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第3课时 放大镜、投影仪及相机
基础聚焦
1、下列光学仪器与所对应的成像特点叙述正确的是（▲）
A、照相机成倒立、放大的实像
B、放大镜成正立、放大的虚像
C、投影仪成倒立、缩小的实像
D、潜望镜成正立、放大的实像
【答案】B
【解析】（1）平面镜的成像特点：物像大小相等，物像到镜面的距离相等，物像连线与镜面垂直，成虚像。（2）凸透镜成像的三种情况：①U＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像头；②2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪和幻灯机；③U＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
【分析】掌握凸透镜成像的三种情况和应用是解答此题的关键。
【详解】A、照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的性质工作的，不符合题意；B、投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像的性质工作的，符合题意；C、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像的性质工作的，不符合题意；D、平面镜成正立、等大的虚像,不符合题意；故选B。
2、如图所示,是小科通过透镜看到墙上的“物理世界”的“理世”二字,关于这一现象的描述,下
列说法正确的是（▲）
A、该透镜是一个凹透镜
B、“理世”的像是一个倒立、缩小的虚像
C、“理世”的像是由于光的反射形成的
D、让透镜靠近墙一些,“理世”会变大
【答案】D
【解析】2f＞u＞f,凸透镜成倒立、放大的实像；凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【分析】本题考查凸透镜成像的规律应用，要熟练掌握成像特点与物距、像距之间的关系。
【详解】由图可知，“理世”二字是倒立、放大的实像，这说明该透镜为凸透镜，是凸透镜成像，其原理是光的折射现象；让透镜靠近墙一些，物距变小，像距变大，像变大，所以“理世”会变大，故D正确，ABC错误。故选：D。
3、圆柱形玻璃杯后紧贴着杯子的白纸上有一水平方向的箭头,如图所示。慢慢向玻璃杯中注入水至水面高过箭头位置,透过玻璃杯看纸上的“箭头”,下列图中最合理的是（▲）
A B C D
【答案】A
【解析】放大镜的原理是物体在凸透镜焦点以内成正立、放大的虚像。
【分析】此题主要考查了放大镜的原理，注意对正立的像的理解。
【详解】注水的圆柱形玻璃杯相当于凸透镜，玻璃杯后白纸上的水平箭头为物体；放大镜成的是正立放大的虚像，则箭头的方向不改变、箭头变长了，由图可知，A符合题意。故选：A。
4、为了加强新冠疫情防控,公共场所实行扫码出入制度。二维码通过手机摄像头成像在感光晶片上,后被手机内的软件识别。下列说法正确的是（▲）
A、利用了凹透镜成像的原理
B、二准码在感光晶片上成倒立、缩小的虚像
C、此出入码是光源
D、二维码在感光晶片上成实像
【答案】D
【解析】手机摄像头的镜头是凸透镜，其是利用物体在2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小实像的原理制作的。自身能发光的物体是光源。
【分析】此题考查了凸透镜成像规律的应用，关键要明确凸透镜成实像时，物近像远像变大的规律。
【详解】手机的摄像头相当于凸透镜，感光晶片相当于光屏，扫二维码时，物距大于2倍焦距，则在感光晶片上成倒立、缩小的实像；二维码自身不能发光，不是光源；故D正确，ABC错误。故选：D。
5、“自拍杆”给旅行者带来了方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以（▲）
A、增大像距 B、增大取景范围
C、增大人像的大小 D、缩短景物到镜头的距离
【答案】B
【解析】“自拍杆”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小。
【分析】此题主要考查了有关凸透镜成像的规律及应用。一定要熟练掌握规律的内容，特别是成像特点与物距之间的关系。
【详解】凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小；“自拍杆”与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小像距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果，故B正确，ACD错误。故选：B。
6、在运动会上,小宇使用无人机进行拍摄,下列说法正确的是（▲）
A、无人机的镜头相当于一个凸透锐,成倒立，放大的实像
B、无人机的镜头相当于一个凹透镜,成倒立,缩小的实像
C、要拍运动大会全景,需控制无人机上升,所成的像变小
D、要拍运动员近景,需控制无人机上升,所成的像变大
【答案】C
【解析】掌握凸透镜成像的三种情况和应用：u＞2f,成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。2f＞u＞f,成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪。u＜f,成正立、放大的虚像，应用于放大镜。凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。
【分析】此题主要考查了凸透镜成像规律的应用，关键是记熟成像规律并能做到举一反三。同时考查了平面镜成像的特点，比较简单，属于基础知识。
【详解】AB、无人机的镜头相当于一个凸透镜，其成像原理与照相机是相同的，成倒立缩小的实像，故AB错误；C、要拍全景，即像变小，由凸透镜成实像的规律可知，像距应变小，物距应变大，所以需控制无人机上升，故C正确；D、要拍近景，即像变大，则像距应变大，物距应减小，所以需控制无人机下降，故D错误。故选：C。
7、如图所示,烛焰在光屏上刚好成清晰的像,则该像为 ▲ (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。凸透镜不动,将蜡烛移至40cm刻度处,在光屏一侧通过透镜可以观察到正立、放大的 ▲ 像,这个成像规律可以说明 ▲ (选填“放大镜”“幻灯机”或“照相机”)的原理。
【答案】等大；虚；放大镜
【解析】当物距等于像距时，成倒立、等大的实像；此时物距等于二倍焦距；物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，其应用是放大镜。
【分析】本题考查了凸透镜成像规律及其应用，属于基础题。
【详解】由图可知，此时的u=υ=30.0cm,凸透镜成倒立、等大的实像；此时的u=υ=2f=30.0cm,所以f=15.0cm；将蜡烛移至40cm刻度处，物距小于焦距，在光屏一侧通过透镜可以观察到正立、放大的虚像，这个成像规律可以说明放大镜的原理。故答案为：等大；虚；放大镜。
8、中央电视台自主研发了一款特种摄像设备“猎豹”,专门用于2022年北京冬奥会速度滑冰赛事的转播工作。这种设备的镜头相当于 ▲ 透镜,可跟踪拍摄运动员比赛时 ▲ (选填“正立”或“倒立”)缩小的实像。摄像机镜头具有自动变焦功能,要想使被拍摄运动员的像更大一些,镜头焦距应 ▲ (选填“变大”或“变小”)。
【答案】凸；倒立；变大
【解析】摄像机是根据物距大于2倍焦距时成倒立、缩小实像的原理制成。凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大。
【分析】本题考查了凸透镜成像规律的应用，属于基础题。
【详解】摄像机的镜头相当于是一个凸透镜，成倒立、缩小的实像；要想使被拍摄运动员的像更大一些，像距更大，则应使镜头焦距变大。故答案为：凸；倒立；变大。
思维拓展
9、如图所示是电影放映机的成像原理图,下列有关它的一些说法中正确的是（▲）
A、电影放映机中影片到镜头的距离应该在凸透镜的一倍焦距以内
B、在屏幕上所成的像相对于物体是正立的虚像
C、人们能从不同角度看到屏幕上的影片,是因为发生了镜面反射
D、要使屏幕上的像大一些,镜头应后缩(向左),同时拉大镜头与屏幕的距离
【答案】D
【解析】凸透镜成像中，当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；反射分镜面反射和漫反射，平行光线入射到平而光滑反射面上，反射光线还是平行射出，这种反射是镜面反射；平行光线入射到粗糙的反射面上，反射光线射向四面八方，这种反射是漫反射；凸透镜成实像时，物近像远像变大，据此解答。
【分析】【详解】A、影片距镜头的距离尽管很近，但应在一倍焦距和二倍焦距之间，故本选项错误；B、电影放映机利用了凸透镜成像的原理制成的，利用了2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，故本选项错误；C、银幕是凹凸不平的，平行光线入射到粗糙的银幕上，反射光线射向四面八方，进入不同方向的人的眼睛，不同方向的人们都能看到，因此光在银幕上发生漫反射，故本选项错误；D、因凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，实像变大，所以，若要使屏幕上的像大一些，幻灯机的镜头应离物体近一些，同时使镜头与屏幕的距离远一些，故本选项正确。故选D。
10、如图所示,融融同学发现在塑料袋中装水后,透过其观察远处的景物,景物可以成缩小的像,之后他又利用这个水透镜做了一些实验,下列说法中正确的是（▲）
A、图中看到的像与投影仪成像原理相同
B、他拿着水透镜远离景物,景物所成像变大
C、他把自己的手放在水透镜后可以看到一个正立放大的实像
D、他想让远处景物所成像更小,于是往塑料袋中加了一部分水
【答案】D
【解析】（1）物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像；（2）凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小；（3）物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像；（4）往塑料袋中加水，水透镜的焦距会变小。
【分析】本题考查了凸透镜成像规律及其应用，属于基础题。
【详解】A、在塑料袋中装水后，水相当于是一个凸透镜，透过其观察远处的景物可以成缩小的像，与照相机的成像原理相同，故A错误；B、他拿着水透镜远离景物，物距变大，像距变小，像变小，故B错误；C、他把自己的手放在水透镜后，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，故C错误；D、他想让远处景物所成像更小，可以减小焦距，往塑料袋中加了一部分水，水的厚度变大，焦距变小，故D正确。故选D。
11、同学们在拍集体照时,照相机镜头上正停着一只苍蝇,则拍出来的照片（▲）
A、会有一只正立、放大的苍蝇
B、不会出现苍蝇,但有一个大黑点
C、不会出现苍蝇,但比正常情况下暗一些
D、会有一只倒立、放大的苍蝇
【答案】C
【解析】照相机镜头是凸透镜，照相机工作的原理是凸透镜能成倒立缩小的实像，镜头的作用是使光透过时，发生折射，只有2倍焦距以外的物体才能在照片上成像。
【分析】此题属于易错题，很多同学以为，像上会有苍蝇的像，这是对其成像的光路图不清楚造成的。应该是像的形状不变，但亮度变暗，因为透过的光在减少。
【详解】照相机是利用凸透镜在物距大于二倍焦距时的成像情况工作的。其成像性质是倒立缩小的实像。当苍蝇停在镜头上，苍蝇位于凸透镜焦距以内，成的是虚像，光屏接收不到。所以这张照片上没有苍蝇的像，但由于苍蝇挡住了一部分光线，使透过凸透镜的光线减少，故照片会变得稍暗一些。故选C。
12、在信息化时代,相机和手机都是常用的图像采集设备。
甲 乙
(1)如图甲所示,用手机拍照时,在芯片上所成的像是倒立、缩小的实像。镜头靠近人时,此时像会 ▲ (选填“靠近”或“远离”)镜头。用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图乙所示。
(2)小敏发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表所示。根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为 ▲ (填字母)。
实验 1 2 3 4 5 6 7
物距(cm) 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05
像距(cm) 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556
A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m
(3)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因： ▲ 。
【答案】（1）远离；（2）D；（3）手机镜头的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，像距变化的范围小，这样远近不同的物体成像的位置相差不大。
【解析】（1）u＞2f,凸透镜成倒立、缩小的实像，应用于照相机，凸透镜成实像时遵循物近像远像变大的规律。（2）根据凸透镜成像的原理：当物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，以及其应用来解答此题。（3）因为这种照相机的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用“调焦”。
【分析】凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
【详解】（1）照相机的镜头相当于一个凸透镜，凸透镜成像时，u＞2f,成倒立、缩小的实像；镜头靠近人时，物距变小，像距变大，像会远离透镜，像要变大。（2）由表中数据可知，当物距u＞0.50m时，像距υ保持在0.5cm=0.005m左右，根据凸透镜成像特点可知，当物距远大于2倍焦距时，像距就越接近焦距，即手机镜头的焦距约为0.005m,故选D。（3）因为这种手机镜头的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，像距变化的范围小，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不需要“调焦”。故答案为：（1）远离；（2）D；（3）手机镜头的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，像距变化的范围小，这样远近不同的物体成像的位置相差不大。
创新应用
13、航天员王亚平在天宫课堂上展示了一个中间充有气泡的水球(如图甲所示),图乙是该水球的示意图。透过这个水球我们可以看到“一正一倒”两个缩小的像,关于这两个像的成因,下列说法正确的是（▲）
甲 乙
A、正立的像是通过水球外侧部分形成的
B、倒立的像是通过水球中间部分形成的
C、无论正立的像还是倒立的像,都是通过中间部分形成的
D、无论正立的像还是倒立的像,都是由于光的折射形成的
【答案】D
【解析】物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距大于焦距，小于二倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；凹透镜可以成正立缩小的虚像。
【分析】本题综合考查了凸透镜和凹透镜的结构特点、光学性质、成像原理，属于基础题。
【详解】凸透镜和凹透镜都是由于光的折射成像的；水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，所以呈现出一个倒立的像，内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像；综上所述，D正确。故选：D。
14、如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距为f,现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且D＜2f,则下列关于点光源所成的像的运动轨迹,正确的是（▲）
A B C D
【答案】C
【解析】根据物距与像距的关系分析点S在不同位置时，像点的位置及与凸透镜两倍焦距处的距离分析。
【分析】本题考查了凸透镜成像时的物距与像距的关系，要仔细对照物与像的对应关系才能正确解答。
【详解】将点光源S运动的轨迹看成一个物体，在物体上找出四个点：上、下、左、右各一个，利用凸透镜成像的规律作出像点，可以发现，四个点正好围成一个不规则的圆，且转动方向为逆时针，所以像点运动图象是选项C的形状。故选C。
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第3课时 放大镜、投影仪及相机
基础聚焦
1、下列光学仪器与所对应的成像特点叙述正确的是（ ）
A、照相机成倒立、放大的实像
B、放大镜成正立、放大的虚像
C、投影仪成倒立、缩小的实像
D、潜望镜成正立、放大的实像
2、如图所示,是小科通过透镜看到墙上的“物理世界”的“理世”二字,关于这一现象的描述,下
列说法正确的是（ ）
A、该透镜是一个凹透镜
B、“理世”的像是一个倒立、缩小的虚像
C、“理世”的像是由于光的反射形成的
D、让透镜靠近墙一些,“理世”会变大
3、圆柱形玻璃杯后紧贴着杯子的白纸上有一水平方向的箭头,如图所示。慢慢向玻璃杯中注入水至水面高过箭头位置,透过玻璃杯看纸上的“箭头”,下列图中最合理的是（ ）
A B C D
4、为了加强新冠疫情防控,公共场所实行扫码出入制度。二维码通过手机摄像头成像在感光晶片上,后被手机内的软件识别。下列说法正确的是（ ）
A、利用了凹透镜成像的原理
B、二准码在感光晶片上成倒立、缩小的虚像
C、此出入码是光源
D、二维码在感光晶片上成实像
5、“自拍杆”给旅行者带来了方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以（ ）
A、增大像距 B、增大取景范围
C、增大人像的大小 D、缩短景物到镜头的距离
6、在运动会上,小宇使用无人机进行拍摄,下列说法正确的是（ ）
A、无人机的镜头相当于一个凸透锐,成倒立，放大的实像
B、无人机的镜头相当于一个凹透镜,成倒立,缩小的实像
C、要拍运动大会全景,需控制无人机上升,所成的像变小
D、要拍运动员近景,需控制无人机上升,所成的像变大
7、如图所示,烛焰在光屏上刚好成清晰的像,则该像为 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。凸透镜不动,将蜡烛移至40cm刻度处,在光屏一侧通过透镜可以观察到正立、放大的 像,这个成像规律可以说明 (选填“放大镜”“幻灯机”或“照相机”)的原理。
中央电视台自主研发了一款特种摄像设备“猎豹”,专门用于2022年北京冬奥会速度滑冰赛事的转播工作。这种设备的镜头相当于 透镜,可跟踪拍摄运动员比赛时 (选填“正立”或“倒立”)缩小的实像。摄像机镜头具有自动变焦功能,要想使被拍摄运动员的像更大一些,镜头焦距应 ________(选填“变大”或“变小”)。
思维拓展
9、如图所示是电影放映机的成像原理图,下列有关它的一些说法中正确的是（ ）
A、电影放映机中影片到镜头的距离应该在凸透镜的一倍焦距以内
B、在屏幕上所成的像相对于物体是正立的虚像
C、人们能从不同角度看到屏幕上的影片,是因为发生了镜面反射
D、要使屏幕上的像大一些,镜头应后缩(向左),同时拉大镜头与屏幕的距离
10、如图所示,融融同学发现在塑料袋中装水后,透过其观察远处的景物,景物可以成缩小的像,之后他又利用这个水透镜做了一些实验,下列说法中正确的是（ ）
A、图中看到的像与投影仪成像原理相同
B、他拿着水透镜远离景物,景物所成像变大
C、他把自己的手放在水透镜后可以看到一个正立放大的实像
D、他想让远处景物所成像更小,于是往塑料袋中加了一部分水
11、同学们在拍集体照时,照相机镜头上正停着一只苍蝇,则拍出来的照片（ ）
A、会有一只正立、放大的苍蝇
B、不会出现苍蝇,但有一个大黑点
C、不会出现苍蝇,但比正常情况下暗一些
D、会有一只倒立、放大的苍蝇
12、在信息化时代,相机和手机都是常用的图像采集设备。
甲 乙
(1)如图甲所示,用手机拍照时,在芯片上所成的像是倒立、缩小的实像。镜头靠近人时,此时像会 (选填“靠近”或“远离”)镜头。用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图乙所示。
(2)小敏发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表所示。根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为 (填字母)。
实验 1 2 3 4 5 6 7
物距(cm) 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05
像距(cm) 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556
A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m
(3)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因： 。
创新应用
13、航天员王亚平在天宫课堂上展示了一个中间充有气泡的水球(如图甲所示),图乙是该水球的示意图。透过这个水球我们可以看到“一正一倒”两个缩小的像,关于这两个像的成因,下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A、正立的像是通过水球外侧部分形成的
B、倒立的像是通过水球中间部分形成的
C、无论正立的像还是倒立的像,都是通过中间部分形成的
D、无论正立的像还是倒立的像,都是由于光的折射形成的
14、如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距为f,现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且D＜2f,则下列关于点光源所成的像的运动轨迹,正确的是（ ）
A B C D
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