用。 （1）老师翻看说明书时看到的投影仪的成像原理图如图甲所示。投影仪所成的像___________（选填“倒立”或“正立”），放大的像。 （2）数学老师在图甲中的A处，他想要在屏幕上呈现如图乙所示的图形，则投影片插法应是图丙中的_____________________。 【答案】（1）倒立；（2）C 【解析】（1）投影仪利用凸透镜成像规律工作，当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像。 （2）投影仪成的实像相对于投影片既上下颠倒，也左右颠倒，相当于把投影片旋转180°后得到屏幕上像的形状。要得到乙图的像，将乙图旋转180°后得到的形状对应丙图的选项C。 18．图甲是博物馆内“刘充国印”的展台，图乙是其示意图。印章下方是平面镜，通过它能看到印章底部字的像，这是光的_________现象形成的；印章的上方是凸透镜，透过它能看到印章放大的像，此时印章到凸透镜的距离u与透镜焦距f的关系为_________（选填“”“”或“”）。图乙中，F为凸透镜的焦点，O为凸透镜的光心。光线a斜射向平面镜，光线b平行于凸透镜的主光轴（图中虚线）射向透镜，请在图乙中画出光线a、b的传播路径_________。 【答案】 反射 【解析】[1]印章下方是平面镜，通过它能看到印章底部字的像，是因为光照射到平面镜上发生了反射，反射光线的反向延长线会聚就形成了印章的虚像。 [2]印章的上方是凸透镜，透过它能看到印章放大的像，说明印章的像与印章都在凸透镜的同侧，由凸透镜成像规律可知，此时看到的是正立、放大的虚像，故印章在凸透镜的一倍焦距以内，即 [3]由凸透镜三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，经过另一侧的焦点；先过光线a的入射点作平面镜的垂线，即法线，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，在法线的右侧画一条光线，并使其与法线的夹角等于入射角，该光线就是所画的反射光线，如图所示： 19．在物理实践课上，某物理小组开展了“自制模型照相机”的学习活动。下面是该小组同学的实践过程，请帮助完成下列内容： 活动名称：自制模型照相机 实施过程： （1）经过学习，同学们知道照相机是利用凸透镜成像，当物距大于二倍焦距时，成__________缩小的实像，这是照相机的成像原理； （2）他们找来了卡片纸、刻度尺、剪刀、双面胶、透明塑料袋、铅笔、圆形纸筒、凸透镜，准备开始制作。透明塑料袋的作用是__________； （3）制作之前首先要测量凸透镜的焦距，目的是确定__________，在测量凸透镜焦距时，同学们是让凸透镜__________太阳光缓慢移动，使最小亮点落在地面上（桌面或其他屏）上，测量凸透镜中心到最小亮点之间的距离（即为凸透镜的焦距）； （4）如图，是他们的整个制作过程，其中②是在相机组装接口处粘上双面胶，进行组装．在组装的过程中，一定要注意__________，否则影响照相效果。 交流讨论：如果当时正在下雨（没有太阳光）又找不到任何平行光源，请你帮助同学们另外设计一个实验（器材自选），测出凸透镜的焦距。__________ 【答案】 倒立 光屏 像距的范围 正对 尽量密闭不透光 可以选择凸透镜、有字迹的纸（或其他物体），主要步骤为①通过凸透镜观察纸上的字迹（或其他物体），并缓慢移动凸透镜使看到的像刚好模糊不清时停止移动凸透镜；②测量并记录被观察物到凸透镜之间的距离，此时被观察物到凸透镜之间的距离即为凸透镜的焦距。 【解析】（1）[1]照相机是利用凸透镜成像，根据凸透镜成像的规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，这是照相机的成像原理。 （2）[2]照相机所成的像是实像，可以在光屏上承接，透明塑料袋的作用是光屏。 （3）[3]根据照相机的工作原理，物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距与2倍焦距之间，制作之前首先要测量凸透镜的焦距，目的是确定像距的范围。 [4]根据凸透镜特殊光线的规律，平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚于焦点，故在测量凸透镜焦距时，让凸透镜正对太阳光缓慢移动，使最小亮点落在地面上上，测量凸透镜中心到最小亮点之间的距离即为凸透镜的焦距。 （4）[5]照相机主要是远处物体所成的像，光线相对较弱，照相机需要一个理想的暗室，有利用在光屏上看到清楚的像，在组装的过程中，一定要注意尽量密闭不透光，否则影响照相效果。 [6]略。 20．小明用硬纸板制作一个长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成一个简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面： [设计与制作] （1）如图甲所示，将凸透镜正对着太阳光，来回移动光屏，在光屏上找到最小、最亮的光斑，测出焦距为________cm，； （2）如图乙，制作时使凸透镜、手机和白屏三者中心在同一水平直线上，目的是_____________；现有宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为______cm的纸盒做暗箱； （3）为了使投影仪具有更好的观影效果，手机屏幕应该选图丙中的______（A/B）的放置方式。 [优化与改进] （4）小明给暗箱设计了一个抽屉，如图丁所示。这样设计的优点是：__________； （5）观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图戊所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，则这块透镜是____________透镜。为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动。 【答案】（1）20.0；（2）使像成在白屏中央 40；（3）B；（4）便于改变物距；（5）凸 靠近 【解析】（1）将凸透镜正对着太阳光，来回移动光屏，在光屏上找到最小、最亮的光斑，测量出光屏与透镜之间的距离为20.0cm，它的焦距为20.0cm。 （2） [1]制作时使凸透镜、手机和白屏三者中心在同一水平直线上，目的是使清晰的像成在光屏的中央。 [2]要制作投影仪，在光屏上成倒立放大的实像，物距必须在一倍与二倍焦距之间，现有宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为40cm的纸盒做暗箱。 （3） 投影仪在光屏上成的是倒立放大的实像，为了使投影仪具有更好的观影效果，为了在屏幕上看到正立的像，手机屏幕应该倒立放置，选图丙中B的放置方式。 （4）抽屉设计使得凸透镜与手机屏幕的相对距离可以灵活调整，即便于改变物距。 （5）[1][2]观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图戊所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，则这块透镜对光有会聚作用，是凸透镜。为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向靠近凸透镜方向移动。 21．中国古代时，人们就不仅知道凸透镜能取火，还能映物放大成虚像。请将图中凸透镜放大成虚像的光路图补充完整。 ①画出折射光线 ②标出S的像点S´的位置（保留画图轨迹） 【答案】 【解析】平行于主光轴的光，通过凸透镜折射后，折射光线经过凸透镜另一侧的焦点，过光心得光线传播方向不变。用虚线反向延长两条折射光线，折射光线的反向延长线相交于一点，这个交点就是S的像S’。如图所示： 22．在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？ 在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？ 【答案】照相机：像的位置在一倍焦距和二倍焦距之间；像距小于物距；投影仪：像的位置在二倍焦距以外；像距大于物距 【解析】凸透镜成像规律中，当物距大于二倍焦距时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，这就是照相机的原理，像位于凸透镜的一倍焦距到二倍焦距之间。故物距比较大。 凸透镜成像规律中，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像，这就是投影仪的原理，故像距比较大。 迁移创新 23．各种光学设备在小明家外出露营时发挥很大的作用，下列说法正确的是（　　） A．露营手电筒的反光罩通过凸面镜反射光线，使光束更集中 B．汽车后视镜是凹面镜，扩大了视野范围，方便观察车后路况 C．照相机的镜头为凸透镜，通过凸透镜成的是正立缩小的虚像 D．妹妹用放大镜观察树叶纹理，将树叶放在一倍焦距内看到正立放大的虚像 【答案】D 【解析】A．露营手电筒的反光罩通常使用凹面镜，凹面镜对光具有会聚作用，使光束更集中，故A错误； B．汽车后视镜通常是凸面镜，凸面镜对光具有发散作用，可以扩大视野范围，故B错误； C．照相机的镜头是凸透镜，当物体在二倍焦距外时，通过凸透镜成倒立缩小的实像，而不是正立缩小的虚像，故C错误； D．放大镜是凸透镜，当物体放在一倍焦距内时，看到的是正立放大的虚像，故D正确。 故选D。 24．小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一个焦距为15cm的凸透镜。为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的_______（虚/实）像，盒高h合理的是_______（12/18/30）cm。 【答案】 虚 12 【解析】[1][2]根据凸透镜成像规律，凸透镜可以成正立、放大的虚像，此时物距小于焦距，当焦距为15cm时，物距即盒高合理的是12cm。 25．小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验。 （1）实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在______ . （2）如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝______cm。 （3）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像在光屏上的位置会向______（上/下）方移动。 （4）小明所用实验装置如图乙，若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度10cm处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是______（照相机/放大镜/投影仪） （5）若将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是______（近视/远视）眼镜的镜片。 （6）如图丙是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象，如图丙，由图象可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐______（增大/减小）。当u＞2f时，物体移动速度______（大于/小于/等于）像移动的速度。 （7）某小组实验时对图乙中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸，如图，请写出改进后的优点：______（一条即可）。 【答案】 同一高度 10.0 上 照相机 远视 增大 大于 成像稳定 【解析】（1）[1]为了使像成在光屏中央，应将凸透镜的中心、光屏的中心与烛焰的中心大致在同一高度上。 （2）[2]如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，该光斑就是凸透镜的焦点，则凸透镜和光屏位置为焦距，可知焦距 （3）[3]实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短烛焰下移，根据通过光心的光传播方向不变，可知烛焰的像在光屏上的位置会向上移。 （4）[4]如图乙，若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度10cm处，此时物距 成倒立缩小的实像 ，所以利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是照相机。 （5）[5]将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，说明该眼镜片对光有会聚作用，故该镜片为凸透镜，凸透镜能矫正远视眼，即该眼镜片是远视眼镜的镜片。 （6）[6]如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象，可知成实像时物距 逐渐增大，像距v减小；物距 逐渐减小时，像距逐渐增大。 [7]当u＞2f时，成倒立缩小的实像，由图丙知相同时间内在物体在2倍焦距以外物距变化量大于像距变化量，所以物体移动速度大于像移动的速度。 （7）[8]将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸，做该实验，烛焰会随空气流动而晃动，导致物距发生变化，成像不稳定，而“F”形的LED灯放在某位置物距不变，成像稳定且上下左右不对称，便以观察成像性质成像稳定。 26．新能源智能汽车已进入许多家庭，随着科技发展，芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业，具备产业深度融合，已成为汽车产业发展战略方向，如图甲是款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能光电板，车窗采用“智能玻璃”，除了可实现调节温度和透明度（透过玻璃的光照度与入射光照度之比），还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象。车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性。 （1）雷达装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是下列哪种生物________。（填正确选项前的字母） A．蝙蝠 B．猫 C．狗 D．大象 （2）汽车两侧后视镜是________（选填“凸面镜”或“凹面镜”），对光线有________作用，司机通过后视镜看到汽车两边景物的像是________（选填“实”或“虚”）像。 （3）如图乙所示，汽车挡风玻璃是倾斜的，目的是使车内物体所成的像位于挡风玻璃的________（选填“上方”“下方”或“正前方”），不妨碍司机视线。 （4）夜间，车内的人或物通过挡风玻璃成像会干扰驾驶员视线，为减弱重影影响，厂方对前挡风玻璃进行了改造，应选用图中________所示的玻璃。 A．厚度均匀 B．上厚下薄 C．上薄下厚 （5）不少司机往往会在汽车的前面摆放中间厚、边缘薄的车载香水，如图丙所示，殊不知这会带来诸多的安全隐患。请你利用学过的知识分析可能造成的一种安全危害，并解释其原因。 【答案】（1）A；（2）凸面镜 发散 虚；（3）上方；（4）B；（5）车载香水的形状中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，对光线有会聚作用，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。 【解析】（1）雷达利用超声波回声定位，模仿的是蝙蝠，故选A。 （2）[1][2][3]汽车两侧的后视镜是凸面镜，它对光线有发散作用，能让驾驶员看到更广阔的视野，所成的像是虚像。 （3）根据平面镜成像特点可知，像与物关于镜面对称；挡风玻璃是倾斜的，所以车内物体的像会成在挡风玻璃的上方，不会和前方的实际路况混淆，避免干扰驾驶员判断。 （4）由图分析可知，选用上厚下薄的倾斜玻璃，前表面反射光向上偏折，后表面反射光向下偏折，两像反向延长线趋于靠近，可减弱成像重影，不干扰视线。故选B。 （5）见答案。 27．如图所示，这是一款具有自主测温、摄像、避障、消毒、咨询宣导等功能的智能医疗机器人，在医疗场所能发挥重要的辅助作用，可以有效地减轻医护人员的工作负担。它可以利用镜头对就诊人员进行人脸识别，并可将人体辐射的红外线会聚到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人体的体温监测。当监测到体温异常人员时，系统会自动语音提示，并把相关信息通过无线网络传输到诊疗系统中。机器人在行走过程中可发射、接收超声波（或激光），以获得障碍物信息并巧妙避障。当感知到前方有障碍物时，机器人会依靠减速器自动减速，并重新调整行驶路线。 （1）当监测到体温异常人员时，机器人可以语音提示，说明声音可传递_______________；该机器人进行人脸识别时，摄像头的成像原理与生活中_______________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同； （2）下列说法正确的是_______________； A．机器人发出的超声波是人耳听不到的声音 B．当被拍摄的人远离机器人镜头时，人经镜头成的像会变大 C．人体辐射的红外线属于可见光 （3）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用_______________（选填“超声波”或“次声波”）才能较好地感知到障碍物；当机器人靠近玻璃时，它在玻璃中所成像的大小将_______________（选填“变大”“不变”或“变小”），此过程中，机器人相对于它在玻璃中所成的像是_______________（选填“运动”或“静止”）的； （4）智能机器人底盘呈正方形，边长为60cm，工作时的行走速度约为1m/s，要对一个长6.6m、宽3.6m的空房间进行消毒，它沿3.6m的宽边从一侧走到另一侧需要_______________s。 【答案】（1）信息 照相机；（2）A；（3）超声波 不变 运动；（4）3 【解析】（1）机器人通过语音提示体温异常的信息，说明声音可以传递信息； 人脸识别的摄像头是凸透镜，工作时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，和照相机的成像原理一致。 （2）A．人耳听觉范围为，超声波频率高于，所以人耳无法听到，故A正确； B．凸透镜成实像时，遵循“物远像近像变小”的规律，当人远离镜头时，物距变大，成的像会变小，故B错误； C．红外线属于不可见光，故C错误。 故选A。 （3）由题文信息可知，机器人在行走过程中可发射、接收超声波，以获得障碍物信息并巧妙避障； 玻璃是透明障碍物，激光会直接穿透玻璃，无法获得有效反射信号；超声波遇到任何障碍物都会发生反射，因此选择超声波能较好感知障碍物； 玻璃成像属于平面镜成像，平面镜成像的特点是像与物大小始终相等，因此机器人靠近玻璃时，像的大小不变； 平面镜成像时像距等于物距，机器人靠近玻璃时，像也同步靠近玻璃，机器人与自身像的位置发生了变化，因此机器人相对于它的像是运动的。 （4）机器人底盘边长，沿房间宽边行走，实际行走路程为 这个过程所需时间 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $