《凸透镜成像的规律》同步试题
测量近视镜片和远视镜片的焦距
实验目的：
1．通过实验，学会应用凸透镜的成像规律，用多种方法测量凸透镜的焦距。
2．会测量凹透镜的焦距，了解凸透镜和凹透镜测量焦距的方法不同。
实验原理：
1．近视眼镜片是凹透镜，远视眼镜片是凸透镜。
2．透镜的焦距是表明凸透镜的会聚本领和凹透镜的发散本领的。根据凸透镜的成像规律，可以利用多种方法测量凸透镜的焦距。
实验器材：
近视眼镜一副、远视眼镜片一副、手电筒、白纸、刻度尺。
实验过程：
一、测量远视眼镜片（凸透镜）的焦距
1．平行光聚焦法：让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小最亮，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距。
2．平行光线法：将手电筒的灯泡与凸透镜中心放在同一高度上，来回调节两者之间的距离，直到在透镜另一侧得到一束平行光（通常情况下，平行光束难以直接观察，可借助于比较光束所形成的光斑与透镜面的大小判断，若相等则可认定为平行光束），则小灯泡的位置即为该凸透镜焦点的位置。用刻度尺测出小灯泡到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距。
3．二倍焦距法：将灯泡放在凸透镜的一侧，移动灯泡与光屏，直到光屏上形成倒立的、等大的实像，用刻度尺测出灯泡或光屏到凸透镜中心的距离u或v，则f =u/2=v/2。
4．十倍焦距法：使较远的窗或正在发光的灯泡通过凸透镜在光屏上成清晰的像，用刻度尺测出光屏与凸透镜中心的距离就近似等于透镜的焦距。
5．焦点不成像法：先使凸透镜与灯泡紧靠，透过凸透镜观看灯泡里的灯丝，并逐渐增大凸透镜与灯泡之间的距离，从看得见到刚好看不见时，测出凸透镜与灯丝之间的距离即为焦距。
二、测量近视眼镜片（凹透镜）的焦距
1．将近视眼镜正对着太阳光，在另一侧放一张白纸，并保持白纸与眼镜平行。
2．用刻度尺量出白纸上亮环的直径为D（如图1）。
《凸透镜成像的规律》教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1．理解凸透镜的成像规律。
2．知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。
（二）过程与方法
1．能在探究活动中，初步获得提出问题的能力，体验科学探究的全过程和方法。
2．通过对凸透镜成像现象的观察分析，总结出凸透镜成像规律，并用列表的方法归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件，培养从物理现象中归纳科学规律的方法。源
（三）情感态度和价值观
1．通过研究凸透镜成像的实验以及对其成像规律的分析，有意识地渗透辩证唯物主义观点。
2．通过探究活动，激发学生的学习兴趣，培养学生具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常生活中的物理学规律。
二、教学重难点
这节课是在学生对生活中常见的透镜及对其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，通过探究活动，研究凸透镜成像的规律，使学生通过自主探究体验科学探究的全过程和方法。新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系为主线，安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与论证”等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进一步解决问题的过程，很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神，对今后进一步探究其他知识打下基础。
因为学生对于科学探究的全过程缺乏经验，因而把探究凸透镜成像规律作为教学重点。教学难点是科学探究中实验数据的处理和分析。因为对于实验探究学生处于起步阶段，记录数据后，分析这些数据归纳得到结论，是学生比较陌生的，因而此处确定为难点。
三、教学策略
本节课需要学生进行全过程探究，教学的关键是引导学生怎样去猜想，在教学中创设合理的猜想情景，并且引导学生知道猜想要有猜想的理由，不能胡乱猜想。设计实验是探究的一个重要环节，所以我们要引导学生进行设计实验，让学生明白实验研究什么和怎样去研究，实验时应该观察什么、测量什么、记录什么。在培养学生对实验数据的分析和论证的能力方面，教师引导学生分析表格数据进行比较，让学生进行简单的因果推理，让学生以书面或口头表述自己的观点，最后教师归纳总结，培养学生处理信息、分析概括的能力，从而提高学生的科学素养。
四、教学资源准备
多媒体课件、光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜等。
课件15张PPT。第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律 江苏省丰县初级中学 董慧玲
展开想象的翅膀导入新课凸透镜能成哪些像？照相机
倒立缩小的实像放大镜
正立放大的虚像投影仪
倒立放大的实像 手持凸透镜，观察课本上的字。再把放大镜正对窗外，眼睛通过凸透镜观察窗外景物的像。导入新课提出问题：
物体通过凸透镜所成的像的大小、倒正、虚实是否与物体距离凸透镜的远近有关呢？
为了讨论问题方便，把物体与透镜的距离
叫物距，像到透镜的距离叫像距。 猜想与假设：
物距和焦距可能都会影响到所成的像大小、正倒和虚实。
探究凸透镜成像的规律烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一高度。 设计并进行实验
器材：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座探究凸透镜成像的规律实验步骤： ①组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。
②将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
③把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使u＞2f，仿照步骤②再做2次实验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。探究凸透镜成像的规律 ④把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
⑤把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，仿照步骤④再做2次试验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
⑥把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使u＜f，在光屏上不能得到蜡烛的像，此时成虚像，应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的大小和正倒。 探究凸透镜成像的规律 记录数据：凸透镜焦距 f ＝ cm探究凸透镜成像的规律分析表中的记录，找出凸透镜成像的规律 u＞f 时成实像，实像都是倒立的；
u＜f 时成虚像，虚像都是正立的。
（一倍焦距分虚实 ）（1）像的虚实：
凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？分析与论证：探究凸透镜成像的规律（2）像的大小：
凸透镜成放大实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？
u＞v时，得到缩小实像；
u＜v时，得到放大实像。探究凸透镜成像的规律 （2）像的大小：思考：难道实像只有放大和缩小两种情况？ 动画演示： 当u＝v＝2f 时成等大的实像。
（二倍焦距分大小）探究凸透镜成像的规律（3）像的大小变化：
当物体成实象时，物体逐渐靠近透镜时，像距是变大了还是变小了？像是变大了还是变小了？当物体成虚象时，物体逐渐靠近透镜，像是变大了还是变小了？成实像时，物近像远像变大，靠近焦点处最大。
成虚像时，物近像近像变小，靠近焦点处最大。探究凸透镜成像的规律1．凸透镜成像的规律是什么？
2．你是怎样得到这个规律的？课堂小结 1．在做“凸透镜成像规律”的实验时,某同学在光具座上将蜡烛放置在凸透镜前,然后移动光屏,可他无论怎样移动光屏,都无法在光屏上观察到烛焰的像。请你分析发生这一现象的可能原因。巩固练习 2．（1）如图所示，把点燃的蜡烛放在___处，光屏上出现缩小的像，把点燃的蜡烛放在_____处，光屏上出现放大的像；放在_____处时，光屏上不会成像。
（2）在物距不断减小的过程中，像距不断_____，像的大小不断______；当物距小于_____时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰的像。
?巩固练习《凸透镜成像的规律》重难点突破
一、教学内容分析
本节内容既是“透镜”和“生活中透镜”知识的延伸与升华，又是“眼睛和眼镜”以及“显微镜和望远镜”的理论基础，是理论与实践的结合，因此它在本章起着至关重要的作用。新课程标准要求课堂应注重让学生经历从生活到物理，从自然到物理的认识过程，经历基本的科学探究实验和活动，从被动到主动，在锻炼能力的过程中掌握知识、技能，了解科技发展，从而融入现代社会中。所以本节课在课堂教学模式的改革，注重全员参与，让学生主动探究等方面作了一些努力。
二、重难点突破
凸透镜的成像规律这一内容是本章的重点。通过学习，不仅要使学生了解凸透镜的成像规律，而且要使学生初步了解科学探究的方法，强化学生学习的独立性、主动性。在探究过程中，引导学生对凸透镜的成像规律进行猜想，初步设计方案，用实验探究的方法，找到凸透镜成像的规律。
探究凸透镜成像的规律
突破建议：
1．提出问题
通过上一节的学习，学生们知道了照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是一个凸透镜。他们都利用凸透镜使物体成像，但成像情况各不相同。照相机所成的像比物体小，而投影仪所成的像比物体大；照相机、投影仪所成的像是倒立的，而放大镜所成的像是正立的。引导学生提出问题：凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？
2．作出猜想
启发学生对提出的问题作出猜想：照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，而投影仪中物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，看来像是放大的还是缩小的，跟物体和像的相对位置有关；无论照相机还是投影仪，物体和所成的像都在凸透镜的两侧，而在放大镜中，物体和像在透镜的同一侧，看来像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。
3．设计实验
制订实验计划，指导学生做实验，验证上面的猜想是否正确。实验前先向学生介绍实验装置和做法，使学生明白实验研究什么问题，怎样去研究这些问题。在学生知道了实验的目的和做法以后，让学生按照课本中列出的实验步骤进行观察和实验。
课本上没有用光具座来做实验，是考虑到许多学校没有或只有数量很少的光具座。如果有用光具座做实验，会方便些。考虑到学生从未接触过光具座，教师应先展示器材介绍构造，让学生思考如何使像成在光屏中央？再示范调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。此时提出两个问题让学生思考：（1）怎样在光屏上成清晰的像？（2）怎样观察虚像？
在学生思考的基础上，引导学生观察物、镜不动，光屏前后移动时，光屏上所成像会变模糊或变清晰，通过观察学生感悟到物、镜一定时，清晰像的位置是一定的，为学生实验做好铺垫。因为学生很容易把烛焰模糊的光斑误认为是实像，而使实验无法正常进行，所以教师这里需示范光屏上成清晰像的操作要领。
对于如何观察虚像，可以示范当物由远及近靠近凸透镜时，光屏无论怎样移动都不成像，这时把眼放在光屏这一侧，透过凸透镜观察烛焰，可观察到虚像，与放大镜观察物体相同。要求学生实验时将光屏置于像的位置，观察直接在光屏上能否看到像，确定像的性质。
此环节的设计意图是：培养学生的观察能力及养成积极思维、解决实际问题的能力。同时去除实验中可能影响学生探究的干扰因素，让学生有更多的时间完成探究实验。
在探究凸透镜成像规律的实验中，有不少细节需要提醒学生注意。只有很好地注意了这些细节，实验才容易成功，否则很难达到预期的效果。
（1）实验中必须把凸透镜放在蜡烛和光屏之间。如果不是这样，便无法在光屏上观察到像，当然也无法探究成像的规律。所以这是保证能在光屏上观察到像的前提条件，凸透镜放在蜡烛和光屏之间才能够在光屏上显示像（物理中称“实像”），说明凸透镜成实像时，物体和它的像分居凸透镜两侧。
（2）实验中烛焰、凸透镜和光屏的中心应该在同一高度。只有这样才能保证烛焰的像成在光屏中央，以利于观察，并便于测量物距和像距。有同学认为，只要这三者的中心在一条直线上就可以了，这是错误的。事实上，如果三者的高度不同，很难使像成在光屏上，找到了也不容易测量物距和像距。
（3）实验中凸透镜的镜面、光屏面应大致平行。若二者不平行，将导致光屏上的像各处清晰度不同，若二者垂直光屏上则找不到像。
（4）要在像最清晰时测量像距。进行实验时，我们发现光屏上出现像时，若光屏在一定范围内移动，屏上仍然能够得到像，只是清晰度不同。什么时候像最清晰呢？若将光屏向左右两个方向移动一点点，像都比原来模糊，则原来那个位置的像就是最清晰的像，这时光屏到透镜的距离才是像距。
4．进行实验与收集证据
提醒学生注意记录实验用的凸透镜的焦距f。如果不知道，可以借助太阳光进行测量。先把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，调整光屏与透镜的距离，使烛焰在光屏上成一清晰的像，观察像的大小、正倒，分别测量物体、像到凸透镜的距离，把数据记录于课本上的表格中。
把蜡烛向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
在测得了几组成倒立、缩小的像和倒立、放大的像的数据以后，思考：在什么情况下可以得到等大的像？理论和实验指出，当物距是焦距的二倍时，像和物等大。通过实验做一做，并观察此时的像距是多少？像是正立的，还是倒立的？
当蜡烛移到透镜的焦点时，在光屏上看不到蜡烛的像，继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上能看到蜡烛的像吗？拿去光屏，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，像是放大的，还是缩小的？正立的还是倒立的？此时的像是实像还是虚像？
学生进行实验时，常常会出现一些意想不到的问题，实验中要注意排除。
如：光屏上不能出现像，这个原因比较多。可能是烛焰位于凸透镜焦点以内，这时凸透镜只能成虚像，而虚像不能成在光屏上，眼睛必须从光屏一侧向蜡烛看，才能看到正立放大的虚像。也可能是烛焰正好位于凸透镜焦点上，这时凸透镜既不能成实像，也不能成虚像。还有可能是烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度，按要求调整好即可。最后一个可能是烛焰位于比凸透镜焦距稍大的位置，这时成的像离凸透镜太远，像也太大，小小的光屏接收不了。
还有成实像时，发现像不能成在光屏中央，应如何调整？比如发现像成在光屏右下角，怎样调整才能使像成在光屏中央？可以有三种方法：保持烛焰、凸透镜不动，直接把光屏向右下角调整；保持烛焰、光屏不动，把凸透镜向左上角调整；保持光屏、凸透镜不动，把烛焰向右下角调整。
一些程度较好的同学可能会提出这样的问题：凸透镜成实像时，像与物体上下是颠倒的，此时像与物体左右是否相反？答案是肯定的。我们可以通过实验进行研究。最简单的方法是轻轻吹一下烛焰，看光屏上烛焰的像向哪个方向飘动，若两个飘动的方向相同，则说明像与物体左右不相反；若两个飘动的方向相反，则说明像与物体的左右也相反。也可以取一高一低两支蜡烛同时放在凸透镜前，要使它们紧靠在一起并且物距相同，光屏上便出现高低不同的两个烛焰的像，比较烛焰和它们的像的位置关系，便可知道像与物体的左右是否相反。
5．总结归纳得出结论
在学生实验的基础上，让学生自己总结凸透镜的成像规律，并让他们书面或口头表述自己的观点。使学生知道：凸透镜既能成实像，也能成虚像；既能成放大的像，也能成缩小的像；既能成正立的像，也能成倒立像。总结出凸透镜成像的规律：
当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。
当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像。
当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像。
当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像。
换一个焦距不同的凸透镜，重复上述实验，验证你所得的结论。
通过实验我们能发现，一倍焦距和二倍焦距是成像的两个重要分界点，一倍焦距为成倒立实像与正立虚像的分界点；二倍焦距为成放大实像与缩小实像的分界点。
引导学生实验并思考：当物体从一倍焦距逐渐远离凸透镜时，像距和像的大小怎样变化？从一倍焦距逐渐靠近凸透镜时，像的大小又怎样变化？（在真实实验的基础上也可用计算机模拟整个过程。直接观看凸透镜成像的整个动态变化，从而对凸透镜成像形成一个宏观的整体的认识）。
为了帮助大家记忆，可以利用口诀：
一焦分虚实（即物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外为实像）
二焦分大小（即物距小于二倍焦距，成放大的像；大于二倍焦距成缩小的像）
实像异侧倒（成实像时，物和像总在透镜的两侧，且像是倒立的）
物远像近小（物体离透镜越远，所成实像离透镜越近，且像越小）
虚像同正大（成虚像时，物和像总在透镜的同侧，且像是正立、放大的）
物近像变小（物体离透镜越近，所成虚像越小）
其中一、二两句是对成像情况的总体把握，三、五两句是成像情况的静态分析，四、六两句是成像情况的动态描述。
