第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律（第1课时） 学案 2022-2023人教版八年级物理上册（ word版有答案）

第3节 凸透镜成像的规律（第1课时）
【学习目标】
１．掌握凸透镜的成像规律.（重点）(俏面书生）
２．弄懂凸透镜物距的变化引起像距和像的大小的变化规律；（难点）
３．实验数据的分析、认识凸透镜成实像、虚像的条件。
一、滚动复习
1.（回归课本）凸透镜是许多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像。应用在照相机中成_______、_________的_______像；通过投影仪成_______、_________的_______像；用凸透镜做放大镜时成_______、_________的_______像
2.在电影院偷拍是制作盗版电影惯用的方法．为此，科学家发明了一种反盗版电影的装置，将装置安装在银幕后面，其发出的红外线通过银幕上的小孔射向观众席上的偷拍摄像机，在感光底片上成倒立、______的______像，从而形成干扰亮点．此装置的使用______（填“不会”或“会”）影响观众的观看．
3.在利用光具座进行凸透镜成像的实验中，如图5.3.1-1所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后，在光屏上形成了一个________、_________的光斑．该凸透镜的焦距是　 　cm．用“ ”标示此凸透镜的焦距f。
图5.3.1- 1
新课导入
物体距离相机镜头比较远，成倒立缩小的实像；物体距离投影仪的镜头近一些，成倒立放大的实像；物体距离放大镜更加近，成正立放大的虚像，可见，像的正倒、大小和虚实与物体到凸透镜的距离（物距）有关系。 像的正倒、大小和虚实与物距有什么样的关系呢？
三、课堂导学
知识点1.探究凸透镜成像的规律
学生实验1.使用如图5.3.1-2所示的装置，探究凸透镜成像的规律。
图5.3.1- 2
【猜想与假设】：凸透镜所成像的大小、虚实、正倒可能跟 有关。
【设计实验】：（1）实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等；
（2）实验步骤：
①在光具座上由左至右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏；
②点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ，目的： 。
③将蜡烛放在离凸透镜2f以外（即u>2f）的位置，点燃蜡烛，移动光屏直到光屏上出现清晰的蜡烛的像为止；记录下蜡烛到凸透镜的距离（物距u）、像到凸透镜的距离（像距v）、像的性质大小和倒正；填入下面的表格。
④分别把蜡烛放在2f处（即u=2f处）、2f和f之间（即2f>u>f）、f处、f以内(即u物距与焦距的关系 物距u/cm 像距v/cm 像距与焦距的关系 像的情况 应用
正立/倒立 放大/缩小 实像/虚像 同侧/异侧
u>2f
u=2f
fu =f
u学生实验2. 如图5.3.1-3所示，在实验1的基础上，调节物距使f图5.3.1- 3
学生实验3. 在实验1的基础上，调节物距使f学生实验4. 如图5.3.1-4所示，在实验1的基础上，调节物距使f图5.3.1- 4
学生实验5. 如图5.3.1-5所示，实验过程中，蜡烛越烧越短（或者把蜡烛向下移），发现像不在光屏的中央，应如何调节凸透镜和光屏，使像成在光屏的中央：将蜡烛向______移动，或者凸透镜向_____移动，或者光屏向______移动 。（均选填“左”“右”“上”或“下”）
图5.3.1- 5
例1．探究“凸透镜成像规律”实验．
图5.3.1- 6
(1)如图5.3.1-6甲可知，该凸透镜的焦距是________cm.
(2)按图5.3.1-6乙安装器材时，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在____________．
(3)在探究“凸透镜成像的规律”实验中，为了便于观察实验现象，实验的环境应该________(填“较暗”或“较亮”)一些；蜡烛烧短后，光屏上烛焰的像将向________移动．
（4）移动蜡烛和光屏，当处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为________、________的________．生活中应用该成像特点的仪器是___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
（5）在第（4）题的基础上，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为________、________的________．
（6）（回归课本）调节物距使u>2f，调节光屏使其上面成清晰的像，换用焦距f=8cm的凸透镜进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应该向_______移动；
（7）（回归课本）小明同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上会出现______。
A. 指尖的像 B. 指尖的影子 C. 完整但较暗的像 D. 不完整的清晰的像
变式训练1-1．如图5.3.1-7所示，把一只点燃的蜡烛放在焦距为10 cm的凸透镜前16 cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像，这个像是图中的( )
图5.3.1- 7 图5.3.1- 8
变式训练1-2．一凸透镜的焦距为15 cm，当把蜡烛放在此凸透镜左侧12 cm时，如图5.3.1-8所示，则从该凸透镜______(填“左”或“右”)侧通过透镜可以看到一个正立、放大的_______(填“实”或“虚”)像．
变式训练1-3 .如图5.3.1-9所示，小明用一个焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律，实验如下：
（1）实验前，让平行光束垂直镜面射入倒扣的烧杯中（如图5.3.1-9甲），从烟雾中可以观察到凸透镜对光有　 　（选填“会聚”或“发散”）作用。
（2）探究凸透镜成像规律时，应调节烛焰、凸透镜与光屏中心在　 　上。
（3）当装置如图5.3.1-9乙所示时，烛焰在光屏上成清晰的像是倒立的、　 　的实像，那么光屏离凸透镜的距离可能是　 　（填序号）
A.26cm B.16cm C.8cm D.6cm
实验中蜡烛在原来的位置越烧越短，则像在光屏上的位置会　 　（选填“往下移”、“不变”或“往上移”）为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向　 　调节。
（5）经过调整，在屏上得到了清晰的像，他发现若将凸透镜用纸遮住一半，屏上将得到　 　（选填“完整但较暗”或“一半但清晰”）的像。
图5.3.1- 9
四、课堂提升
1.（回归课本）学生实验5.如图5.3.1-10所示，用一个圆柱形的玻璃瓶里面装满水。把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到那支笔。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动，你会看到笔透过玻璃瓶所成像的情况会按照_____________________、_________________________、___________________的顺序依次改变。（均选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）
图5.3.1- 10
2．探究烛焰通过焦距是10 cm的凸透镜成像的规律时，蜡烛、透镜、光屏位置如图5.3.1-11所示，此时( )
图5.3.1- 11
A．a为物距 B．b为焦距
C．凸透镜成放大的烛焰像 D．若蜡烛、透镜不动，仅移动光屏，烛焰可在光屏上成清晰的像
3．小明在“探究凸透镜成像规律”时,将焦距为20cm的凸透镜A固定在光具座上35cm刻度线处,将点燃的蜡烛放在光具座上5cm刻度线处,移动光屏,使蜡烛在光屏上成清晰的像,如图5.3.1-12甲所示。接着他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换为B,并保持位置不变,移动光屏,使蜡烛在光屏上成清晰的像,如图5.3.1-12乙所示。
图5.3.1- 12
(1)在图5.3.1-12甲中，用“ ”标示此时的物距u，此时物距u＝________cm.
(2)请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断：凸透镜A的焦距　　　　凸透镜B的焦距。
(3)如图5.3.1-12甲所示的实验现象可以说明　　　　(填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点。
(4)为了研究像距与焦距的关系,他用了三个焦距不同的凸透镜进行实验,实验数据记录如表。分析表中的数据可知,物距不变时,焦距越大,则像距越　　　　;根据你所学的凸透镜成像规律分析,此时所成像的大小越　　　　。
实验序号 物距u/cm 焦距/cm 像距/cm
1 15 8 17
2 10 30
3 12 60
（5）若小明将物距调整为20cm。并想在光屏上得到一个缩小的像,他应在上表给出的三个透镜中用焦距
为　　　　cm的凸透镜。
第3节 凸透镜成像的规律（第1课时）
一、滚动复习
1.倒立 缩小 实；倒立 放大 实；正立 放大 虚； 2.缩小 实 不会；
3.最小 最亮 11.0 如图5.3.1-1所示
三、课堂导学
知识点1.探究凸透镜成像的规律
学生实验1. 物距 同一水平高度 使像成在光屏中央 10 表格（略）
学生实验2. 完整 变暗 学生实验3. 不能 学生实验4. 倒立 放大 学生实验5. 上 下 上
例1.（1）10.0 （2）同一水平高度（3）较暗 上 （4）倒立 放大 实像 投影仪；（5）倒立 缩小 实像 （6）左 （7）C
变式训练1-1. B 变式训练1-2.右 虚； 变式训练1-3.（1）会聚（2）同一水平高度（3）缩小 A （4）往上移 下（5）完整但较暗
四、课堂提升
1.正立放大的虚像 倒立放大的实像 倒立缩小的实像 2.C
3.（1）图略 甲 30.0 cm （2）大于 （3）投影仪 （4）大 大（5）8
方法归纳：判断成像性质的方法
一倍焦距 是成实像与虚像的分界点， 二倍焦距 是成放大像与缩小像的分界点。
记忆口诀：一倍焦距内外分虚实，二倍焦距内外分大小
实像都是 倒立 的，且物与像在透镜的 异侧 ； 虚像都是正立的，且物与像在透镜的两侧（“同侧”与两侧”）；
记忆口诀：同正虚，异倒实；
比较物距和像距
u>v时，成倒立缩小的实像；照相机 u=v时，成倒立等大的实像 u记忆口诀：物近像大像距大；物远像小像距小