3.6 探究凸透镜成像规律 教案（表格式）沪粤版物理八年级上册

物理讲义
课题 3.6 探究凸透镜成像规律 八年级
教学目标： 1.知道凸透镜成像的规律， 认识凸透镜成像的虚实、正倒、大小与物体位置 的关系，描述虚像和实像的不同 2.知道放大镜、投影仪、照相机和眼睛的工作原理和作用， 再次加深对光的 折射的印象 教学重点： 让学生通过实验观察凸透镜成各种像的特点和条件， 得到凸透镜成像的规 律 教学内容 1.探究凸透镜成像规律相关知识 矫正视力用的__；老年人用的___、生物课上用的___、天文学用的___， 手机拍摄用到的___、专业摄像机， 课堂上用的___、放映机等都可以成像， 那 成像规律究竟是怎样的呢？ 姓 名
课堂笔记
三条特殊光线三个距离①平行于____的光线； ②经过___的光线； ③通过___的光线。①焦距(f):光心到____之间的距离； ②物距(u):光心到____之间的距离； ③像距(υ):光心到____之间的距离。
2.探究凸透镜成像规律 ①把透镜放在光具座标尺中央，从透镜的位置开 始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于___ 和____的位置； ②点燃蜡烛， 调整它们的高度， 使___、___、光屏的___大致在同一___ (注意：此操作的目的是使烛焰通过凸透镜所得的像呈现在光屏___，便于比较像 与物体的关系)；
③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上， 调整光屏到透镜的距离， 使烛焰在光屏上成 一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离， 填入表格； ④继续把蜡烛向凸透镜靠近， 调整光屏到透镜的距离， 使烛焰在光屏上成一个清晰的 像， 观察像的变化是放大还是缩小， 是正立还是倒立， 测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与 光屏的距离，填入表格(在同一个物距范围内要取两组以上的物距探究凸透镜成像的 规律，此操作的目的是为了排除偶然因素，使实验结论更具有____)； ⑤当蜡烛移到一定位置上时， 光屏上不能成像， 用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像， 把蜡烛与凸透镜的距离、像与凸透镜的距离，像的大小，像的正倒，填入表格； 【归纳】 ①当把蜡烛放在 2 倍焦距以外的位置，像在凸透镜的____，成___、_ __的像，像与凸透镜的距离在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间(如图甲)； ②当把蜡烛放在 2 倍焦距上的位置，像在凸透镜的____，成___、__ 的像，像与凸透镜的距离___2 倍焦距(如图乙)； ③当把蜡烛放在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间的位置时， 像在凸透镜的___， 成___、___的像，像与凸透镜的距离__2 倍焦距(如图丙)； ④当把蜡烛放在 1 倍焦距的位置时，光屏____； ⑤当把蜡烛放在 1 倍焦距之内， 光屏上___， 像与蜡烛在凸透镜___， 成____、____的像(如图丁)； 【总结】 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 实像与物异侧倒，物近像远像变大 虚像与物同侧正，物近像远像变大
凸透镜成像的规律
物距 u 像距 v 像的性质 应用 画图解析
u>2f
u=2f 测焦距
fu=f 得到 平行光
uu
【练习】 1.用焦距为 10cm 的凸透镜使烛焰在光屏上成倒立、缩小实像，蜡烛到凸透 镜距离应大于___cm，当蜡烛到凸透镜距离小于___cm 时， 透过凸透 镜能看到正立、放大的___像。 2.清晨，草地或树叶上的露珠下面的叶脉看起来比较大，这是露珠产生____ 镜功能的结果，形成了______像。 3.在观察凸透镜成像的实验中， 在距凸透镜 15cm 的光屏上得到一个清晰的、 与物体等大的像， 则该凸透镜的焦距为____cm，当某物体距透镜 10cm 时，通过此凸透镜后所成的像是_________像。 4.在“观察凸透镜成像”的实验中，保持凸透镜的位置不变。先后把烛焰放 在 a、b、c、d 和 e 点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么： (1)把烛焰放在__点，屏上出现的像最小。 (2)把烛焰放在__点，屏上出现的像最大。 (3) 把烛焰放在__点，屏上不出现烛焰的 像。 (4)如果把烛焰从 a 点移到 d 点。像到透镜的距离变__，像的大小变_
_。 5.凸透镜的焦距为 f，将一物体从距离凸透镜 4f 处逐渐移到 1.5f 处，此过 程像的大小变化情况是( ) A、逐渐变小 B、逐渐变大 C、先变小后变大 D、先变大后变小 6.在探究”凸透镜成像规律”的实验中，小峻同学进行了如下实验： (1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为___cm。 (2)接着小峻调节了蜡烛、凸透镜和光屏的位置，如图乙所示，发现光屏 上得到一个倒立、___(选填“放大“缩小”或“等大”)的清晰实像， 生活中的___(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用了 这样的成像原理。 (3)保持图乙中凸透镜的位置不变， 当向左移动蜡烛时， 应该向___(选 填“左”或“右”)移动光屏，才能再次得到清晰的像。 (4)保持凸透镜的位置不变， 小峻向右移动蜡烛至 45cm 刻度线处， 移动光 屏，发现___(选填“能”或“不能”)得到蜡烛清晰的像。 (5)如果挡住透镜的下半部，___成像，但像变___了。
课堂练习 1. 如图 1 所示，小东同学在“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个 清晰的像，下列说法正确的是( ) A．利用这一成像规律可制成幻灯机 B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动 C．要使光屏上烛焰的像变小，只须将蜡烛靠近凸透镜 D．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较光滑的玻璃板
图 3
图 2
图 1
2. 如图 2，一束平行光经过一凸透镜， 调节光屏到图示位置时， 光屏上得到一个最小、 最亮的光斑。若小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，当物体距凸透 镜 30cm 时，重新调节光屏的位置，便可以得到( ) A．倒立等大的实像 B．倒立放大的实像 C．倒立缩小的实像 D．正立放大的虚像 3. 某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离 跟像到凸透镜的距离之间关系的图象，如图 3 所示，下列判断正确的是( ) A．该凸透镜的焦距是 20cm B．当 u=15cm 时，在光屏上能得到一个缩小的像 C．把物体从距凸透镜 l0cm 处移动到 30cm 处的过程中，像逐渐变小 D．当 u=25cm 时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的 4. 如图所示，让一束平行光经过一凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光屏，小 明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，下列说法不正确的是( ) A．当物体距透镜 8cm 时，成正立的像 B．当物体距透镜 16cm 时，成倒立、放大的实像 C．当物体从距透镜 20cm 处远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小 D．当物体从距透镜 20cm 处靠近透镜移动时，要得到清晰的像应使光屏靠近透镜 5. 如图所示，小宇同学正在用“自拍神器”摄影留念。与用手直接拿自拍相比，利用 自拍杆可以( ) A．增大物距，增大像的大小，从而减小取景范围 B．减小物距，减小像的大小，从而减小取景范围 C．增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围 D．减小物距，增大像的大小，从而增大取景范围 6. 共享单车为市民出行带来极大便利。如图所示，使用者用手机扫车牌上的二维码， 获取验证后自动开锁即可使用。关于共享单车的使用过程， 下列说法正确的是( ) A．车牌上的二维码是光源
B．手机上的摄像头相当于一个凹透镜 C．自行车尾灯利用了光的反射原理 D．扫码时二维码要位于摄像头一倍焦距以内 7. 如右图所示，是赵强同学用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜 成像规律的实验装置，其中还需要调整的是___，调整后 烛焰能在光屏上成___立的实像，若想使像变大，应将蜡 烛向___移。 8. 一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如左图甲所示， 由图可知，此透镜的焦 距为___cm；当把烛焰放在此凸透镜左侧 12cm 处时， 如左图乙所示， 则从该凸透 镜___侧( “左”或“右”)通过透镜可以看到一个____、放大的虚像( “正立” 或“倒立”)。 9. 当物体离凸透镜的距离____2 倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，这是_ ___的工作原理；当物体离凸透镜的距离在________之间时，凸透镜成 倒立、放大的实像，这是____的工作原理；当物体离凸透镜的距离____时， 凸透镜成正立的、放大的虚像，这是____的工作原理。 10. 在“探究凸透镜成像规律”时，所用凸透镜的焦距为 10cm。现将凸透镜、蜡烛和光 屏放在如中图所示的光具座上进行实验。若在图中 C 位置上放置光屏，则 B 位置上 放置___。现要在光屏上成清晰的缩小的像， 蜡烛应向___移动， 光屏应向__ _移动(选填“左”或“右”)。 11. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中： (1)如图甲所示，该透镜焦距 f=___cm； (2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后， 点燃蜡烛， 光屏上得到蜡烛的像 如图乙所示。若要让像成在光屏的中心位置，则可以将凸透镜向___移动(选填 “上”或“下”)；
(3)如图丙所示，把蜡烛放在光具座上___点时(选填“A” 、“B” 、“C”或 “D”)，在光屏上能得到一个清晰放大的像， _____就是利用这种成像规律工作 的(选填“投影仪”、“照相机“或“放大镜”)。 12. 某实验小组用焦距为 10cm 的凸透镜合作探究“凸透镜成像规律”。 (1)在探究过程中， 他们将蜡烛、凸透镜、光屏固定在光具座上， 蜡烛和透镜位置如 图所示， 点燃蜡烛后， 沿光具座无论怎样移动光屏， 在光屏上始终得不到烛焰的像， 你认为可能的原因是____________________。 (2)上述问题解决后， 他们将蜡烛、凸透镜固定在光具座如图位置， 移动光屏后得到 烛焰清晰、完整的像，该像是倒立、____的实像。接下来他们保持蜡烛和光屏 的位置不动， 将凸透镜向蜡烛的方向移动， 光屏上再次出现了一个倒立、____的 实像。 (3)若将蜡烛移到距凸透镜 5cm 处时，前后移动光屏，在光屏上___(选填“能” 或“不能”)得到蜡烛的像，利用此原理工作的光学仪器有_____。
课后作业 1. 如图，图中能正确表示像与物关系的是( ) A． B． C． D． 2. 在研究凸透镜成像的实验中，当蜡烛位于凸透镜前某位置时，在透镜的另一侧的光 屏上呈现一个倒立、缩小的像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛与光屏的位置相 互交换，则光屏上将出现一个( ) A．倒立、放大的清晰的像 B．倒立、缩小的清晰的像 C．倒立、等大的清晰的像 D．正立、放大的清晰的像 3. 下列关于实像和虚像的说法，正确的是( ) A．实像能成在屏上，虚像则不成 B．虚像是人的幻觉，并没有光线射入人的眼睛 C．实像都是由光的折射形成，虚像都是由光的反射形成 D．实像有放大的，也有缩小的，但没有等大的 4. 如图所示，在凸透镜成像的实验中，下列说法正确的是( ) A．蜡烛逐渐远离凸透镜时，移动光屏，在光屏上成的像渐变大 B．蜡烛逐渐靠近凸透镜时，光屏要靠近凸透镜才能承接到清晰的像 C．蜡烛在 a 点时，所成的像是倒立缩小的 D．应用蜡烛在 b 点时不成像 5. 以下关于凸透镜成像规律的概括错误的是( ) A．u > f时凸透镜成实像， u < f时凸透镜成虚像， u = f时凸透镜不成像 B．实像都是倒立的，虚像都是正立的 C．实像一定是缩小的，虚像都是放大的 D．凸透镜成实像时，物距越大像越小像距也越小 6. 把凸透镜对准太阳光， 可在距凸透镜 10cm 处得到一个最小最亮的光斑． 若将一物体 放在此透镜的主光轴上距透镜 30cm 处，则在透镜的另一侧可得到一个( ) A．倒立放大实像 B．倒立缩小实像 C．正立放大虚像 D．正立缩小虚像
7. 根据如图所示可判断出蝴蝶标本到放大镜的距离( ) A．大于两倍焦距B．大于焦距，小于两倍焦距C．等于两倍焦距D．小于焦距
8. 投影仪是教学中常用的仪器，如图所示是投影仪的结构图，在水平放置的凸透镜的 正上方有一与水平面成 45°角的平面镜， 右边竖直放一屏幕。物体发出的光线经过 凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清晰的像。一教师在使用投影仪时，发现在屏幕 上的画面太小，正确的调节方法是( ) A．减小投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离 B．减小投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离 C．增大投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离 D．增大投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离 9. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰 在光屏上恰好成一清晰的像。则下列说法正确的是( ) A．照相机应用了这一成像规律 B．蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像会向下移 C．保持蜡烛不动，将透镜移至 35cm 处，移动光屏可以得到倒立的清晰的像 D．将一副近视眼镜靠近凸透镜左侧放置， 向左移动蜡烛可以在光屏上得到清晰的像 10. 在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的图线如图所示。图线 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( ) A．蜡烛处于 AB 间某一位置时，成倒立缩小的实像 B．蜡烛处于 BC 间某一位置时，成倒立放大的实像 C．将蜡烛从 C 移动到 B 的过程中，所成像逐渐增大 D．将蜡烛从 B 移动到 A 的过程中，所成像逐渐减小 11. 小岩同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时发现：当他把蜡烛放在距凸透镜 40cm 处时，在光屏上得到一个清晰等大的像。此凸透镜的焦距是___cm，如果将蜡烛 再远离凸透镜 10cm，能成倒立、___的实像。
12. 将一物体从距离凸透镜 3 倍焦距处，沿主光轴移动到距离透镜 1.2 倍焦距处，则像 距____(选填“变大”“变小”或“不变”)，最后像比物体___(选填“大” “小”)。 13. 如图甲所示是现代城市很多路口安 装的监控摄像头，它可以拍下违章 行驶或发生交通事故时的现场照 片。摄像头的镜头相当于一个__ _透镜，它的工作原理与______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”) 相似．如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照 片，由图可以看出汽车是逐渐___(选填“靠近”或“远离”)摄像头 14. 如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意 图(光屏未画出)，当蜡烛和透镜放在图示位置时， 通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。小华将一近视眼镜紧贴在凸透 镜的前面， 要在光屏上再次得到清晰的像， 应将光屏向____(选填“靠近”或“远 离”)透镜方向移动；撤去近视眼镜，若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为 30cm 处， 则移动光屏，在光屏上___(选填“能”或“不能”)得到清晰的像，生活中的__ __就是利用这一原理工作的。 15. 某物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验，凸透镜的焦距是 10cm； (1)如图甲， 光屏上呈现清晰的像， 此像的性质是倒立、____(填“放大”、“缩 小”或“等大”)的实像。在放大镜、照相机和投影仪中， 成像原理与其相同的是___ _； (2)保持蜡烛的位置不变， 移动透镜至图乙所示刻度线处， 则人眼应该在图中__(选 填“A”、“B”或“C”)处且朝着相应方向，才能观察到烛焰的像。 (3)图丙中， 点燃蜡烛， 经过凸透镜在光屏上成清晰的、倒立缩小的实像。然后， 在 烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜， 发现光屏上的像变模糊了。近视眼镜的镜片为_ _(选填“凹”或“凸”)透镜。不改变眼镜和透镜的位置，要使光屏上再次呈现清 晰的像，可以进行的操作是：____________(以透镜为参照物)。
当堂检测(_月_日) 姓名：______ 1. 如图所示，人眼处在合适位置，都能观察到清晰的像，下列说法正确的是( ) A．图①成正立缩小的实像B．图②成正立等大的实像C．图③成倒立缩小的实像D．图④成正立放大的虚像
2. 某同学从圆鱼缸的侧面观察到在鱼缸中游动的金鱼，则实际的金鱼( ) A．比观察到的金鱼小B．比观察到的金鱼大C．与观察到的金鱼一样大D．比观察到的金鱼位置深
3. 在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜的焦距为 20cm，若将蜡烛放在离 凸透镜 16cm 处时，如图所示，移动光屏，在光屏上将看到( ) A．倒立缩小的实像B．倒立放大的实像C．正立放大的虚像D．无像
4. 小明拿着凸透镜在窗户和墙壁之间移动，发现墙壁上出现了一个窗户的像，墙壁、 凸透镜和窗户的位置如图所示，则下列说法正确的是( ) A．墙壁上出现的是正立、缩小的实像 B．幻灯机是利用图中所示的成像规律工作的 C．向右移动凸透镜，在墙壁上还会出现一个像 D．用白纸挡住凸透镜一半，墙上不能看到窗户完整的像 5. 在探究凸透镜成像规律的实验中， 先用焦距为 10cm 的透镜甲进行实验， 在透镜右侧 的光屏上得到了清晰的缩小实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置，改用焦距 为 20cm 的透镜乙继续进行实验，下列情形可能发生的是( ) A．无论怎样移动光屏，都接收不到清晰的像 B．光屏向左移，能接收到清晰的放大实像 C．光屏向左移，能接收到清晰的缩小实像 D．光屏向右移，能接收到清晰的缩小实像
6. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、凸透镜(焦距约为 13cm)、蜡烛到透 镜的距离是 35cm，移动光屏在离透镜 20cm 处恰好得到一个清晰的像。利用这一成 像规律可以制成( ) A．照相机 B．投影仪 C．放大镜 D．潜望镜 7. 物体在距离凸透镜 40cm 时成一个倒立、缩小的实像，若将物距减小为原来的一半， 则经过凸透镜所成的像为( ) A．可能是虚像 B．可能是等大的像 C．一定是倒立、缩小的实像 D．一定是倒立、放大的实像 8. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时 烛焰在光屏上成一个清晰的像，由此判断下列说法正确的是( ) A．光屏上的像是倒立、放大的实像 B．光屏上的像是正立、缩小的实像，照相机是根据该原理制成的 C．若蜡烛和光屏位置互换，仍可在光屏上得到清晰的像 D．若换用材料与口径相同但更厚一些的凸透镜， 仍要在光屏上得到清晰的像， 如果 只移动光屏，光屏必须远离凸透镜 9. 有一点燃的蜡烛，大小如图(a)所示，将它放在距离凸透镜 18cm 处，移动光屏的位 置得到图(b)所示的清晰的像。则凸透镜的焦距可能为( ) A．9cm B．14cm C．6cm D．36cm 10. 小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关 结论。请你将空缺部分补充完整。 实验序号物距 u/cm像距 v/cm像的性质13015倒立，缩小的实像22516.7_________32020倒立，等大的实像415___倒立，放大的实像55/正立，放大的虚像
(1)将一束平行光射向凸透镜， 得到如图 1 所示的光路图。则该透镜的焦距为___ cm。 (2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上， 并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在_ __。 (3)按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中。 ①表中实验序号 2 中像的性质为___、___、___； ②当烛焰从远处向透镜靠近时， 仍要在光屏上得到清晰的像， 光屏应向___(选填 “靠近”或“远离”)透镜的方向移动。 ③表中实验序号 4 中像距为___cm。 (4)实验中， 某同学在光屏上得到了一个清晰的像， 但像的位置偏高， 如图 2 所示(P 点是 2 倍焦距处)。你解决的方法是_________。 (5)再把蜡烛移到 B 点处， 无论怎样调节光屏， 光屏上始终接收不到像， 是因为此时 成的是正立、放大的___，要想看到这个像，应从图中的___(填“C”或 “D”)箭头所示的方向去观察。 (6)当两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于图 3 所示的位置时，光屏上 C、D 两 处会得到清晰缩小的像，用一厚纸板挡住 A 处的烛焰，在光屏上___(选填“C” 或“D”)处仍能得到一个清晰的像。
附录 1.当 u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时， f＜v＜2f。 2.当 u＝2f时， 成倒立、等大的实像， 此时， v＝2f。此点为成实像大小的分界点。 [ 3.当 f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时， v＞2f。 4.当 u＝f时，不成像。此点为成像虚实的分界点。 5.当 u＜f时，成正立、放大的虚像。
物距 u 像距 v 像的性质 应用 画图解析
u>2f fu=2f v=2f 等大 测焦距
f2f 放大 投影仪
u=f 不成像 得到 平行光
uu 放大 正立 虚像 放大镜
实验 次数 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm
正倒 大小 虚实
1 50 倒立、缩小、实像 13
2 40 14
3 30 15
4 20 倒立、等大、实像 20
5 20 20
6 20 20
7 17 倒立、放大、实像 22
8 15 26
9 13 33
10 10 圆形光斑(不成像) 不存在
11 10
12 10
13 8 正立、放大、虚像 像物同侧:v>u
14 5
15 3