内容正文:
人教版八年级物理上册 · 第五章 透镜及其应用 · 课时作业
第五章 透镜及其应用
第2节 生活中的透镜 课时作业
班级:__________ 姓名:__________ 学号:__________ 用时:______分钟
一、知识梳理
知识点1 照相机
照相机的镜头相当于一个凸透镜,胶片(或手机、数码相机中的图像传感器)相当于光屏。拍照时,被拍物体离镜头较远,像离镜头较近,在胶片上成倒立、缩小的实像。
图1 照相机成像示意图
拓展说明:要使拍摄的像变大,应让照相机离被拍物体近一些,同时把镜头向前伸(使镜头离胶片远一些)。可以简记为“物近像远像变大”。
知识点2 投影仪
投影仪的镜头相当于一个凸透镜,投影片(物体)离镜头较近,屏幕离镜头较远,在屏幕上成倒立、放大的实像。为了使屏幕上的像是正立的,投影片要倒着插入。有的投影仪还装有平面镜,其作用是改变光的传播方向,使像成在竖直的屏幕上。
图2 投影仪成像示意图
知识点3 放大镜
放大镜就是一个焦距较短的凸透镜。使用时,把放大镜靠近被观察的物体,使物体到透镜的距离小于焦距,透过透镜可以看到物体正立、放大的虚像,像与物体在透镜的同侧。在焦距以内,物体离透镜稍远一些,看到的像会更大一些。
图3 放大镜成像光路图(A′为虚像)
知识点4 实像和虚像
比较项目
实像
虚像
形成原因
实际光线会聚而成
实际光线的反向延长线相交而成
能否用光屏承接
能
不能
能否用眼睛看到
能
能
正倒情况(凸透镜成像)
倒立
正立
实例
照相机、投影仪成的像;小孔成像
放大镜成的像;平面镜成像
知识点5 三种光学仪器的比较
仪器
主要元件
物体位置
像的性质
像与物的位置
照相机
凸透镜(镜头)
离镜头较远
倒立、缩小的实像
异侧
投影仪
凸透镜(镜头)
离镜头较近
倒立、放大的实像
异侧
放大镜
凸透镜
焦点以内
正立、放大的虚像
同侧
二、典例精析
【例1】小明用数码相机拍摄一朵花,发现花在取景屏上的像太小,他想拍一张花的“特写”(像更大一些),应该怎样操作?
【分析】照相机成倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时,物体离镜头越近,像离镜头越远,像越大。所以要使花的像变大,应使相机靠近花,同时将镜头向前伸(使镜头离图像传感器远一些)。现在的数码相机多数能自动调焦,只需靠近花即可。
【答案】相机靠近花,同时镜头向前伸。
【例2】关于投影仪和放大镜,下列说法正确的是( )
A.两者成的都是实像 B.投影仪成实像,放大镜成虚像
C.两者成的都是正立的像 D.两者成像时,像和物体都在透镜同侧
【分析】投影仪在屏幕上成倒立、放大的实像,像与物体在透镜两侧;放大镜成正立、放大的虚像,像与物体在透镜同侧。
【答案】B
方法点拨:判断实像、虚像的关键——能被光屏(屏幕、胶片、墙面等)承接的是实像;只能透过透镜看到、不能被承接的是虚像。凸透镜所成的实像都是倒立的,虚像都是正立的。
三、基础达标
1.下列光学器件中,其主要元件不是凸透镜的是( )
A.照相机镜头 B.投影仪镜头 C.放大镜 D.汽车后视镜
2.用照相机拍摄远处的风景时,在胶片上所成的像是( )
A.正立、缩小的实像 B.倒立、缩小的实像 C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
3.老师用投影仪上课时,屏幕上呈现的是( )
A.正立、放大的虚像 B.倒立、放大的实像 C.倒立、缩小的实像 D.正立、等大的实像
4.下列关于实像和虚像的说法中,正确的是( )
A.虚像是人的幻觉,并没有光进入人眼
B.实像能用光屏承接,虚像不能
C.实像一定是放大的,虚像一定是缩小的
D.实像只能用光屏承接,不能用眼睛直接看到
5.用放大镜观察昆虫时,昆虫到放大镜的距离应( )
A.大于焦距 B.等于焦距 C.小于焦距 D.任意距离都可以
6.照相机的镜头相当于一个________透镜,拍照时胶片上成________、________的________像。
7.投影仪中平面镜的作用是________________;为了使屏幕上出现正立的字,投影片应________(选填“正着”或“倒着”)放置。
8.小明用放大镜看报纸上的字,看到的是________(选填“正立”或“倒立”)、________的________(选填“实”或“虚”)像,像和字在放大镜的________(选填“同侧”或“异侧”)。
9.用手机扫描二维码时,手机镜头相当于________透镜,二维码到镜头的距离应较________(选填“远”或“近”),二维码在手机的图像传感器上成________(选填“放大”或“缩小”)的实像。
10.作图题:图4中A为物体,F为放大镜(凸透镜)的焦点,请画出从物体A的顶端发出的两条特殊光线经透镜后的光路,并作出物体A所成的像A′。
图4
四、能力提升
11.小丽用照相机给同学拍集体照时,发现有几位同学没有进入取景框,为了使全体同学都进入画面,她应该( )
A.使照相机靠近同学,同时镜头向前伸 B.使照相机远离同学,同时镜头向后缩
C.使照相机靠近同学,同时镜头向后缩 D.使照相机远离同学,同时镜头向前伸
12.使用投影仪时,发现屏幕上的像太小,为了使像变大,下列操作正确的是( )
A.投影仪远离屏幕,同时镜头靠近投影片 B.投影仪靠近屏幕,同时镜头远离投影片
C.投影仪远离屏幕,同时镜头远离投影片 D.只把投影片换成更大的即可,无须调节
13.下列现象中,成实像的是( )
A.用放大镜看邮票 B.平静湖面上的倒影
C.小孔成像 D.从水面上看水中的鱼
14.小华把一个凸透镜放在书本上方,透过透镜看到的字是放大的;把透镜逐渐远离书本(始终在焦距以内),看到字的像( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.大小不变 D.先变小后变大
15.在一个圆柱形的透明玻璃杯中装满水,把一支铅笔放在玻璃杯的一侧,透过玻璃杯可以看到铅笔。当铅笔由紧靠玻璃杯的位置向远处慢慢移动时,你观察到的现象是:铅笔的像先是________(选填“正立”或“倒立”)逐渐变长,到某一位置后突然变为________(选填“正立”或“倒立”)。装水的玻璃杯在水平方向上相当于一个________透镜。
16.小明用手机拍摄远处的景物时,要使像更大一些,可以选用焦距更________(选填“长”或“短”)的镜头,这也是长焦镜头能“拉近”远景的原因。
17.实验探究:小芳用一个焦距为10 cm的凸透镜观察物体,记录如下表。
序号
物体到透镜的距离
看到(或得到)的像
①
5 cm
正立、放大,不能用光屏承接
②
15 cm
倒立、放大,能用光屏承接
③
30 cm
倒立、缩小,能用光屏承接
(1)序号①的成像情况与生活中________的原理相同,所成的像是________像。
(2)序号②的成像情况与生活中________的原理相同。
(3)序号③的成像情况与生活中________的原理相同。
(4)根据表中数据可以初步得出:当物体到凸透镜的距离小于焦距时,成________像;大于焦距时,成________像。
18.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)放大镜只能成放大的像。( )
(2)照相机胶片上成的是虚像。( )
(3)虚像不能用光屏承接,但能用眼睛看到。( )
(4)投影仪中的凸透镜成倒立、放大的实像。( )
五、拓展探究
19.小强在家中做了一个简易投影仪:在手机屏幕前方放一个放大镜,在墙上得到了手机画面的像。他发现墙上的像是倒着的。
(1)墙上的像是________(选填“实像”或“虚像”),判断的依据是________________________。
(2)为了使墙上的画面正立,应把手机________放置。
(3)若想让墙上的画面更大,小强应让放大镜________(选填“靠近”或“远离”)手机,同时让整个装置________(选填“靠近”或“远离”)墙面。
20.公路上的监控摄像头可以拍下违章车辆的照片。请你说明:(1)摄像头的镜头相当于什么透镜?(2)车辆在摄像头中成什么样的像?(3)车辆向摄像头驶近的过程中,所成的像大小如何变化?
21.小明伸直手臂,拿着放大镜观察窗外远处的房屋,他看到的房屋的像是( )
A.正立、放大的虚像 B.正立、缩小的虚像 C.倒立、缩小的实像 D.倒立、放大的实像
22.某投影仪的结构中有一块平面镜。若把平面镜取下,其他条件不变,屏幕上将________(选填“能”或“不能”)得到画面,像将成在________(选填“天花板”或“地面”)上。这说明投影仪中凸透镜的作用是________,平面镜的作用是________________。
23.请列举生活中两个利用凸透镜成实像和一个利用凸透镜成虚像的实例,并说明所成像的性质。
成实像:①________________________;②________________________。
成虚像:③________________________。
第2节 生活中的透镜 参考答案及解析
三、基础达标
1.D
【解析】照相机、投影仪的镜头和放大镜都是凸透镜;汽车后视镜是凸面镜,利用的是光的反射,不是透镜。
2.B
【解析】照相机拍摄时,物体离镜头较远,在胶片上成倒立、缩小的实像。
3.B
【解析】投影仪的投影片离镜头较近,在屏幕上成倒立、放大的实像,能被屏幕承接。
4.B
【解析】虚像是实际光线的反向延长线相交形成的,有光线进入人眼,不是幻觉,A错误;实像是实际光线会聚而成,能用光屏承接,虚像不能,B正确;照相机成缩小的实像,放大镜成放大的虚像,C错误;实像也能用眼睛直接看到,D错误。
5.C
【解析】放大镜成正立、放大的虚像,物体必须放在凸透镜的焦点以内,即物体到放大镜的距离小于焦距。
6.凸 倒立 缩小 实
【解析】照相机镜头相当于凸透镜,拍摄时成倒立、缩小的实像。
7.改变光的传播方向 倒着
【解析】平面镜把镜头射出的光反射到竖直的屏幕上;凸透镜成的实像是倒立的,所以投影片要倒着放,屏幕上的字才是正立的。
8.正立 放大 虚 同侧
【解析】放大镜成像时物体在焦点以内,成正立、放大的虚像,像与物体在透镜的同一侧。
9.凸 远 缩小
【解析】手机摄像头的成像原理与照相机相同,二维码离镜头较远,在图像传感器上成倒立、缩小的实像。
10.如图5所示。
图5
【解析】从A的顶端发出平行于主光轴的光线,折射后经过另一侧焦点;经过光心的光线传播方向不变。两条折射光线是发散的,把它们反向延长(用虚线),交点就是A顶端的像,由此画出正立、放大的虚像A′(用虚线表示)。
四、能力提升
11.B
【解析】要使更多的同学进入画面,就要使像变小。照相机成像时,物体离镜头越远,像越小,像到镜头的距离也越小,所以照相机应远离同学,同时镜头向后缩(减小镜头到胶片的距离)。
12.A
【解析】要使屏幕上的像变大,应使像离镜头更远、物体(投影片)离镜头更近,即投影仪远离屏幕,同时镜头向下调,靠近投影片。
13.C
【解析】放大镜成虚像;倒影是平面镜成像,是虚像;从水面上看到水中的鱼是光的折射形成的虚像;小孔成像是光沿直线传播,实际光线会聚形成的,是实像。
14.A
【解析】放大镜成像时,在焦距以内,物体离透镜越远(越靠近焦点),所成的虚像越大,因此看到的字逐渐变大。
15.正立 倒立 凸
【解析】装满水的圆柱形玻璃杯在水平方向上中间厚、边缘薄,相当于凸透镜(竖直方向上厚度相同,不起会聚作用)。铅笔靠近时在焦点以内,看到正立、放大(变长)的虚像;铅笔移到焦点以外后,成倒立的实像,所以看到铅笔的像突然“掉头”。
16.长
【解析】物体离镜头距离一定时,焦距越长的凸透镜所成的像越大,所以长焦镜头能把远处的景物拍得更大,好像“拉近”了一样。
17.(1)放大镜 虚 (2)投影仪 (3)照相机 (4)虚 实
【解析】①物体在焦距以内,成正立、放大的虚像,应用是放大镜;②成倒立、放大的实像,应用是投影仪;③成倒立、缩小的实像,应用是照相机。由表可知,物距小于焦距成虚像,大于焦距成实像。
18.(1)× (2)× (3)√ (4)√
【解析】(1)凸透镜也能成缩小的实像,如把放大镜远离物体观察远处的景物,会看到倒立、缩小的像;(2)照相机成的是实像;(3)虚像是光的反向延长线相交而成,不能用光屏承接,但反射或折射的光进入人眼,能看到;(4)正确。
五、拓展探究
19.(1)实像 像能成在墙上(能用光屏承接),且是倒立的 (2)倒着(上下颠倒) (3)靠近 远离
【解析】墙面相当于光屏,能承接的像一定是实像。凸透镜成的实像是倒立的,手机倒放,墙上的像就正立了。要使实像变大,应使物体靠近透镜(但要在焦点以外),同时增大像到透镜的距离,即装置远离墙面,这和投影仪的调节方法相同。
20.(1)凸透镜;(2)倒立、缩小的实像;(3)逐渐变大。
【解析】摄像头的工作原理与照相机相同。汽车离摄像头较远时成倒立、缩小的实像;车辆靠近摄像头,物体到镜头的距离减小,所成的像逐渐变大。
21.C
【解析】远处的房屋到放大镜的距离远大于放大镜的焦距,放大镜此时相当于照相机的镜头,在眼睛前方成倒立、缩小的实像,眼睛看到的就是这个实像。这也说明放大镜不一定只成放大的像。
22.不能 天花板 成倒立、放大的实像 改变光的传播方向
【解析】投影仪的镜头一般竖直向上,从投影片发出的光经凸透镜后竖直向上射出,平面镜把光反射到竖直的屏幕上。取下平面镜后,光继续向上传播,像成在天花板上,屏幕上得不到画面。
23.(答案合理即可)①照相机:倒立、缩小的实像;②投影仪(或电影放映机):倒立、放大的实像;③放大镜(或老花镜看近处物体):正立、放大的虚像。
【解析】凸透镜既能成实像(物体在焦距以外),也能成虚像(物体在焦距以内),这正是凸透镜在生活中应用广泛的原因。
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