2025新教科版八年级物理上册第四章凸透镜成像的规律教学课件（61页）

(共61张PPT)
4.5.2 凸透镜成像的规律
第4章 在光的世界里
教科2024版物理八年级上册
学习目标
1.会通过实验探究凸透镜成像的规律。
2.知道凸透镜所成虚实、倒正、大小像所满足的条件。
3.掌握从物理现象中归纳科学规律的方法。
新课导入
做一做：手持放大镜，缓慢从桌面书本移向眼睛。
思考：你看到了什么？有多少种不同的像？
（a）通过放大镜看到正立的像
（b）通过放大镜也能看到倒立的像
推进新课
知识点1
探究凸透镜成像的规律
1.物距和像距
F
F
A
B
A′
B′
物体AB
像A′B′
O
光心
焦点
焦点
①物距：物体到透镜光心的距离，用u表示。
②像距：像到透镜光心的距离，用v表示。
焦距f
物距u
像距v
2.实验：探究凸透镜成像的规律
【问题与猜想】
问题：为什么凸透镜能成正立的像，也能成倒立的像？
猜想：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒与物距有关。
【实验材料】
光具座（包括导轨及支架、滑块、标尺、F平面光源、凸透镜、白屏）
【制定方案】
在光具座上由左向右依次放置器材，调整光源、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一高度。
目的是使像呈现在光屏中央
F平面光源
焦距为10cm的凸透镜
光屏
【进行实验】
（1）把光源放在凸透镜2倍焦距以外的地方(u>2f )，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像，观察并记录实像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。
实像能在光屏上成像。虚像不能在光屏上成像，但可以通过透镜看到像。
使结论更具普遍性
移动光屏时不可再调整光源、凸透镜的位置，否则会引起物距变化
倒立、缩小的实像
（2）把光源移向凸透镜，让光源到凸透镜的距离等于2倍焦距(u=2f )，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像，观察并记录实像的大小和正倒，测出像距v。
倒立、等大的实像
（3）把光源移向凸透镜，让光源到凸透镜的距离小于2倍焦距、大于1倍焦距(f倒立、放大的实像
（4）把光源继续靠近凸透镜，让光源位于凸透镜的焦点处(u=f )，移动光屏，观察能否成像。
不能成像
（5）把光源移向凸透镜，让光源到凸透镜的距离小于1倍焦距(u光屏上不能成像
正立、放大的虚像
【收集证据】
光源到凸透镜的距离/cm 像的情况
正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像
34.00 倒立 缩小 实像
20.00 倒立 等大 实像
17.00 倒立 放大 实像
10.00 不成像
6.00 正立 放大 虚像
凸透镜焦距f=______cm
10
物距u与焦距f 的关系 像的性质 像距v与焦距f 的关系 像与物体相对于透镜的位置
正倒 大小 虚实
u＞2f
u=2f
f＜u＜2f
u=f
u＜f
【实验结论】
倒立
倒立
倒立
缩小
正立
等大
放大
放大
实像
实像
实像
虚像
f＜v＜2f
v=2f
v＞2f
不成像
异侧
异侧
异侧
同侧
【交流与评估】
思考1：实验中，若不小心挡住了凸透镜的上半部分或下半部分，光屏上仍能成像吗？
光屏上仍能成像，所成的像变暗
思考2：实验中光屏上没有像的原因：
①光源、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度；
②光源恰好在凸透镜的焦点上；
③光源到凸透镜的距离小于1倍焦距；
④光源到凸透镜的距离稍大于1倍焦距，导致像距过大，而光具座长度有限，光屏无法移到成像位置。
思考3：在光源从很远的地方逐渐向凸透镜靠近的过程中，光源经过哪个位置以后，所成实像由缩小变成放大，经过哪个位置以后由实像变成虚像？
【点击画面播放视频】
凸透镜成像规律：
u＞f 时成实像，u＜f 时成虚像
u＞2f 时成缩小的像，u＜2f 时成放大的像
实像都是倒立的，与物体异侧
虚像都是正立的，与物体同侧
物体向焦点F靠近时，像变大像距也变大
一焦分虚实
二焦分大小
实像异侧倒
虚像同侧正
物近像远大
3.用作图的方式探究凸透镜成像的规律
F
F
2F
2F
（1）当u>2f 时，成倒立、缩小的实像，fF
F
2F
2F
（2）当u=2f 时，成倒立、等大的实像，v=2f
F
F
2F
2F
（3）当 f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，v＞2f
F
F
2F
2F
（4）当u= f 时，不成像
F
F
2F
2F
（5）当u＜f 时，成正立、放大的虚像，v＞u
实像 虚像
定义
成因
图解
特点
相同点
4.凸透镜成实像和虚像的比较
能在光屏上成像
不能在光屏上成像，但可以通过透镜看到像
由实际光线会聚而成
由实际光线的反向延长线相交而成
倒立，像、物异侧
正立，像、物同侧
都能被眼睛观察到
知识点2
凸透镜成像规律的应用
1.放大镜
（1）成像原理：当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于1倍焦距时，对着凸透镜观察，可以看到物体成正立、放大的虚像。
（2）调节：用放大镜观察物体时，若要让物体的像变大，应该如何操作？
物远像远像变大
增大物体与放大镜的距离，但物体始终要在放大镜的1倍焦距内。
胶片
快门
取景窗
光圈环
调焦环
镜头
2.照相机
（1）成像原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，景物到镜头的距离为物距，底片到镜头的距离为像距。照相机是利用物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像这一原理工作的。
（2）调节：①照近景时，增大镜头和底片的距离；照远景时，减小镜头和底片的距离。
②要使底片上的像变大，应减小物距、增大像距；
要使拍摄范围变大，应增大物距、减小像距。
【点击图片播放视频】
3.投影仪
（1）成像原理：投影仪的镜头相当于一个凸透镜，投影片到镜头的距离为物距，银幕到镜头的距离为像距，当物距在1倍焦距和 2 倍焦距之间时，成倒立、放大的实像。
投影片
（2）调节：要使像变大，应减小物距，同时增大像距。
投影片
物近像远像变大
知识点1 探究凸透镜成像规律
1. 如图所示，用焦距为 的凸透镜、高度为
的“ ”形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的
规律，通过测量像的高度反映像的大小。
（1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量
工具是________；实验前，要调节光源、凸透镜和光屏的中
心在__________。
刻度尺
同一高度
（2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像
的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜
成实像时，物距变小，像距变____，像变____，___倍焦距
位置是区分实像放大还是缩小的分界处。
大
大
2
实验序号 1 2 3
物距/ 30 20 15
像距/ 15 20 30
像高/ 3 6 12
（3）继续移动光源至物距小于 时，发现无论如何移动
光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从______（填“光源”或
“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，看到的是正立的
____（填“实”或“虚”）像，则___倍焦距位置是区分实像与虚
像的分界处。
光屏
虚
1
（4）选择“”形光源进行实验，与“”形光源相比，“ ”形光
源的好处是便于比较像相对于物是否______（填“左右”或“上
下”）相反。
左右
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知识点2 凸透镜成像规律的运用
2. 在探究凸透镜成像规律的实验
中，凸透镜的焦距是 ,蜡烛、
凸透镜、光屏位置如图所示。下
列说法正确的是( )
D
A. 为物距
B. 为焦距
C. 若向右移动蜡烛，该凸透镜的焦距变大
D. 仅移动光屏，烛焰始终不可能在光屏上成像
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3. ［2024·武威期末］把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透
镜 处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在
此凸透镜前 处，可得到一个( )
B
A. 倒立放大的实像 B. 倒立缩小的实像
C. 正立放大的实像 D. 正立放大的虚像
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4. ［2024·临沂］在“探究凸透
镜成像的规律”实验中，当蜡
烛、凸透镜和光屏的位置如图
C
A. 实验所用凸透镜的焦距可能为
B. 光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C. 将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像
D. 将蜡烛移至 刻度线上，光屏上仍能承接到像
所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不
变，则( )
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5. 某同学在做透镜成像的实验时，将一支点燃的蜡烛放在距
离透镜 的地方，当蜡烛向透镜移动时，其倒立的像移
动速度大于蜡烛移动速度，则可判断此透镜( )
A
A. 是凸透镜，焦距可能为
B. 是凸透镜，焦距为
C. 是凹透镜，焦距可能为
D. 是凹透镜，焦距为
【点拨】烛焰经透镜成倒立的像，说明此透镜一定是凸透镜；
蜡烛放在距离透镜 处，当它向透镜移动时，其倒立的
像移动速度大于蜡烛移动速度，说明蜡烛在凸透镜的1倍焦
距和2倍焦距之间，即 ，所以
，A正确。
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6. 如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，
该凸透镜的焦距为 ,凸透镜的位置保持不变。假设光具
座足够长，以下说法正确的是( )
A. 当蜡烛放在图中区域时，光屏应放在图中 区域才可能
呈现清晰的像
B. 蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小
C. 若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能
放在图中 区域
D. 若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中 区域
√
【点拨】当蜡烛放在图中 区域时，物距大于2倍焦距，根据
,,成倒立、缩小的实像，光屏应放在图中
区域才可能呈现清晰的像，A错误；蜡烛从图中位置逐渐远
离透镜时，物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变
小可知，所成的像会逐渐变小，B正确；若无论怎么移动光
屏，在光屏上都找不到像，说明蜡烛可能在1倍焦距内或1倍
焦距上，即 区域，C错误；若光屏上要得到一个放大的像，
根据 ,成倒立、放大的实像，则蜡烛应该放在图中
区域，D错误。
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（第7题）
7. 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 之间关系的图像，如图，下列判断正确的
是( )
D
A. 该凸透镜的焦距是
B. 当 时，在光屏上不能成像
C. 当 时，在光屏上能得到一个放大的
像
D. 把物体从距凸透镜处移动到 处的过
程中，像逐渐变小
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（第8题）
8. 如图甲所示白纸上画了两个箭头，
用玻璃杯装半杯水放在白纸前（图乙），
人眼观察到位于下方的箭头发生了变化，
那是因为下方箭头成缩小的____
实
先向右后向左
（填“实”或“虚”）像；若将杯子不断靠近白纸，此过程中下
方箭头的方向是______________。
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9. ［2025·无锡一模］小明用如图甲装置“探究凸透镜
成像规律”，其中凸透镜焦距为 ,实验时小明在坐标纸上记
录了蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙所示（带箭头的线
段表示物或像，、分别表示蜡烛在、 时像的位置）。
（1）从图乙可以看出，蜡烛在、 位置时光屏上得到的都是
倒立、______、____（填像的性质）像；若用纸板遮住下半部
分透镜，在光屏上____（填“能”或“不能”）出现完整的像。
放大
实
能
【点拨】从图乙可以看出，蜡烛在、 位置时，通过凸透镜
成倒立放大的实像；若用纸板遮住下半部分透镜，只会使透
过凸透镜的光减少，像变暗，不会影响像的完整性，所以光
屏上仍能出现完整的像。
（2）当把蜡烛放在 位置时，小明在光具座上无论怎样移动
光屏都不能得到清晰的像，原因是像距______。为了让蜡烛
在 位置的像能成在光具座上的光屏上，他采用了两种做法。
做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具
座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像；由此推断此透镜
焦距___（填“ ”“ ”或“”） ,更换的凸透镜会聚光的
能力比较____（填“强”或“弱”）。
太大
强
做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再
放置一个____（填“凸”或“凹”）透镜，在光具座上移动光屏，
光屏上又出现了清晰的像。
凸
【点拨】当把蜡烛放在位置时，由图乙可知 ,且
物距接近于一倍焦距，此时像距太大，超出了光具座的长度
范围，所以无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像；保持
蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，
光屏上又出现了清晰的像，由此推断更换的凸透镜会聚光的
能力较强，焦距变小，像距也变小，此透镜焦距小于 ；
像距太大的原因是透镜的焦距较大，折光能力较弱，像距较
大，所以利用凸透镜对光有会聚作用，再放置一个凸透镜，
可以使像距变短，使光屏上又出现清晰的像。
（3）小明在实验中将蜡烛从略大于1倍焦距处逐渐远离凸透
镜，物距随时间的变化图像如图丙所示，则像距与 的大
致变化关系为图丁中的___。
C
【点拨】当物距大于焦距时，凸透镜成的是实像；将蜡烛从
略大于1倍焦距处逐渐远离凸透镜，像距变大，像距则变小，
成实像时，像距大于1倍焦距，故图像为C图。
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课堂小结
物距u与焦距f 的关系 像的性质 像距v与焦距f 的关系 像与物体相对于透镜的位置
正倒 大小 虚实
u＞2f
u=2f
f＜u＜2f
u=f
u＜f
倒立
倒立
倒立
缩小
正立
等大
放大
放大
实像
实像
实像
虚像
f＜v＜2f
v=2f
v＞2f
不成像
异侧
异侧
异侧
同侧
课后作业
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
谢谢观看！