第2节 生活中的透镜

第五章透镜及其应用第2节

生活中的透镜情景导入1.牛顿的故事——谁放的火？

牛顿49岁那年，他的书房发生了一起火灾，许多宝贵的论文原稿化成灰烬，牛顿非常沮丧。那是一个星期天，牛顿要去教堂做礼拜，他清楚地记得自己吹灭了蜡烛，桌上也没有镜片之类的东西，只有一块20cm长、10cm宽的一块普通玻璃板。火灾到底是怎么发生的呢？牛顿询问仆人，仆人说，起火时他正在院里收拾，他保证没有一个人走进那间屋子。

两年后的一个星期天早晨，牛顿照例要去教堂，事先得去洗脸、换衣服。洗脸时他正对着镜子看到脸上滴滴水珠时，突然，脑中浮现出失火那天早晨的情景：他在洗脸时突然想到论文中有一点需要补充，连脸上的水滴都顾不上擦干，奔到书桌那边去，补充完毕后，他才用毛巾擦干脸，换了件衣服到教堂里去。“啊，我真笨，怎么一直没有想到！”牛顿终于解开了火灾之谜。

原来，当时牛顿脸上的水滴落到了玻璃板上，由于表面张力的关系，水成了半圆形，这就起到了透镜的作用，阳光通过水滴聚焦，使下面的书稿起火，从而引发了火灾。2.节日时家人团聚或外出旅游，喜欢留影作纪念，拍出美丽的风光、动人的场景，使人们从照片中感受到美好的回忆，这就需要照相机，你们想了解它吗？合作探究照相机

(1)照相机前面的镜头是什么透镜？(2)照相机的构造是什么样的？(3)为什么同样的照相机能照出全景和非全景的像？(4)有时拍出的像发白，有时拍出的像较暗，这是怎么回事？(5)照相机为什么能照像？(6)物体的像是怎样成像在胶片上的？提出问题交流讨论(1)照相机前面的镜头是凸透镜；(2)照相机由镜头、暗箱、调焦环、光圈环、胶片等组成；(3)照相机通过调节物距和像距从而得到全景和非全景的像；(4)光线强拍出的像发白，光线弱拍出的像较暗；(5)光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成一个像，这个像冲洗出来就是照片；(6)因为胶片上涂着一层对光敏感的物质，通过镜头的光在胶片上曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶片上。课堂实践自制照相机：

用两个粗细相近的长方形纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个纸筒，并能前后滑动。在大的纸筒前面固定一个凸透镜，在小的纸筒前面固定一个半透明塑料薄膜作为屏幕，把纸筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒，就制成了模型照相机。归纳总结(1)照相时，物体离照相机镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像的距离(胶片到镜头的距离)越近，暗箱越短。照相机成缩小、倒立的像照相机原理物体的像(2)照相机的特点：①物体离照相机镜头的距离要大于胶片到照相机镜头的距离；②拍近处的景物时，应使镜头往前伸，使镜头离胶片远一些；

拍远处的景物时，应使镜头往后缩，使镜头离胶片近一些；③胶片上的像与物体相比是上下倒立、左右颠倒的；④像和物体分别在镜头的两侧；⑤像一定比物体小。投影仪

我们平时的教学中常用到投影仪，现在同学们观察一下它的结构，想想使用它有什么优点？提出问题投影仪的结构：多媒体展示屏幕像镜头投影片交流讨论

如果将写有字母“F”的投影片放在投影仪的载物台上，显示的像的大小、正倒将会如何？归纳总结(1)投影仪成倒立、放大的实像，像到镜头的距离总大于投影片到镜头的距离。(2)在实际操作投影仪的过程中，我们要使像放得更大，应使镜头离投影片更近，同时投影仪离屏幕更远些。(3)投影仪(幻灯机)上的镜头相当于一个凸透镜，能成倒立、放大的像。放大镜(1)在玻璃片上滴一滴水，然后把它靠近书本，观察书本上字的变化。(2)拿出准备好的放大镜，靠近手指观察指纹或靠近比较小的字观察现象。演示实验归纳总结(1)放大镜实质上是一个凸透镜，焦距一般较大。把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，可以看到物体正立、放大的像。(2)从放大镜的探究实验中可以获得以下信息：①放大镜成的是正立、放大的虚像；②放大镜起放大作用时，被观察物体要离它很近；③物体和所成的像在透镜的同侧，不能在另一侧或同一侧用光屏承接；④放大镜离物体越近，成的像越小，离物体越远，成的像越大，但距离大到一定程度时，就起不到放大镜的作用了。实像和虚像

上一章学习的平面镜成像，它所成的像是实像还是虚像呢？因为我们用平面镜照镜子时，所成的像没有实际光线会聚，那是虚像。那么凸透镜成的像又是怎样的呢？提出问题(1)实像的形成：在三种成像中，成像现象中成实像的是哪个？多媒体展示投影仪和照相机，通过具体的光路使学生认识照相机和投影仪成像都是由实际光线会聚形成的。(2)虚像的形成：在三种成像中，成像现象中成实像的是哪个？放大镜，学生已经认识了平面镜成虚像；由此进一步的认识放大镜所成的像不是真实的光线会聚而成的，是虚像。点击操作进行播放实像与虚像归纳总结(1)实像是由实际光线会聚而成的，可以用光屏承接。虚像是光线的反向延长线的交点组成的，用光屏承接不到，但用眼睛可以直接看到。(2)光的反射所成的像都是虚像，小孔成像是实像。凸透镜可成实像，也可成虚像。课堂小结照相机：成倒立、缩小的实像投影仪：成倒立、放大的实像生活中的透镜放大镜：成正立、放大的虚像实像和虚像随堂检测1．如图为某同学游酒埠江时拍下的一张照片。根据这张照片可推断(

)A．山峰有多高，湖水就有多深B．照片中实景在上，倒影在下C．群山通过照相机镜头成正立、缩小的实像D．倒影通过照相机镜头成倒立、缩小的虚像B2．外出旅游，照相机是我们常用的工具，它能记录我们沿途所见的美丽风光，在照相机构造中有一个关键的光学成像元件，它相当于一个(

)A.反光镜B．凹面镜C．平面镜D．凸透镜3．微信扫码支付是一种新的支付方式，小华同学陪妈妈去超市购物时看到妈妈用智能手机扫描支付码进行支付。手机摄像头相当于照相机镜头，成的像为倒立、缩小的________(选填“实”或“虚”)像。D实一、选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)1.

根据下图中所示的入射光线和折射光线，判断虚线框内的透镜类型

应为图中的(

B

)B12345678910111213141516171819202.

野外有雨水进入的矿泉水瓶，被阳光照射后可能引发火灾，下列各

图中光现象的原理与此光学原理相同的是(

A

)

A12345678910111213141516171819203.

一束光通过透镜的光路如图所示，一定不会出现的是哪幅图(

C

)

C12345678910111213141516171819204.

在第二十四届中国中部(湖南)农业博览会中，来自山东的寿光蔬菜、

沾化冬枣、黄河口大闸蟹、章丘大葱等一大批优质品牌向全国展示“好

品山东”品牌农产品魅力。摄影爱好者小明用手机拍摄了黄河口大闸

蟹。手机摄像头相当于凸透镜，影像传感器相当于光屏，下列说法正确

的是(

B

)BA.

要使光屏上的像变得小些，只需将凸透镜靠近

大闸蟹B.

拍照时，大闸蟹位于凸透镜2倍焦距以外C.

光屏上成正立的实像D.

光屏上成倒立的虚像12345678910111213141516171819205.

在“重阳节”到来之际，小阳送给奶奶一个放大镜，奶奶借助这个

放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图所示。小阳用该放大镜正对着

太阳时，可在距离镜片20

cm处得到一个很小很亮的光斑。下列说法正

确的是(

D

)A.

该放大镜的焦距为10

cmB.

奶奶看到的是正立、放大的实像C.

邮票到放大镜的距离可能为25

cmD.

邮票到放大镜的距离一定小于20

cmD12345678910111213141516171819206.

在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位

置如图所示时，烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的像。下列说法正确的

是(

D

)DA.

该凸透镜的焦距是20

cmB.

在蜡烛和凸透镜之间放一个老花镜，可通过向右移动光屏再次承接

清晰的像C.

将蜡烛移动到21

cm刻度线处，调节光屏位置可在光屏上得到倒立、

缩小的实像，现实中的应用是投影仪D.

随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动12345678910111213141516171819207.

如图所示，某同学用自制的水透镜做凸透成像实验，此时在光屏上

得到了清晰的像，关于下列现象的分析，正确的是(

C

)A.

此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像B.

若保持水透镜的位置和注水量不变，将蜡烛移到光具座35

cm刻度线

处，光屏向右移动适当距离才能在光屏上呈现清晰的烛焰像C.

若保持蜡烛和水透镜位置不变，用针筒在水透镜内抽出少量水后，

光屏向右移动适当距离才能在光屏上呈现清晰的烛焰像D.

水透镜上飞来一只小飞蛾附着在其表面，在光屏上不会看到蜡烛完

整的像C12345678910111213141516171819208.

在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，实验小组所描绘的图像如

图所示。图中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位

置相对应。则下列说法正确的是(

B

)A.

实验所用凸透镜的焦距是20

cmB.

将蜡烛从B点对应的位置往C点对应的位置移动

时，成的像逐渐变小C.

当蜡烛处于B点对应的位置时，光屏上成倒立、放

大的实像D.

当蜡烛处于A点对应的位置时，光屏上成正立、放

大的虚像B12345678910111213141516171819209.

如图所示，将凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，

烛焰看作被眼睛观察的物体。拿一个远视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上

出现烛焰清晰的像，而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊。在拿走远视

眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是(

B

)BA.

将蜡烛靠近凸透镜B.

将光屏远离凸透镜C.

将蜡烛靠近凸透镜的同时光屏远离凸透镜D.

将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜123456789101112131415161718192010.

小阳学习了望远镜的原理之后，自己动手制作了一个望远镜，结构

如图甲所示，其中物镜的焦距为20

cm，目镜的焦距为5

cm。经过不断

的调试，他看到了远处物体最大最清晰的像(成像原理的光路图如图乙

所示)。下列说法错误的是(

B

)

BA.

远处的物体经过物镜成像在物镜的焦点附近B.

眼睛看到的是远处物体倒立的实像C.

此时物镜和目镜之间的距离约为25

cmD.

物镜的作用相当于照相机，使远处的物体成像在距离眼睛很近的

位置1234567891011121314151617181920二、填空、作图题(本大题共8小题，每空1分，作图4分，共20分)11.

如图所示是小明通过透镜观察小花上果蝇的情景，他看到的果

蝇是放大的

(选填“虚”或“实”)像，该透镜对光线有

⁠

作用。虚

会

聚

123456789101112131415161718192012.

手机的镜头相当于

，增大手机与景物的距离，景物所成

的像将

⁠。13.

有的同学长期沉迷于电子设备，不仅成绩下降而且还患了近视

眼，导致来自远处某点的光经角膜和晶状体折射后所成的像落在视

网膜

(选填“前”或“后”)方，需佩戴

⁠透镜做的眼镜

来矫正。凸透镜

变小

前

凹

123456789101112131415161718192014.

如图是探究凸透镜对光的作用的实验过程图，在大烧杯里面充满烟

雾，烟雾的作用是

，这个

探究过程可以得到的结论是当光从空气射入透镜时，凸透镜对光线

有

作用。显示光路，便于观察凸透镜对光线的作用

会聚

123456789101112131415161718192015.

如图所示，小龙用一枚小灯珠S(近视为点光源)进行凸透镜成像规律

的探究，他将小灯珠S沿平行于主光轴的方向匀速直线向右移动时，右

侧的实像S'将沿

(选填“曲线”或“直线”)运动。当他将小灯

珠S放在主光轴上的A处时，在右侧主光轴上B处的竖直光屏上得到与凸

透镜等大的圆形光斑。若AO＝20

cm、BO＝40

cm，该凸透镜的焦距可

能为

cm。直线

20

123456789101112131415161718192016.

如图所示的实线框内是某一物体的形状，四个虚线框内是供选择的

物体像的形状。以下填空时，只考虑像的形状，不考虑像的大小。(1)在照相机的毛玻璃取景框上看到该物体的像的形状为

⁠。D

1234567891011121314151617181920(2)在平面镜中看到的该物体的像的形状为

⁠。(3)用放大镜看物体，看到的该物体的像的形状为

⁠。A

C

123456789101112131415161718192017.

用开普勒天文望远镜观测夜晚的星空时，能看见许多没有见过的美

丽天体，该望远镜物镜的成像原理与

相似，目镜的成像原理

与

相似(均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。眼睛

是人体感知世界的重要器官。根据眼睛的构造和成像原理，为了保护视

力，请列举一条应该注意的用眼卫生习惯：

⁠。照相机

放大镜

不躺卧看书(合理即

可)

123456789101112131415161718192018.

根据透镜对光的作用，完成图中光路图。1234567891011121314151617181920三、实验探究题(本大题共2小题，每空2分，共20分)19.

探究焦距为f的凸透镜的成像规律，在实验中：1234567891011121314151617181920(1)发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成

清晰的像在图中

(填数字序号)区域，像的箭头方向是竖直向

的，像的大小比发光物体要

⁠。③

下

小

1234567891011121314151617181920(2)将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏

的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧

向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离

(选填“大于”“等于”或“小于”)发光物体到凸透镜的距离。大

于

123456789101112131415161718192020.

小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜