4.5 科学探究：凸透镜成像 学案（含答案） 2023-2024学年教科版物理八年级上册

第5节 科学探究:凸透镜成像
【素养目标】
1.认识凸透镜、凹透镜并知道其对光的作用,会画凸透镜会聚光、凹透镜发散光的光路图。
2.举例说出透镜在生活中的应用。
◎重点:凸透镜成像规律的探究及其应用。
【评价任务】
通过任务驱动一完成课时重点目标;
任务驱动二完成目标1的学习。
【预习导学】
在一次南极考察任务中,科考队员到达南极,却发现取火工具弄丢了,队员的生命可能受到危险,就在大家一筹莫展的时候,有一位队员看着冰天雪地的南极和明晃晃的太阳,想到了一个办法,成功地生着了火,其实在古代就有人用这种方法取火。
问题:你知道他是用什么方法取火的吗 生活中你见到过这种取火方法吗 要回答这些问题,需要我们掌握以下知识。
【答案】预习导学
可以把冰制成凸透镜,通过凸透镜会聚太阳光来提高可燃物的温度,达到燃烧的目的。
知识点1认识透镜
1.在如图所示的透镜中,属于凸透镜的是 ,他们的共同特点是中间厚,边缘薄;属于凹透镜的是 ,他们的共同特点是中间薄,边缘厚。近视眼镜、老花镜、放大镜中, 是凹透镜。
【答案】知识点一
1.A、B、D　C、E　近视眼镜
知识点2透镜对光的作用
2.把老花镜(凸透镜)和近视镜(凹透镜)分别正对太阳光,观察太阳光经透镜折射后的情况。
现象:太阳光经凸透镜折射后,会聚在一点,可见凸透镜对光有 的作用。而太阳光经凹透镜折射后,发散射出,凹透镜对光有 的作用。
对点自测
1.尝试完成光路图,并在图中标出凸透镜的主光轴、光心、焦点、焦距。
2.试着画出光通过透镜后的折射光线。
3.你会用太阳光测出凸透镜的焦距吗
让凸透镜 太阳光,并移动凸透镜的位置,直到地面上出现 的光斑,用刻度尺测出 到 的距离就是该凸透镜的 。
【答案】知识点二
2.会聚　发散
对点自测
1.
2.
3.正对　最小最亮　光斑　凸透镜中心　焦距
知识点3透镜成像规律的应用
3.透镜成像规律的应用
(1)照相机:成 立、 的 像。
(2)投影仪:成 立、 的 像。
(3)放大镜:成 立、 的 像。
对点自测
2.道路监控摄像头在生活中很常见,摄像头可以将道路交通实况传输给监控器。摄像头的镜头是一个 透镜,当汽车逐渐靠近摄像头时,汽车通过摄像头成的 (选填“虚”或“实”)像逐渐 (选填“变大”或“变小”)。
【答案】知识点三
3.(1)倒　缩小　实
(2)倒　放大　实
(3)正　放大　虚
对点自测
2.凸　实　变大
【合作探究】
任务驱动1探究凸透镜的成像,并总结其成像规律
【提出问题】
1.凸透镜成像的大小、倒正、虚实是变化的吗
2.凸透镜成像特点与什么有关
【猜想与假设】
1.凸透镜既可以成倒立、缩小的实像,也可以成倒立、放大的实像,还可以成正立、放大的虚像。
2.凸透镜成像特点与“物距和焦距的关系”有关。
【设计实验与制订计划】
(1)明确物距和像距:物距是 到凸透镜光心的距离;像距是 到凸透镜光心的距离。
(2)选光屏:为了方便从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较 (选填“粗糙”或“光滑”)的玻璃板。
(3)测焦距:探究前先测量凸透镜的焦距。如乙图,一束平行主光轴的光线经凸透镜后,在光具座光屏上形成一个最小、最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm。
(4)调高度:在实验中,成像的物体是 (选填“蜡烛”或“烛焰”)。点燃蜡烛后,调整烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心在 ,目的是使像呈在 。
【进行实验与收集证据】
(1)如图甲,把蜡烛放在20 cm刻度线处、凸透镜放在50 cm刻度线处,移动光屏直到光屏上出现清晰的像,观察像的特点并记录像距,把实验结果记录在下面表格中。
(2)移动蜡烛,使其位于30 cm刻度线处,移动光屏直到光屏上出现清晰的像,观察像的特点并记录像距,把实验结果记录在下面表格中。
(3)移动蜡烛,使其位于35 cm刻度线处,移动光屏直到光屏上出现清晰的像,观察像的特点并记录像距,把实验结果记录在下面表格中。
(4)移动蜡烛,使其位于45 cm刻度线处,从光屏一侧向透镜观察像的特点,把实验结果记录在下面表格中。
物距 (u/cm) 成像特点 像距 (v/cm)
倒/正 大/小 虚/实
30 倒立 缩小 实 15
20 倒立 等大 实 20
15 倒立 放大 实 30
5 正立 放大 虚
【分析与论证】分析上面表格,完成下列问题:
(1)物距(u)和焦距(f)满足下面关系时,成像特点:
①u>2f,成 立、 的 像;
②u=2f,成 立、 的 像;
③f(2)成像特点的分界点:
①虚实:当u>f时,成 像;当u②缩小和放大:u>2f时,成 的像;当u<2f时,成 的像。
(3)像的移动问题:
①成实像时,物距变小、像距变大,像变大。
②成虚像时,物距变小、像距变小,像变小。
【评估与交流】
(1)随着实验的进行,蜡烛逐渐变短,为了重新使像成在光屏中央,应该 ( )
A.向上移动光屏　　　B.向上移动凸透镜
C.向下移动光屏 D.向下移动凸透镜
(2)在实验中,小明不小心用手碰到了凸透镜,同组的小红发现了一个神奇的现象 ( )
A.像不完整
B.光屏上出现了手的像
C.像完整,但是变暗了
【答案】任务驱动一
【设计实验与制订计划】
(1)物体　像
(2)粗糙
(3)10.0
(4)烛焰　同一高度　光屏的中央
【进行实验与收集证据】
(1)①倒　缩小　实
②倒　等大　实
③倒　放大　实
(2)①实　虚
②缩小　放大
【评估与交流】
(1)AD　(2)C
任务驱动2尝试用光路图解释成像规律
问题思考:利用画图,探究凸透镜成像的规律。画出物体在两倍焦距外,在一倍焦距和两倍焦距之间以及在焦点以内,凸透镜成像的光路图。
【答案】任务驱动二
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