第四章 第5节《科学探究：凸透镜成像》学案（3课时，含答案）

课题：八年级物理第四章第5节《科学探究：凸透镜成像》（1）
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与评价
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（学习）目 标
1.了解透镜的种类。
2.了解透镜的焦点、焦距，认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
认真阅读
明确目标
导入新课
复习提问：
当光从空气斜射入其他透明介质时，折射角______入射角，折射光线将______法线；当光从其他透明介质斜射入空气时，折射角______入射角，折射光线将______法线。
创设情境，引入新课：
寒冷的冬天，一批旅行者冒着零下48°C的严寒跋涉着。到了中午，他们准备生火做饭，可是打火机丢失了，怎么办？博士想了一个巧妙的方法：他们砍下一块冰，做成一块水晶般透明的透镜，用这透镜对着阳光，于是就生起了火！同学们，你们信吗？过渡：其实博士做的是一个凸透镜，是透镜的一种，那么我们今天就来认识一下透镜。
自主学习
合作探究
知识点一： 认识透镜
自主学习：阅读教材P72-73页内容，然后完成填空。
1．两类透镜
凸透镜：中间 、边缘 的透镜，
凹透镜：中间 、边缘 的透镜。
[及时练习]1.下列透镜中属于凸透镜的有 ，
属于凹透镜的有

焦点、焦距、光心、主光轴
把凸透镜正对着太阳光，在凸透镜的另一侧能得到一个明亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的_________，用F表示，左右各有一个；
该点到透镜中心的距离叫做_________，用f表示；
透镜的中心叫做光心，用字母O表示
（4）经过光心和透镜垂直的虚线MN我们称为主光轴，
[及时练习]2.在图中标出透镜主光轴、光心。
3、凸透镜和凹透镜对光的作用
演示实验：按照教材图4—5—5的实验方案进行演示.
观察透镜对平行光的作用，画出下面的模拟光路，标出凸透镜的焦点和凹透镜的虚焦点，然后填空。
结论：光从空气射入透镜时，凸透镜对光线有_________作用，所以又叫_________透镜。凹透镜对光线有_________作用，所以又叫_________透镜。
[及时练习]3.根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出适当类型的透镜.
4、三条特殊的光线
①平行于主光轴的光线折射后通过焦点.
对凹透镜来说，是折射光线的反向延长线经过虚焦点.
②通过焦点的光线（对凹透镜而言，是指其延长线通过焦点的光线）折射后与主光轴平行.
③通过光心的光线不改向.
[及时练习]4.完成下列光路图
要求：
1、先独立思考
2、组内交流讨论，补充完善
3、三分钟后小组展示。
同学们完成后小组代表展示，其他小组质疑，老师完善，评价激励

盘点收获
绘制思维导图
达标检测
1.某同学让凸透镜正对着太阳光，用光屏在透镜的另一侧观察太阳光通过凸透镜后的现象，移动光屏使光斑最小、最亮，此时光斑离凸透镜16cm.据此，我们可确定此透镜的焦距为（ ）
A 、8 cm B 、16cm C 、32cm D 、无法确定
如图所示是光线通过透镜的光路图，其中正确的是（ ）
3.完成图中的光路图.
要求：
独立完成。积极动脑，
做完后，举手回答。让思路方法不一致同学介绍自己的解题情况，
教师引导学生开展质疑评价。
作业
完成《互动训练》第5节内容

课题：八年级物理第四章第5节《科学探究：凸透镜成像》（2）

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问题与活动
规则
与评价
教 学
（学习）目 标
1.探究并知道凸透镜成像的规律。
认真阅读
明确目标
导入新课
复习提问：
凸透镜对光线有_________作用，凹透镜对光线有_________作用，
创设情境，引入新课：
实验：将一支点燃的蜡烛和一张纸竖直放在凸透镜的两侧，移动蜡烛和白纸的位置，你能发现什么？
（提示：成像情况，焦距f；物体离凸透镜的距离为物距，用u表示；像到凸透镜的距离为像距，用v表示）
自主学习
合作探究
知识点二：实验探究：凸透镜成像的规律：
（一）提出问题：凸透镜成像情况到底与什么因素有关呢？
（二）猜想假设：（说出自己的猜想，可以进行小组讨论）
（三）制订计划
1、你认为需要哪些器材探究凸透镜成像？
2、你认为除了观察像的 、 、 特点外，还需测量什么？
（提示：凸透镜焦距已知，不必测量，标签上已注明）
3、阅读教材P74-75页内容，你认为该实验应分几种情况来研究，该怎样设计试验？
（1）把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒.记下物距u和像距v(此步骤做两次)。
（2）把蜡烛向凸透镜移近,使物距在2f和f之间,即f（3）继续移近蜡烛,使物距u（4）把蜡烛从距凸透镜较远处逐渐移近透镜,同时移动光屏保证屏上的像清
晰,注意观察像的大小、正倒以及像距的大小,看有什么规律.
（四）进行实验 收集数据
注意：实验前要调整蜡烛、光屏和凸透镜的高度，使它们的中心在同一高度上。
根据计划进行实验探究，并把现象和数据填在表格中
物距与
焦距关系
物距
u/cm
像的性质
像距
v/cm
正倒
大小
虚实
u>2f
u>2f
u=2f
ffu=f
u——
u——

（五）分析论证 得出结论
1、像的虚实:当物体放在______________时,凸透镜成实像,当物体放在_____________时,凸透镜成虚像. 点是成实像和虚像的分界点；
2、像的大小:当物体放在______________ 时,凸透镜成的像是缩小的实像.当物体放在 _____________________ 时,凸透镜成的像是放大的实像；
成实像时， 点是成放大像和缩小像的分界点.
_____缩小的虚像(填“有”或“没有”)
3、像的正倒:凡是实像都是 （填“正立”或“倒立”）的，且在光屏上 成像（填“能”或“不能”）；凡是虚像都是 （填“正立”或“倒立”）的，且在光屏上 成像（填“能”或 “不能”）
成实像时，像和物在凸透镜的 （填“同侧”或“异侧”） ；
成虚像时，像和物在凸透镜的 （填“同侧”或“异侧”）。
4、当物体逐渐向凸透镜移近时,物体所成的像逐渐_______,像离凸透镜的距离逐渐_______(填“变大”或“变小”)。
结论：（1）当物距u>2f时，成 、 、 像；
（2）当物距f（3）当物距 u顺口溜：一焦分虚实、二焦分大小，虚像同侧正、实像异侧倒，物近像远像变大，物远像近像变小。
[及时练习]1.当物距u=2f时，成 、 、 像；
2.当物距 u=f时， 像。
3.小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验时，其实验装置的示意图如图所示。a、b、c、d、e是主光轴上的五个点
（l）放好仪器，点燃蜡烛，调整 _______、 和______ 的高度，使它们的中心大致在同一高度，这样做的目的是____________。
(2)把烛焰放在________点上，可以成正立、放大的虚像。
(3)把烛焰放在________点上，所成的像最小。
(4)把烛焰放在________点上,光屏上的像距离凸透镜最远。
(5)把烛焰从a点移到d点， 所成的像将逐渐_______(填“变大”或“变小”)。
要求：
1、先独立思考
2、组内交流讨论，补充完善
3、三分钟后小组展示。
同学们完成后小组代表展示，其他小组质疑，老师完善，评价激励

盘点收获
绘制思维导图
达标检测
1.在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：
（1）小明发现所用的凸透镜没有标明焦距，于是他让太阳光平行于主光轴照射在凸透镜上，在透镜另一侧10cm得到一个最小的亮点，则凸透镜的焦距f= cm。
（2）小明将该凸透镜放在光具座上进行实验，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，其中明显还需要调整的是　　　　　。
调整后，在光屏上恰好得到一个清晰的蜡烛的像，请你详尽地描述这个像的特点： 。
（3）此时，小明用一张白纸将凸透镜上半部挡住，成像性质将 （填“变化”或“不变化”）；像的亮度____________（填“变亮”、“变暗”或“不变化”）。
2.拓展提高
（1）当u>v时，成 、 的实像；
（2）当u=v时，成 、 的实像；
（3）当u要求：
独立完成。积极动脑，
做完后，举手回答。让思路方法不一致同学介绍自己的解题情况，
教师引导学生开展质疑评价。
作业
完成《互动训练》第5节内容
课题：八年级物理第四章第5节《科学探究：凸透镜成像》（3）

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问题与活动
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（学习）目 标
了解透镜在光学仪器中的应用
会用三条特殊光线画照相机、投影仪、放大镜成像的原理图
认真阅读
明确目标
导入新课
复习提问：
（1）当物距u>2f时， 成 、 、 像；
（2）当物距f（3）当物距 u 创设情境，引入新课：
透镜的成像规律是设计光学仪器的依据，利用这个规律，人们有许多发明、创造，使我们的生活更加美好。
自主学习
合作探究
知识点三：透镜成像规律的应用
（一）照相机
A、原理：当u>2f,在f与2f之间成倒立、缩小的实像。
B、结构：镜头是一个短焦距的凸透镜，胶片相当于光屏 。
[及时练习]利用三条特殊光线，在图中画出照相机的成像原理


（二）投影仪
A、原理：当fB、结构：镜头就是一个凸透镜，屏幕相当于光屏，平面镜改变光路。
C、使用方法：投影片一定要倒放
[及时练习]利用三条特殊光线，在图中画出投影仪的成像原理


（三）放大镜
A、原理：当uB、结构：放大镜就是一个凸透镜。
C、使用方法：被观察的物体一定要放在焦距以内。
[及时练习]利用特殊光线，在图中画出放大镜的成像原理


要求：
1、先独立思考
2、组内交流讨论，补充完善
3、三分钟后小组展示。
同学们完成后小组代表展示，其他小组质疑，老师完善，评价激励

盘点收获
绘制思维导图
达标检测
1.(2010黑龙江宁安模拟)在“小小镜头，展家乡风貌”的活动中，宁安市某中学摄影小组的新新同学，在拍摄镜泊湖瀑布的时候，发现照相机底片上所成的像太小了，他应将照相机____________ (选填“靠近”或“远离”)瀑布，同时将暗箱____________ (选填“拉长”或“缩短”)。
2．测绘人员绘制地图，需从飞机上向地面拍照，称为航空摄影，如照相机镜头焦距为5cm，则所成清晰像与镜头距离为 （ ）
A．约10cm B．略大于5cm C．略小于5cm D．等于5cm
3.某校学生进行“珍爱生命，远离毒品”的法制教育时放映幻灯片，发现屏幕上的画面小了点，应怎样调节（? ?）
A. 放映机离屏幕远些，胶片离镜头远些
B. 放映机离屏幕远些，胶片离镜头近些
C. 放映机离屏幕近些，胶片离镜头远些
D. 放映机离屏幕近些，胶片离镜头近些
4．老奶奶用放大镜看报纸时，为了看到更大的清晰的像，应 （ ）
A．报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远些
B．报纸与眼睛不动，放大镜离报纸近些
C．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸近些
D．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远些
要求：
独立完成。积极动脑，
做完后，举手回答。让思路方法不一致同学介绍自己的解题情况，
教师引导学生开展质疑评价。
作业
完成《互动训练》第5节内容

课题：八年级物理第四章第5节《科学探究：凸透镜成像》（1）

学习
预设
问题与活动
规则
与评价
教 学
（学习）目 标
1.了解透镜的种类。
2.了解透镜的焦点、焦距，认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
认真阅读
明确目标
导入新课
复习提问：
当光从空气斜射入其他透明介质时，折射角小于入射角，折射光线将_靠近 法线；当光从其他透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线。
创设情境，引入新课：
寒冷的冬天，一批旅行者冒着零下48°C的严寒跋涉着。到了中午，他们准备生火做饭，可是打火机丢失了，怎么办？博士想了一个巧妙的方法：他们砍下一块冰，做成一块水晶般透明的透镜，用这透镜对着阳光，于是就生起了火！同学们，你们信吗？过渡：其实博士做的是一个凸透镜，是透镜的一种，那么我们今天就来认识一下透镜。
自主学习
合作探究
知识点一： 认识透镜
自主学习：阅读教材P72-73页内容，然后完成填空。
1．两类透镜
凸透镜：中间 厚 、边缘 薄 的透镜，
凹透镜：中间 薄 、边缘 厚 的透镜。
[及时练习]1.下列透镜中属于凸透镜的有 A C E ，
属于凹透镜的有B D F

焦点、焦距、光心、主光轴
把凸透镜正对着太阳光，在凸透镜的另一侧能得到一个明亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，用F表示，左右各有一个；
该点到透镜中心的距离叫做焦距，用f表示；
透镜的中心叫做光心，用字母O表示
（4）经过光心和透镜垂直的虚线MN我们称为主光轴，
[及时练习]2.在图中标出透镜主光轴、光心。
3、凸透镜和凹透镜对光的作用
演示实验：按照教材图4—5—5的实验方案进行演示.
观察透镜对平行光的作用，画出下面的模拟光路，标出凸透镜的焦点和凹透镜的虚焦点，然后填空。
结论：光从空气射入透镜时，凸透镜对光线有会聚作用，所以又叫会聚透镜。凹透镜对光线有发散 作用，所以又叫 发散 透镜。
[及时练习]3.根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出适当类型的透镜.
4、三条特殊的光线
①平行于主光轴的光线折射后通过焦点.
对凹透镜来说，是折射光线的反向延长线经过虚焦点.
②通过焦点的光线（对凹透镜而言，是指其延长线通过焦点的光线）折射后与主光轴平行.
③通过光心的光线不改向.
[及时练习]4.完成下列光路图
要求：
1、先独立思考
2、组内交流讨论，补充完善
3、三分钟后小组展示。
同学们完成后小组代表展示，其他小组质疑，老师完善，评价激励

盘点收获
绘制思维导图
达标检测
1.某同学让凸透镜正对着太阳光，用光屏在透镜的另一侧观察太阳光通过凸透镜后的现象，移动光屏使光斑最小、最亮，此时光斑离凸透镜16cm.据此，我们可确定此透镜的焦距为（B ）
A 、8 cm B 、16cm C 、32cm D 、无法确定
如图所示是光线通过透镜的光路图，其中正确的是（A ）
3.完成图中的光路图.
要求：
独立完成。积极动脑，
做完后，举手回答。让思路方法不一致同学介绍自己的解题情况，
教师引导学生开展质疑评价。
作业
完成《互动训练》第5节内容
课题：八年级物理第四章第5节《科学探究：凸透镜成像》（2）

学习
预设
问题与活动
规则
与评价
教 学
（学习）目 标
1.探究并知道凸透镜成像的规律。
认真阅读
明确目标
导入新课
复习提问：
凸透镜对光线有 会聚 作用，凹透镜对光线有 发散 _作用，
创设情境，引入新课：
实验：将一支点燃的蜡烛和一张纸竖直放在凸透镜的两侧，移动蜡烛和白纸的位置，你能发现什么？
（提示：成像情况，焦距f；物体离凸透镜的距离为物距，用u表示；像到凸透镜的距离为像距，用v表示）
自主学习
合作探究
知识点二：实验探究：凸透镜成像的规律：
（一）提出问题：凸透镜成像情况到底与什么因素有关呢？
（二）猜想假设：（说出自己的猜想，可以进行小组讨论）
物距 焦距
（三）制订计划
1、你认为需要哪些器材探究凸透镜成像？
具座 蜡烛
2、你认为除了观察像的 倒正 、 大小 、 虚实 特点外，还需测量什么？
（提示：凸透镜焦距已知，不必测量，标签上已注明）物距 像距
3、阅读教材P74-75页内容，你认为该实验应分几种情况来研究，该怎样设计试验？
（1）把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒.记下物距u和像距v(此步骤做两次)。
（2）把蜡烛向凸透镜移近,使物距在2f和f之间,即f（3）继续移近蜡烛,使物距u（4）把蜡烛从距凸透镜较远处逐渐移近透镜,同时移动光屏保证屏上的像清
晰,注意观察像的大小、正倒以及像距的大小,看有什么规律.
（四）进行实验 收集数据
注意：实验前要调整蜡烛、光屏和凸透镜的高度，使它们的中心在同一高度上。
根据计划进行实验探究，并把现象和数据填在表格中
物距与
焦距关系
物距
u/cm
像的性质
像距
v/cm
正倒
大小
虚实
u>2f
u>2f
u=2f
ffu=f
u——
u——

（五）分析论证 得出结论
1、像的虚实:当物体放在 一倍焦距以外 时,凸透镜成实像,当物体放在一倍焦距以内_时,凸透镜成虚像.焦点是成实像和虚像的分界点；
2、像的大小:当物体放在二倍焦距以外 时,凸透镜成的像是缩小的实像.当物体放 一倍焦距和二倍焦距之间 时,凸透镜成的像是放大的实像；
成实像时， 二倍焦距处 是成放大像和缩小像的分界点.
没有 缩小的虚像(填“有”或“没有”)
3、像的正倒:凡是实像都是正立 （填“正立”或“倒立”）的，且在光屏上能 成像（填“能”或“不能”）；凡是虚像都是倒立（填“正立”或“倒立”）的，且在光屏上不能 成像（填“能”或 “不能”）
成实像时，像和物在凸透镜的 异侧 （填“同侧”或“异侧”） ；
成虚像时，像和物在凸透镜的同侧（填“同侧”或“异侧”）。
4、当物体逐渐向凸透镜移近时,物体所成的像逐渐 变大 ,像离凸透镜的距离逐渐变大(填“变大”或“变小”)。
结论：（1）当物距u>2f时，成 倒立 、缩小 、 实 像；
（2）当物距f（3）当物距 u顺口溜：一焦分虚实、二焦分大小，虚像同侧正、实像异侧倒，物近像远像变大，物远像近像变小。
[及时练习]1.当物距u=2f时，成倒立 、等大 、 实像；
2.当物距 u=f时， 不能成 像。
3.小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验时，其实验装置的示意图如图所示。a、b、c、d、e是主光轴上的五个点
（l）放好仪器，点燃蜡烛，调整 烛焰_、 凸透镜 和 光屏 的高度，使它们的中心大致在同一高度，这样做的目的是 使像成在光屏中间_。
(2)把烛焰放在e点上，可以成正立、放大的虚像。
(3)把烛焰放在a点上，所成的像最小。
(4)把烛焰放在d点上,光屏上的像距离凸透镜最远。
(5)把烛焰从a点移到d点， 所成的像将逐渐 变大 (填“变大”或“变小”)。
要求：
1、先独立思考
2、组内交流讨论，补充完善
3、三分钟后小组展示。
同学们完成后小组代表展示，其他小组质疑，老师完善，评价激励

盘点收获
绘制思维导图
达标检测
1.在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：
（1） 小明发现所用的凸透镜没有标明焦距，于是他让太阳光平行于主光轴照射在凸透镜上，在透镜另一侧10cm得到一个最小的亮点，则凸透镜的焦距f=10 cm。
（2）小明将该凸透镜放在光具座上进行实验，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，其中明显还需要调整的是光屏。
调整后，在光屏上恰好得到一个清晰的蜡烛的像，请你详尽地描述这个像的特点：倒立 、放大 、 实 像。
（3）此时，小明用一张白纸将凸透镜上半部挡住，成像性质将不变化 （填“变化”或“不变化”）；像的亮度 变暗 （填“变亮”、“变暗”或“不变化”）。
2.拓展提高
（1）当u>v时，成 倒立 、缩小 的实像；
（2）当u=v时，成 倒立 、等大 的实像；
（3）当u要求：
独立完成。积极动脑，
做完后，举手回答。让思路方法不一致同学介绍自己的解题情况，
教师引导学生开展质疑评价。
作业
完成《互动训练》第5节内容
课题：八年级物理第四章第5节《科学探究：凸透镜成像》（3）

学习
预设
问题与活动
规则
与评价
教 学
（学习）目 标
了解透镜在光学仪器中的应用
会用三条特殊光线画照相机、投影仪、放大镜成像的原理图
认真阅读
明确目标
导入新课
复习提问：
（1）当物距u>2f时， 成 倒立 、缩小 、 实 像；
（2）当物距f（3）当物距 u 创设情境，引入新课：
透镜的成像规律是设计光学仪器的依据，利用这个规律，人们有许多发明、创造，使我们的生活更加美好。
自主学习
合作探究
知识点三：透镜成像规律的应用
（一）照相机
A、原理：当u>2f,在f与2f之间成倒立、缩小的实像。
B、结构：镜头是一个短焦距的凸透镜，胶片相当于光屏 。
[及时练习]利用三条特殊光线，在图中画出照相机的成像原理


（二）投影仪
A、原理：当fB、结构：镜头就是一个凸透镜，屏幕相当于光屏，平面镜改变光路。
C、使用方法：投影片一定要倒放
[及时练习]利用三条特殊光线，在图中画出投影仪的成像原理


（三）放大镜
A、原理：当uB、结构：放大镜就是一个凸透镜。
C、使用方法：被观察的物体一定要放在焦距以内。
[及时练习]利用特殊光线，在图中画出放大镜的成像原理


要求：
1、先独立思考
2、组内交流讨论，补充完善
3、三分钟后小组展示。
同学们完成后小组代表展示，其他小组质疑，老师完善，评价激励

盘点收获
绘制思维导图
达标检测
1.(2010黑龙江宁安模拟)在“小小镜头，展家乡风貌”的活动中，宁安市某中学摄影小组的新新同学，在拍摄镜泊湖瀑布的时候，发现照相机底片上所成的像太小了，他应将照相机 靠近 (选填“靠近”或“远离”)瀑布，同时将暗箱 拉长 (选填“拉长”或“缩短”)。
2．测绘人员绘制地图，需从飞机上向地面拍照，称为航空摄影，如照相机镜头焦距为5cm，则所成清晰像与镜头距离为 （ B ）
A．约10cm B．略大于5cm C．略小于5cm D．等于5cm
3.某校学生进行“珍爱生命，远离毒品”的法制教育时放映幻灯片，发现屏幕上的画面小了点，应怎样调节（?B ?）
A. 放映机离屏幕远些，胶片离镜头远些
B. 放映机离屏幕远些，胶片离镜头近些
C. 放映机离屏幕近些，胶片离镜头远些
D. 放映机离屏幕近些，胶片离镜头近些
4．老奶奶用放大镜看报纸时，为了看到更大的清晰的像，应 （ A ）
A．报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远些
B．报纸与眼睛不动，放大镜离报纸近些
C．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸近些
D．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远些
要求：
独立完成。积极动脑，
做完后，举手回答。让思路方法不一致同学介绍自己的解题情况，
教师引导学生开展质疑评价。
作业
完成《互动训练》第5节内容