3.3 凸透镜成像的规律--2025-2026学年初中物理八年级上册同步课堂教案与分层练习（苏科版2024新教材）

本文围绕“凸透镜成像的规律”展开，承接光的折射知识背景，为后续光学应用奠基。通过实验探究、例题分析等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于以丰富题型强化规律理解。特色教法结合理论与实践，教具运用辅助学生直观认知。从学生层面提升思维能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点。

第三章 光的折射 透镜 课时3.3 凸透镜成像的规律 1. 理解凸透镜成像规律； 2. 知道凸透镜成像倒立、缩小（或放大）实像的条件及应用； 3. 知道凸透镜成正立、放大虚像的条件； 4. 掌握探究凸透镜成像的过程。能在探究活动中，初步获得提出问题的能力，通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法，学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 题型汇总：根据物距、像距和焦距的关系，判断成像性质；根据成像性质，判断焦距、物距；凸透镜成像规律的应用；左右移动规律、光路可逆性；成像位置问题；移动速度问题；透镜遮挡部分问题；应用：放大镜 投影仪、照相机。 · 探究凸透镜成像规律 (1) 物距和像距 1) 物距：物体到凸透镜光心的距离，常用u表示。 2) 像距：像到凸透镜光心的距离，常用v表示。 (2) 探究凸透镜成像规律的步骤 1) 利用平行光（或太阳光）聚焦法测定凸透镜的焦距。 2) 将凸透镜放在蜡烛与光屏之间，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，或将烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，是为了使烛焰的像成在光屏中央。 3) 把蜡烛放在与凸透镜距离大于二倍焦距的地方，即，沿直线移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的。改变物距u，重做这一步。 4) 把蜡烛移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离等于二倍焦距，即，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。 5) 把蜡烛再移近凸透镜，让蜡烛与凸透镜间的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，即，移动光屏，观察像到凸透镜的距离，像的倒正和大小。改变物距u，重做这一步。 6) 把蜡烛继续移近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，即，移动光屏，看是否能够成像。 7) 把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，即，移动光屏，在光屏上看不到烛焰的像。从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰。 8) 实验表明：对于某个透镜来说，物体通过凸透镜成像的性质与物距有关。主光轴上有两个位置是成像性质变化的分界点，一个是两倍焦距处，另一个是一倍焦距处（焦点处）。二倍焦距处，是物体成缩小像与放大像的分界点；一倍焦距处，是物体成倒立实像与正立虚像的分界点。 · 投影仪 (1) 原理：利用凸透镜成倒立、放大的实像。 (2) 成像特点：投影片到镜头的距离（物距）小于镜头到屏幕的距离（像距）。投影片离镜头越近时，屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越大。 · 放大镜 (1) 原理：将放大镜镜片放在物体上方适当的位置，透过放大镜我们可以看到一个正立、放大虚像。 (2) 成像特点：被观察的物体的像是放大的。物体和通过透镜所成的像在透镜的同侧。 1. 根据物距、像距和焦距的关系，判断成像性质 例 一凸透镜的焦距是8cm，将点燃的蜡烛放在离凸透镜12cm处，则所成的像是 （　B　） A．正立、缩小的虚像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．倒立、缩小的虚像 变式1 凸透镜焦距为12 cm，物体距透镜15 cm和5 cm时，两次所成像的情况是 ( B ) A．都成放大的实像 B．前者成放大实像，后者成放大的虚像 C．以上答都不对 D．前者成缩小的虚像，后者成放大的实像 变式2 将一个凸透镜正对太阳光，在距凸透镜10cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在凸透镜前30cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个 (　A　) A.倒立、缩小的实像　     B.倒立、放大的实像 C.正立、缩小的实像　     D.正立、放大的虚像 变式3 凸透镜所成正立像一定是 ( A ) A．像比物大 B．像比物小 C．像物分立透镜两侧 D．像物等大 变式4 小明和小华在窗边用凸透镜贴近报纸看文字，看到了文字的像。在移动凸透镜时，意外地发现在报纸上出现了窗外景物的像，如图所示。两次所成的像相对于原来被观察的物体，对比像的正倒、大小、虚实三个方面，它们 (　D　)  A.有一个方面相同，两个方面不同 B.有两个方面相同，一个方面不同 C.三个方面都相同 D.三个方面都不同 1. 根据成像性质，判断焦距、物距 例 一物体放在距凸透镜20 cm处时，在另一侧距凸透镜6 cm处的光屏上出现了一个清晰的像。那么该透镜的焦距可能是 （　B　） A．3 cm B．5 cm C．7 cm D．9 cm 变式1 物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，此凸透镜的焦距可能是 （　B　） A．6cm B．10cm C．16cm D．20cm 变式2 小明在光具座上探究凸透镜成像的规律，他将点燃的蜡烛，凸透镜分别固定在光具座上，再移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的烛焰的像，各元件位置如图所示，则所用凸透镜的焦距可能为 (　B　) A.9cm　　 B.12cm　　 C.15cm　　 D.18cm 变式3 如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至40 cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到 (　D　) A.倒立、缩小的实像　　 B.倒立、放大的实像 C.正立、放大的实像　　 D.光屏上不能呈现像 变式4 物体置于f=10 cm的凸透镜前，得到了一个放大的像，那么下列说法中，正确的是 ( C ) A．若像是正立的，那么物体到凸透镜的距离大于20 cm B．若像是正立的，那么物体到凸透镜的距离大于10 cm，而小于20 cm C．若像是倒立的，那么物体到凸透镜的距离大于10 cm，而小于20 cm D．若像是倒立的，那么物体到凸透镜的距离小于10 cm 变式5 做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是 (　C　) A.屏上的像是倒立、放大的 B.该凸透镜的焦距可能是8 cm C.先向右移动光屏，再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像 D.只将蜡烛向左移动一段距离，放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像 变式6 如图所示，烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。可以观察到烛焰清晰像的操作是 (　D　) A.向左移动透镜同时调节光屏的位置 B.光屏移到透镜左侧调节光屏的位置 C.从透镜左侧透过透镜向右观察 D.从透镜右侧透过透镜向左观察 变式7 在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验使用的凸透镜焦距为10 cm，实验装置如图甲所示。 (1) 实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在　　 　　    ，其目的是     。 (2) 凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40 cm刻度线处时，在光屏上出现倒立、缩小的　　     (选填“实”或“虚”)像；如果小明将光源移至8 cm刻度线处，他通过凸透镜看到光源的　　　    (选填“倒立”或“正立”)、放大的虚像。 (3) 同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是 (　 　) A.与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定 B.光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小 C.零刻度线在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距 D.若凸透镜的焦距未知，利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距 (4) 将光源放在15 cm刻度线处，其大小如图乙所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上，则光屏上所成的像是图丙中的　　　   。 答　(1)同一高度　使像能成在光屏中心　(2)实　正立　(3)D　(4)C 1. 凸透镜成像规律的应用 例 小京通过焦距为10 cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法正确的是 (　C　) A.“关灯”两字放大的像是实像 B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10 cm D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20 cm 变式1 将一只玩具鹦鹉(如图甲所示)紧靠凸透镜，然后逐渐远离透镜的过程中，通过凸透镜观察到三个不同的像(如图乙所示)，以下说法正确的是 (　C ) A.三个像中a、c是实像 B.三个像中a、c是虚像 C.三个像出现的先后顺序是c、a、b D.三个像出现的先后顺序是c、b、a 变式2 如图所示，在“用凸透镜观察周围的景物”活动中，小科将印有绿色环保标志“如图甲”的纸固定在墙上，再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到该标志的正前方，然后改变玻璃杯与标志之间的距离。小科站立时透过玻璃杯和水观察，如图所示图象中，不可能看到的是（　　）      A． B．  C．   D．   变式3 如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是 (　A　) A.图2中铅笔向前移，像一直变小 B.图2中铅笔向前移，像先变小后变大 C.图3中铅笔向后移，像一直变大 D.图3中铅笔向后移，像先变小后变大 1. 左右移动规律、光路可逆性 例 物体沿凸透镜主光轴从2倍焦距处匀速向外移动的过程中，像的大小和像距将 （　C ） A．像变大，像距变大　　　 　 B．像变大，像距不变 C．像变小，像距变小　　　 　D．像变小，像距不变 变式1 小华利用如图所示装置探究凸透镜成像规律。调整器材时应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的　　　　　上，图中在屏上成清晰实像的场景的实际应用是　　　　　(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)；保持蜡烛和光屏在10 cm处和55 cm处不动，要再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜移到　　　　cm刻度线处。  答案　主光轴　投影仪　40 变式2 （2024·江苏镇江）在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、 的实像。   答： 主光轴 左 放大 1. 成像位置问题 例 小王同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上侧，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的是 （　C　） A．将凸透镜往上移 B．将光屏往下移 C．将蜡烛往上移 D．将蜡烛往下移 1. 移动速度问题 例 在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知当物距u=15cm时，在光屏上成 、 、 的像；当u=30cm时，此时，物体以速度v1远离透镜，此像的移动速度为v2，那么v1 v2。 （填写大于、小于、等于或不确定） 答：倒立、放大、实、> 1. 透镜遮挡部分问题 例 在探究凸透镜成像规律的实验中，如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像可能是 （ C ） 变式1 小明在做“凸透镜成像”的实验中: (1) 让平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑(如图甲所示)，测得凸透镜的焦距f=　　    cm。 (2) 蜡烛、透镜、光屏如图乙所示位置放置时，在光屏上恰好能呈现出烛焰清晰的　　 　、　     的实像，若保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移至　　     cm刻度处，光屏上能再次接收到清晰的像。 (3) 实验中，小明在蜡烛和凸透镜间放上一只近视眼镜的镜片，若仍要在光屏上成清晰的像，则需将光屏向    　　    (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动，此时所成的清晰像为　     像(选填“实”或“虚”)。 (4) 如图丙是小明利用手机拍摄的一张照片，发现照片上体育馆的像不完整，分析可能是在拍摄时，手指遮挡了部分摄像头所致。为了进一步分析此原因，他利用凸透镜、光屏、发光体AB和一张足够大的遮光板进行探究。将发光体AB、凸透镜和光屏依次组装到光具座上，调整它们的位置，使光屏上恰能观察到AB清晰的像。接着，将遮光板紧贴着凸透镜自上而下插入镜头前，直至挡住其上半部分(如图丁所示)，在该过程中，光屏上AB所成像的变化情况是　　 　    ；再将遮光板从图丁所示位置沿凸透镜的主光轴向右平移，当移过主光轴上某点位置后，发现光屏上AB的像开始变得不完整，请在图丁上标出该点位置P(保留作图痕迹)。 答案　(1)10.0　(2)倒立缩小　34　(3)远离　实　(4)大小不变，亮度变暗 变式2 凸透镜是初中物理中常见的光学器材，小明所在的实验小组对凸透镜进行以下实验。 （1）他们决定先从测凸透镜的焦距开始，如图所示： ①在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心O'； ②将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和 在同一水平直线上； ③固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑 ，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距； ④为了验证测出的焦距值是否准确，小明提出可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，则测出的焦距准确。若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值 。 （2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中： ①他们调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上； ②随着蜡烛越烧越短，小明发现烛焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，应把凸透镜向 （选填“上”或“下”）调节； ③为了使光源更加稳定，小明用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上替代烛焰，使“F”正立面对凸透镜，如图乙所示，给二极管通电，移动光屏至图示位置，此时恰从图中人眼的角度看到光屏上呈现一个清晰的像，此像是倒立 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，像的形状是图中的 （填写序号）； ④接下来换用焦距更小的凸透镜进行实验，若不改变光源和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）调节； ⑤光屏上得到清晰的像时，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现 。 A．飞虫的像　　          B．飞虫的影子　        　C．仍是原来的像 【答案】 圆心 与圆重合 小 主光轴 下 放大 D 左 C 1. 应用：放大镜 投影仪、照相机 例 下列光学仪器的应用，哪个得到的实像比物体大 （ B ） A. 放大镜 B. 幻灯机 C. 照相机 D. 潜望镜 变式1 在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏处于图示位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成 (　A　) A.照相机　　　　　　　　　B.潜望镜 C.放大镜　　　　　　　　　D.幻灯机 变式2 在“探究凸透镜成像规律”的实验时，调节光具座上依次排列的蜡烛、凸透镜和光屏，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，当物距为20cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个等大、倒立的实像。 (1) 该凸透镜的焦距是　　　    cm。 (2) 当物距为30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个　　　    、倒立的实像；在放大镜、照相机、投影仪中，成像情况与此类似的是　　　　    。 答　(1)10　(2)缩小　照相机 变式3 在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，光屏上得到一个倒立、等大的实像，若想再模拟照相机的成像原理，应将 (　C　) A.蜡烛和光屏都远离透镜 B.蜡烛和光屏都靠近透镜 C.蜡烛远离透镜且光屏靠近透镜 D.蜡烛靠近透镜且光屏远离透镜 变式4 如图甲所示是公共场所的宣传投影灯，装在高处的投影灯照在地面上出现图案，其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是（　A　） A．不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射 B．该投影灯的成像原理与照相机相同 C．调小镜头与图片的距离图案变小 D．地面上看到的是放大的虚像 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$