第五单元《透镜及其应用》3.透镜的应用（课时讲义）-大单元教学2023-2024学年八年级物理上册同步备课系列（人教版）

第五单元透镜及其应用3.透镜的应用1.了解透镜在日常生活中的应用。2.知道凸透镜在三种常见仪器上所成像的不同，能初步区分照相机、投影仪、放大镜的成像原理和特点。3.了解眼睛的构造,晶状体的调节过程,知道眼睛是怎样观察远处和近处物体的原因。4.通过分析近视和远视形成的原因,了解眼镜是怎样矫正视力的；知道用眼常识,并养成爱护眼睛的好习惯。5.了解显微镜和望远镜的基本结构和成像原理，了解看清物体与视角的关系。6.了解显微镜和望远镜的发展历程,体会科学技术对社会发展和人类生活的影响。

上一节课，我们通过实验探究，知道凸透镜在三种情况下成像的原理和特征是不相同的，那么凸透镜成像在生活中有哪些应用呢？一、问题导入知识点一照相机1.照相机的成像原理：镜头——相当于一个凸透镜；胶片——相当于光屏；远处的物体在照相机中成倒立缩小的实像。2.照相机的结构：（1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个凸透镜；（2）胶片：相当于光屏，机壳相当于暗室，胶片以透明塑料为基片，上面涂有一层感光物质。（3）调节控制系统：①取景窗：观察所拍的景物，用来确定拍摄景物的范围；②调焦环：可以调节镜头到胶片的距离，使胶片上形成清晰的像；知识点一照相机③光圈环：可以控制从镜头射入光线的多少。光圈上标的数字越小，光圈越大，进入镜头的光线就越多。④快门：可以控制曝光时间，数字表示时间秒的倒数。光圈和快门都是用来控制曝光量的，拍照时，要根据景物的明亮程度选择适当的光圈和快门，使胶片曝光适当，这样才能拍出好照片。3.照相机的使用：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。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近一些。调焦环上刻着数字，表示拍摄的景物到镜头的距离。知识点一照相机4.照相机成像的特点：(1)物体到照相机镜头的距离(物距)大于镜头到胶片的距离(像距)。(2)物体离照相机镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像(胶片)到镜头的距离越近，即暗箱越短。(3)照相机成的是倒立、缩小的实像，像和物体在镜头的两侧。5.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，电子眼等。典例精析

典例1．（2023·四川遂宁·统考中考真题）疫情防控期间，为了控制外来人员出入小区，遂宁很多小区装备了人脸识别系统（如图所示）。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片，则摄像机镜头的焦距应小于

（m），该镜头与

眼镜属同一类透镜。

【解析】[1]摄像机摄像时应用的原理是物距大于凸透镜二倍焦距时成缩小、倒立的实像。摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片，说明0.4m大于二倍焦距，即凸透镜焦距小于0.2米。[2]因为摄像机的镜头是一个凸透镜，它是与矫正远视眼的眼镜属于同一类透镜。0.2远视知识点二投影仪1.结构：(1)镜头：相当于凸透镜，起成像的作用。(2)螺纹透镜(聚光镜)：为一组较大的塑料螺纹透镜，相当于凸透镜、其作用是会聚光，用来增加投影片的亮度。(3)光源：碘钙灯(一种比白炽灯亮很多的灯泡)。其作用是用来照亮投影片。(4)投影片：投影片上有文字或图案，相当于用来成像的物体。(5)平面镜：用来改变光路，使射向天花板的光能在屏幕上成像。如果没有平面镜、投影仪也能成像，但像是成在天花板上的。(6)屏幕：相当于光屏，用来显示投影仪所成的像。知识点二投影仪2.投影仪成像的特点(1)投影片到镜头的距离(物距)小于镜头到屏幕的距离(像距)。(2)投影仪在屏幕上所成的像比投影片上的图案大。(3)投影片和它的像在镜头的两侧。(4)投影仪成倒立、放大的实像。(5)投影片离镜头越近，像到镜头的距离越大，像越大；投影片离镜头越远，像到镜头的距离越小，像越小。典例精析

【解析】A．水中的倒影是平面镜成像现象，属于光的反射，故A错误；B．近视眼镜用发散的凹透镜矫正，是凹透镜成像，故B正确；C．幻灯机成像利用的是凸透镜成倒立、放大的实像，故C错误；D．小孔成像是光的直线传播现象，故D错误。故选B。典例2．（2023·四川德阳·统考中考真题）下列选项中与物理知识对应关系正确的是（）A．水中的倒影——光的折射 B．近视眼镜——凹透镜成像C．幻灯机成像——平面镜成像 D．小孔成像——光的反射B知识点三放大镜1.放大镜的结构和成像原理

放大镜其实就是一个普通的凸透镜，是最常用的光学仪器之一。放大镜能将小物体放大，将放大镜放在物体上方适当的位置，透过放大镜我们可以看到一个正立、放大的虚像。适当增大放大镜到物体的距离(不超过焦距)，可以看到物体所成的像也会变大。知识点三放大镜2.放大镜成像的特点(1)物体和通过放大镜所成的像在放大镜的同侧；(2)放大镜离物体越近，所成的像越小，离物体越远(不超过焦距)，所成的像越大；(3)若放大镜与物体的距离大到一定程度，所成的像便消失了；(4)物体通过放大镜成的是正立、放大的虚像。典例精析

典例3．（2023·江苏徐州·统考中考真题）徐州市博物馆展出了一枚“彭城御丞”印章。为了方便观看印文细节，印章前放有如图所示的装置，请你解释其中的物理道理：

。【解析】为了方便观看印文细节，则该装置应使印章的印文细节放大，所以该装置是凸透镜，根据凸透镜成像规律可知，印章放在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。该装置是凸透镜，印章置于凸透镜下方一倍焦距以内，从上方看到放大正立的虚像方法归纳

1.通过照相机的成像特点，理解调节方法：（1）物近像远像变大，像由小变大，照相机靠近物体，同时增大镜头与底片之间的距离；（2）物远像近像变小，像由大变小，照相机远离物体，同时减小镜头与底片之间的距离。2.根据放大镜成像的特点解题：（1）物近像近像变小，像由大变小，放大镜靠近物体；（2）物远像远像变大，像由小变大，放大镜远离物体；（3）放大镜成虚像，只能由眼睛观察，不能用光屏承接。3.投影仪成倒立、放大的实像，为了方便观看，我们常常将幻灯片倒立放置以便在屏幕上成正立的像。知识点四眼睛1.眼球的主要结构：角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等。如图2.眼睛成像原理：（1）眼睛好比一架照相机，来自物体的光进入人眼，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像，刺激视网膜上的感光细胞，产生神经冲动，神经冲动经视神经传导到大脑的视觉中枢，形成视觉，我们就看到了物体。知识点四眼睛（2）人眼与照相机成像对比：人眼看物体的原理与照相机的成像原理相似，本质区别在于照相机镜头的焦距不变，人眼的焦距可变。3.眼睛的调节：(1)如图甲所示，当人眼看近处时，晶状体变厚，焦距变小，对光的偏折能力变强，使近处的物体刚好成像在视网膜上。知识点四眼睛(2)如图乙所示，当人眼看远处时，晶状体变薄，焦距变大，对光的偏折能力变弱，使远处的物体刚好成像在视网膜上。知识点四眼睛4.眼睛的远点、近点和明视距离（1）远点：当睫状体完全松弛时，晶状体最薄，眼睛能够看清的最远的极限点叫做远点。正常眼睛的远点在无限远处。从无限远处射入眼睛的光可以看成平行光，恰好成像在视网膜上。（2）近点：当睫状体最为紧张时，晶状体最厚，眼睛能够看清的最近的极限点叫做近点。正常眼睛的近点在离眼睛大约10cm处。（3）明视距离：在合适的照明条件下，正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。典例精析

典例4．（2023·吉林长春·统考中考真题）在人的眼球中，晶状体和角膜的共同作用相当于一个（）A．平面镜

B．玻璃砖

C．凸透镜

D．凹透镜【解析】人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。C知识点五近视眼、远视眼及矫正1.近视眼及矫正（1）近视眼的视觉特征：只能看清近处的物体，看不清远处的物体（2）近视眼的形成原因：晶状体太厚、折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，成像在视网膜前，如下图甲所示。（3）近视眼的矫正：利用凹透镜能使光发散的特点，配戴用凹透镜制成的近视眼镜进行矫正，如下图乙所示。知识点五近视眼、远视眼及矫正（4）近视眼的防治①看书时要注意用眼卫生，注意眼睛与书本之间的距离保持在25cm左右，眼睛不要长时间离书本太近，并注意坐姿端正、间隔休息、远眺等。因为眼睛离书本太近，为了看得清楚，睫状体收缩使晶状体变厚，时间长了，眼睛容易疲劳，久而久之造成睫状体的调节功能降低。由于青少年身体处于发育期，睫状体长时间收缩，会导致眼球的发育不正常，使得眼球在前后方向上变得过长。②不能在移动的车厢中看书。因为在移动的车厢中看书会使得睫状体来来回回地收缩、放松，很容易疲劳，时间一长，睫状体的调节功能就会下降，也容易形成近视眼。知识点五近视眼、远视眼及矫正2.远视眼及矫正（1）视觉特征：能看清远处的物体，看不清近处的物体。（2）形成原因：晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球在前后方向上太短，导致远处的物体成像于视网膜后，如图甲所示。（3）矫正方法：配戴由凸透镜制成的近视眼镜，如图乙所示。【解析】近视眼的形成原因是晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜的前方，可用发散作用的凹透镜矫正，使光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看清远处的物体，故ABC错误，D正确。故选D。典例精析

典例5．（2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题）关于近视眼的成因及矫正，说法正确的是（）A．晶状体太厚，折光能力太弱，像成在视网膜的后方B．晶状体太薄，折光能力太强，像成在视网膜的前方C．戴凸透镜制成的眼镜矫正D．戴凹透镜制成的眼镜矫正D典例精析

典例6．（2023·四川成都·统考中考真题）今年6月6日是全国第28个爱眼日。正常眼睛观察物体最清晰而又不易疲劳的距离，约为25cm，叫做明视距离。近视眼的明视距离

正常眼的明视距离（选填“大于”“等于”或“小于”）。与近视眼不同，远视眼需要佩戴

透镜矫正。【解析】[1]正常眼睛的明视距离为25cm，近视眼的明视距离相对正常眼要（短），即近视眼的明视距离比正常眼的明视距离小。[2]远视眼的晶状体凸度过小或眼球前后径过短，外界物体的像成在视网膜后方，故应佩戴凸透镜，使进入眼睛的光线会聚一些后再通过晶状体，使像成在视网膜上。小于凸知识点六显微镜1.结构及作用：（1）目镜：靠近眼睛的凸透镜，作用相当于普通的放大镜。（2）物镜：靠近被观察物体的凸透镜，作用相当于投影仪的镜头。（3）载物片：承载被观察的物体。（4）反光镜：增加光的强度，照亮被观察的物体。反光镜一面是平面镜，另一面是凹面镜。光线太弱时用凹面镜反光，光线较强时用平面镜反光。知识点六显微镜2.原理：如图，被观察的物体位于物镜一倍焦距和二倍焦距之间，来自物体的光经物镜后成一个放大的实像，所成的像位于目镜焦点以内，目镜相当于一个放大镜，该实像经目镜再次放大。由此可知，显微镜可以对物体进行两次放大。3.作用：观察细微的物体或物体上的细微部分。知识点七望远镜1.构造(1)物镜：使远处的物体在焦点附近成实像。(2)目镜：靠近眼睛，作用相当于一个放大镜。2.成像原理望远镜的构造跟显微镜类似，也是由物镜和目镜两组凸透镜组成的，不同的只是望远镜物镜的焦距长而目镜的焦距短，远处的物体在物镜的焦点附近成一个倒立、缩小的实像，虽然像相对于物体是缩小的、但是距离观察者很近，观察的视角比原来大很多、且这一实像落在目镜的焦点以内，人眼通过目镜就看到放大的虚像，这样就能看清远处的物体了，但最终观察到的虚像比原来的物体小。知识点七望远镜3.望远镜的作用观察远处的物体时，增大被观察物体的视角，可以看清远处的物体。开普勒望远镜观察到的像是倒立的，故这种望远镜用来观察天体比较方便，在生活、军事上用的望远镜可以看到正立的像，其结构与开普勒望远镜不同，它的物镜是一个凸透镜，而目镜是一个凹透镜。知识点七望远镜4.视角（1）定义：观察物体时，从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼光心处所成的夹角，如图（2）影响因素①视角与物体大小的关系：物体到观察者的距离一定时，物体越大，视角越大，如图甲所示。②视角与物体到眼睛距离的关系：物体大小一定时，离眼睛越近，视角越大，如图乙所示。知识点七望远镜（3）注意①物体对眼睛所成视角的大小不仅与物体本身的大小有关，还与物体到眼睛的距离有关；②物体看起来近大远小，就是因为人眼到物体的距离不同，造成视角不同。5.用“视角”分析显微镜和望远镜“放大”物体的原理(1)我们看物体时，物体对眼睛的视角小，看到的物体就小，可能看不清楚物体。视角越大，看到的物体就越大，对物体观察得越清楚。(2)用显微镜观察物体时，物体经物镜和目镜分别进行了两次放大，因此显微镜采用的是将物体放大的方法增大了视角，从而看清微小物体。(3)在使用望远镜时，远处物体经物镜所成的像虽然是缩小的，但是它离眼睛很近，加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。望远镜主要采用将远处的物体拉近的方法增大了视角，从而看清远处的物体。方法归纳1.运用规律分析法，辨析选项。显微镜的物镜和目镜的成像特点：（1）物镜：成倒立、放大的实像，相当于投影仪；（2）目镜：成正立、放大的虚像，相当于放大镜。2.通过望远镜和摄像机的成像原理辨析（1）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。（2）摄像机的摄像头是凸透镜，物体在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。典例精析典例7．（2023·四川成都·统考中考真题）“因为有了光，自然界才绚丽多彩，世界才生机勃勃……”，下列对光现象描述正确的是（

）A．太阳发出的光沿直线传播到达学校操场B．太阳光照在人身上的反射不遵循光的反射定律C．通过天文望远镜看到月球环形山，此时像与物等大D．白光经三棱镜分解成的彩色光，可通过凸透镜合成白光

【解析】A．光从太阳处发出，经过的不是同种均匀介质，则不是沿直线传播到达学校操场，故A错误；B．无论是镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律，故B错误；C．由于天文望远镜看到的像是放大的，可知看到月球环形山，此时像比物大，故C错误；D．白光被三棱镜分解成七种颜色的色光，由于凸透镜对光有会聚作用，七种颜色的色光经过凸透镜会复合成白光，故D正确。故选D。D知识点八探索宇宙1.观察宇宙第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。1609年，伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。他还第一个观察到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。2.太阳的行星太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。3.大小关系太阳是太阳系中的一员，太阳系是银河系的一部分，银河系是宇宙的一部分。典例精析典例8．（2023·吉林长春·统考中考真题）下列物体尺度最大的是（）A．太阳

B．月亮

C．地球

D．人造卫星

【解析】地球是太阳的行星，月亮和人造卫星都是地球的卫星，人造卫星比月亮小的多，所以，尺度最大的是太阳。故选A。A课堂反馈1．（2023·山东菏泽·统考中考真题）图为“探究凸透镜成像规律”的实验中观察到的一种成像情景，下列器械的工作原理与该成像方式相同的是（）A．照相机 B．投影仪 C．潜望镜 D．放大镜2．（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）因为有了光，自然界才绚丽多彩。下列说法正确的是（）A．甲图：物体通过小孔成的是虚像B．乙图：小聪和小猫能互相看到对方，利用了反射时光路可逆C．丙图：平面镜中舞者的像是光沿直线传播形成的D．丁图：近视眼需要戴凸透镜矫正B

A

课堂反馈3．（2023·甘肃兰州·统考中考真题）有古文献记载：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”。下列实例涉及的光学知识与文中所述原理相同的是（）A．三棱镜分解太阳光

B．树荫下的圆形光斑C．潜望镜观察外部环境

D．凹透镜矫正近视眼4．（2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题）如图是近视眼及其矫正的光路图，下列说法不正确的是（

）A．近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜前C．近视眼用凹透镜矫正D．为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右

CA5．（2023·山东烟台·统考中考真题）近视是影响青少年健康的重大问题，保护视力、科学用眼已成为社会共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是（

）A．物体在正常眼睛的视网膜上成倒立缩小的虚像B．近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的前方C．矫正近视眼的方法是配戴合适度数的凸透镜D．矫正近视眼前，像离视网膜越近配戴眼镜的度数越高

6．（2023·湖北鄂州·统考中考真题）如图所示，透过手表表盘上光滑透明凸起部分，能清楚地读出日期信息，光滑透明凸起部分相当于

，观看到的是日期数字

（选填写“实”或“虚”）像。手表的背面打磨得非常光滑，能清晰地照出小明像，此像的大小与小明本人相比