5.2生活中的透鏡（解析版）本節學習目標1.知道照相機的成像原理及構造；2.知道投影儀的成像原理及構造；3.理解放大鏡的原理及其在生活中的應用；4.理解實像和虛像的特征，能區分實像和虛像；5.掌握照相機和投影儀在使用中的調節。要點一生活中常見的光學儀器知識點一、照相機1.照相機原理：來自物體的光經過照相機鏡頭后會聚在膠卷上，形成被照物體的像。膠卷上涂著一層對光敏感的物質，它在曝光后發生化學變化，物體的像就被記錄在膠卷上，經過顯影、定影后成為底片，再用底片洗印就可以得到相片。2.構造：鏡頭（凸透鏡）、膠片、調焦環、光圈環、快門等幾部分組成。3.成像特點：（1）照相機成縮小、倒立的實像；（2）像距小于物距；（3）像與物體位于凸透鏡的兩側。要點詮釋：1.物體離照相機鏡頭的距離（物距）大于底片離照相機的距離（像距）。2.物體離照相機鏡頭越遠，物體在膠卷上所成的像越小，像的位置（底片或膠片到鏡頭的距離）越近。知識點二、幻燈機和投影儀1.成像原理及示意圖：鏡頭相當于凸透鏡，成倒立、放大、實像。2.構造：凹面鏡、光源、螺紋透鏡、凸透鏡、平面鏡。要點詮釋：1.幻燈機和投影儀的調節：（1）透明膠片到鏡頭的距離（物距）小于鏡頭到屏幕的距離（像距）；（2）透明膠片離鏡頭越近時，屏幕上所成的像越大，像到鏡頭的距離越大。所以要想讓屏幕上的像大一些，向下調凸透鏡，減小凸透鏡到物體的距離，增大投影儀到光屏的距離。（3）幻燈機（投影儀）成的像上下顛倒，左右相反。如下圖：2.幻燈機和投影儀的構造及作用：類別構造作用幻燈機凸透鏡成倒立、放大的實像聚光鏡加強照到幻燈片上的光凹面鏡反射會聚光線，照亮透明膠片光屏承接像投影儀凸透鏡成倒立、放大的實像螺紋透鏡會聚光線，照亮透明膠片平面鏡改變光路凹面鏡反射會聚光線，照亮透明膠片光屏承接像知識點三、放大鏡1.成像原理：放大鏡（凸透鏡）成正立、放大的虛像。2.成像規律：（1）像與物體位于凸透鏡的同側；（2）放大鏡離被觀察的物體越近，所成的像越小；放大鏡離物體越遠，所成的像越大；（3）如果放大鏡與物體的距離大到一定程度，所成的放大的虛像便消失了。【例】（2023·龍東）關于透鏡的應用，下列說法不正確的是（）。A.遠視眼鏡利用了凸透鏡對光的會聚作用；B.照相時景物成像在鏡頭的二倍焦距之外；C.投影儀中的投影片要放在鏡頭的二倍焦距之外；D.用放大鏡觀察螞蟻時，螞蟻越靠近放大鏡成的像越小【答案】BC。【解析】A．遠視眼將像成在視網膜之后，遠視眼鏡利用了凸透鏡對光的會聚作用，可使光提前會聚，故A正確，不符合題意；B．照相機是利用物距大于二倍焦距時，凸透鏡成倒立、縮小的實像，所以照相時，景物在鏡頭二倍焦距以外，像成在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，故B錯誤，符合題意；C．投影儀是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距時，凸透鏡成倒立、放大的實像，所以投影儀中的投影片應放在鏡頭的一倍焦距和二倍焦距之間，故C錯誤，符合題意；D．用放大鏡觀察螞蟻時，螞蟻靠近放大鏡時物距變小，像距變小，所成的像也變小，故D正確，不符合題意。故選BC。【變式1】（2023·恩施）幻燈機的鏡頭相當于一個（）。A.凸鏡 B.凹透鏡 C.凸透鏡 D.凹鏡【答案】C。【解析】幻燈機是利用凸透鏡成倒立放大的實像的原理制成的，所以它的鏡頭相當于一個凸透鏡，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。【變式2】（2023·常德）下列關于凸透鏡應用的說法中，正確的是（）。A.近視眼需要配戴凸透鏡來矯正；B.望遠鏡中物鏡的作用相當于放大鏡；C.用掃描二維碼時，應使二維碼位于鏡頭一倍焦距之內；D.當投影儀的鏡頭靠近投影片時，投影儀成的像將變大【答案】D。【解析】A．近視眼觀察遠處物體時，像成在視網膜的前方，為使光線延遲會聚，應佩戴具有發散作用的凹透鏡來矯正，故A錯誤；B．望遠鏡中物鏡成倒立、縮小的實像，相當于照相機，故B錯誤；C．攝像頭是利用物距大于二倍焦距時，成倒立縮小實像的規律工作的，因此，用掃描二維碼時，應使二維碼位于鏡頭的兩倍焦距以外，故C錯誤；D．凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大，要使投影儀成像變大，應減小物距，增大像距，所以，應使投影儀遠離屏幕（增大像距），同時使鏡頭靠近投影片（減小物距），故D正確。故選D。【變式3】（2023·南通）運載火箭搭載神舟十六號飛船騰空而起，它在地面攝像機中所成的像是（）。A.實像，像變大 B.實像，像變小 C.虛像，像變大 D.虛像，像變小【答案】B。【解析】攝像機與照相機成像原理相同，都成成倒立、縮小的實像；在騰空而起的過程中，物距變大，根據“成實像時，物遠像近像變小”可知，像變小，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。要點二實像和虛像知識點四、實像和虛像1.實像：照相機和投影儀所成的像，是光通過凸透鏡射出后會聚形成的，如果把感光膠片放在適度的位置，能記錄下所成的像。這種像叫做實像。2.虛像：沒有實際光線會聚，只是人眼逆著出射光的方向看去，感到光是從虛像處發出。3.物距：物體和透鏡之間的距離叫物距。4.像距：像和透鏡之間的距離叫像距。要點詮釋：1.實像是實際光線會聚而成的，可以用光屏承接。2.沒有實際光線會聚，出射光線的反向延長線相交所成的像是虛像，虛像無法用光屏承接。人眼逆著出射光的方向看去，感覺好像是光從虛像出發出的。3.實像和虛像的區別：類別定義表現實例實像實際光線會聚而成能用光屏承接，能被眼睛觀察虛像反射（或折射）光線的反向延長線相交而成不能用光屏承接，能被眼睛觀察【例】（2023·益陽）點燃蠟燭，燭焰通過焦距為20cm的凸透鏡甲成縮小的像。現用焦距為10cm的凸透鏡乙替代透鏡甲，且保持燭焰和透鏡的位置不變，燭焰通過凸透鏡乙所成的像是（）。A.縮小的實像 B.放大的虛像C.倒立的虛像 D.正立的實像【答案】A。【解析】點燃蠟燭，燭焰通過焦距為20cm的凸透鏡甲成縮小的像，說明物距大于二位焦距；現用焦距為10cm的凸透鏡乙替代透鏡甲，且保持燭焰和透鏡的位置不變，物距仍大于二焦距，燭焰通過凸透鏡乙所成的像是倒立縮小的實像，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。【變式1】（2023·鄂州）如圖所示，透過手表表盤上光滑透明凸起部分，能清楚地讀出日期信息，光滑透明凸起部分相當于________，觀看到的是日期數字________（選填寫“實”或“虛”）像。手表的背面打磨得非常光滑，能清晰地照出小明像，此像的大小與小明本人相比________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】①凸透鏡；②.虛；③.不變。【解析】[1][2]透明凸起部分中間比邊緣厚是凸透鏡，其作用相當于一個放大鏡，手表數字在凸透鏡的一倍焦距以內，則成正立、放大的虛像。[3]手表的背面打磨得非常光滑，相當于平面鏡，能清晰地照出小明像，由平面鏡成像的特點可知，所成的像與小明本人大小相同。【變式2】（2023·赤峰）如圖所示，通過焦距為10cm的凸透鏡觀察窗外遠處的風景，看到的是（）。A.正立放大的虛像 B.倒立放大的實像C.倒立縮小的實像 D.倒立縮小的虛像【答案】C。【解析】窗外遠處的風景相當于物體，到透鏡的距離大于二倍焦距，根據凸透鏡成像規律可知，此時成倒立、縮小的實像，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。【變式3】（2023·上海市）放大鏡是生活中常見的凸透鏡：（1）成虛像時，物距和像距的大小關系為：__________________；（2）成虛像時，物距越大，像距越大，像__________________；（3）物體在物距L1時，成虛像，物體在物距L2時，成實像，請比較L1、L2的大小關系并說明理由：________。【答案】①.物距小于像距；②.越大；③.見解析。【解析】（1）[1]根據凸透鏡成像規律知，物體在凸透鏡的一倍焦距以內，成正立放大的虛像，且此時物體離放大鏡越遠，像離放大鏡越遠，像變大，像距大于物距。放大鏡成虛像時，物距和像距的大小關系為：物距小于像距。（2）[2]根