4.5 科学探究：凸透镜成像—八年级物理教科版（2024）上册课前导学（含解析）

（17）科学探究：凸透镜成像—八年级物理教科版（2024）上册课前导学
学习目标：
1.能正确区分凸透镜和凹透镜；能在图中标出凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距；能说出凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用。
2.理解凸透镜成像的规律。
3.了解凸透镜在照相机、摄像头、幻灯机和投影仪中的应用；学会运用凸透镜成像规律解释一些简单的现象。
知识集锦
一、凸面镜和凹面镜
1、球面镜
如果镜子的反射面是球面的一部分，这样的镜子就叫球面镜。球面镜分为__________和__________两类。
2、平面镜、凸面镜、凹面镜的对比分析
平面镜 凸面镜 凹面镜
定义 反射面是平面的叫做平面镜 反射面是凸面的叫做凸面镜 反射面是凹面的叫做凹面镜
对光线的作用 平面镜对光线既不会聚也不发散 凸面镜对光线有__________作用 凹面镜对光线有__________作用
应用 梳妆镜、潜望镜等 汽车的后视镜、街头拐弯处的反光镜等 太阳灶、探照灯等
共同点 凸面镜、凹面镜和平面镜一样，都是利用__________工作的，都遵循光的反射定律，都遵循__________原理
二、实验：探究凸透镜成像的规律
1、物距和像距
（1）物距：__________到透镜光心的距离，用字母u表示
（2）像距：__________到透镜光心的距离，用字母v表示
2、探究凸透镜成像的规律
实验目的：探究凸透镜成像的规律
实验器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴
实验步骤：
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在__________。
（2）把蜡烛放在凸透镜____________________的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，知道光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v，改变物距，重做这一步。
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于____________________，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在__________与__________之间，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的__________上，移动光屏，观察是否能够成像。
（6）把蜡烛移动到凸透镜的__________以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到烛焰的像；如果不能，可从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。改变物距，重做这一步。
（7）将实验数据和观察结果填入表中。
二、凸透镜成像规律
1、凸透镜成像规律
物距（u） 像的性质 像距（v）
倒正 大小 虚实
①__________ 缩小 实像 ②__________
倒立 ③__________ 实像
④__________ 倒立 放大 实像
⑤__________ 不成像，光屏上呈现圆形光斑 ——————
⑥__________ 放大 ⑦__________
2、理解凸透镜成像规律
（1）分界点：二倍焦距处是成放大实像与缩小实像的分界点。焦点是成实像与虚像的分界点。
（2）动态特性：物体通过凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大。物体通过凸透镜成虚像时，物距增大，像距增大，像变大；物距减小，像距减小，像变小。
自我检测
1.某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是( )
A.光屏上的像是正立的 B.光屏上的像是放大的
C.投影仪是利用此成像原理制成的 D.撤去光屏，烛焰的像仍然在原处
2.小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时，固定透镜，将一个F形光源放在合适的位置后，调节光屏得到清晰的像，下列说法正确的是( )
A.此时光源放在透镜2倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立放大的实像
C.光源远离透镜时，要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像
D.模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水
3.甲、乙、丙三个凸透镜的焦距的大小关系为，如图所示，用乙透镜进行实验，物体到透镜的距离等于它的两倍焦距时，光屏上成清晰的等大、倒立的像；用甲、丙透镜进行实验时只把透镜放在乙透镜原来的位置，不改变物距前后移动光屏，以下判断正确的是( )
A.用甲透镜实验，光屏上能成倒立、缩小的像
B.用甲透镜实验，光屏上能成正立、放大的像
C.用丙透镜实验，光屏上能成倒立、缩小的像
D.用丙透镜实验，光屏上能成倒立、放大的像
4.如图所示，请画出入射光线经过凹透镜后的出射光线。
5.图中的光线经过平面镜反射后水平射向竖直放置的凸透镜，请画出平面镜的入射光线和凸透镜的折射光线。
答案以及解析
知识集锦
一、凸面镜和凹面镜
1、凸面镜 凹面镜
2、发散 会聚 光的反射 光路可逆
二、实验：探究凸透镜成像的规律
1、物体 像
2、同一高度 二倍焦距以外 二倍焦距 一倍焦距 二倍焦距 焦点 一倍焦距
三、凸透镜成像规律
1、①倒立 ② ③等大 ④ ⑤ ⑥正立 ⑦虚像
自我检测
1.答案：D
解析：由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像的规律，成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的，A、B、C错误；由于此时成的是实像，所以即使实验中撤去光屏，烛焰的像仍然在原处，D正确。
2.答案：C
解析：人的眼睛相当于一架照相机，成的是倒立缩小的实像，光源在2倍焦距之外，故A、B错误。光源远离透镜时，物距变大，像距变小，要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像，故C正确；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，此时晶状体变厚，对光的会聚作用变强，所以应该向透镜内注水，故D错误。
3.答案：C
解析：用甲透镜实验，由于，此时的物距小于二倍焦距；若物距在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，光屏上能成倒立、放大的实像；若物距等于一倍焦距，此时不成像；若物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故A、B错误；用丙透镜实验，由于，此时的物距大于二倍焦距，移动光屏，能在光屏上呈现倒立、缩小的实像，故C正确，D错误。
4.答案：见解析
解析：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
5.答案：如图所示
解析：过入射点作平面镜的垂线，根据反射角等于入射角，作出入射光线；反射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后过焦点，作出折射光线。