4.5 科学探究：凸透镜成像 教学设计（表格式）-2025-2026学年 教科版八年级上册物理

4.5 科学探究：凸透镜成像 教学设计 课题 4.5 科学探究：凸透镜成像 单元 4 学科 物理 年级 八上 教材分析 本课时的教学重点在于探究凸透镜成像的规律，提升学生实验、分析、归纳的科学探究方法，得出凸透镜成像的规律，培养学生观察、动手、交流、合作及归纳等能力。 学习 目标 科学观念： 了解实像的概念；了解凸透镜成所的像的性质；了解凸透镜的一些应用； 科学思维：能用凸透镜成像规律解释相关的实际问题，提升观察、动手、交流合作能力； 探究实践： 探究凸透镜成像活动，体现科学探究的过程和基本的研究方法； 态度责任： 体验探究的乐趣和实验成功的喜悦；初步形成乐于探究的意识和习惯。 重点 凸透镜成像的规律实验探究 难点 运用凸透镜成像解决相关的实际问题 教学环节 教师活动 设计意图 导 入 新 课 知识巩固： 1、凸透镜的焦距是指 到 的距离； 2、凸透镜对光有 作用，凹透镜对光有 作用； 3、作图： 导 入 新 课 讲 授 新 课 活动： 在桌上放一块凸透镜，在凸透镜的一侧点燃一支蜡烛，调节蜡烛与凸透镜的距离，使蜡烛在光屏上得到倒立的像。 结论：凸透镜能成像 一、凸透镜成像 1、凸透镜能使物体成像； 2、物距和像距： （1）物距：我们把物体到凸透镜的距离叫做物距（u）。 （2）像距：像到凸透镜的距离叫做像距（v）。 3、实像的虚像： （1）虚像：不是实际光线汇集而成，不能呈现在光屏上的像，称为虚像；如，平面镜所成的像为虚像； （2）实像：由实际光线汇集而成，能在光屏上呈现的像，称为实像；如，小孔成像时所成的像是实像； （3）实像与虚像的区别： ①实像是实际光线汇集而成的像，虚像不是实际光线汇集而成的像，而是实际光线的反向延长线会聚而成的； ②实像和虚像都可用眼睛观察到。 4、像的性质： 讨论像的性质时，一般包括：正立或倒立、放大或缩小、实像或虚像、像距v与物距u的大小关系等。 二、研究凸透镜成像规律 演示实验： 1）选择 1块凸透镜，在阳光下或利用平行光源测出凸透镜的焦距f = 厘米。 2）用 1支蜡烛作物体，研究蜡烛所成的像，用1块白色硬纸板做光屏，来承接蜡烛的像。 ①把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在成像装置上，调节它们的高低使它们的中心处于同一高度。 ②把蜡烛放在离凸透镜尽量远(大于2倍焦距)的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。 ＊像的放大、缩小情况： ； ＊像的倒立、正立情况： ； ＊像的实像、虚像情况： ； ＊物距与像距大小情况： 。 ③把蜡烛放在离凸透镜恰好2倍焦距的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。 ＊像的放大、缩小情况： ； ＊像的倒立、正立情况： ； ＊像的实像、虚像情况： ； ＊物距与像距大小情况： 。 ④把蜡烛放在离凸透镜较近(大于1倍焦距、小于2倍焦距)的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。 ＊像的放大、缩小情况： ； ＊像的倒立、正立情况： ； ＊像的实像、虚像情况： ； ＊物距与像距大小情况： 。 ⑤保持蜡烛、凸透镜、光屏的位置不动，用手轻轻扇动烛焰，观察像与物的左右是否颠倒；再用纸遮住透镜的一部分，改变被遮部分的面积，观察光屏上像的变化情况。 ＊相对于物体，像颠倒情况： ； ＊像的完整程度变化情况： ； ＊像的明暗变化情况： 。 这说明： ； ⑥把蜡烛放在离凸透镜很近(小于1倍焦距)的位置上，调整光屏到凸透镜的距离。光屏上有无烛焰的像： ；去掉光屏，将眼睛位于原光屏位置，水平朝凸透镜方向观察： ＊像的放大、缩小情况： ； ＊像的倒立、正立情况： ； ＊像的实像、虚像情况： ； ＊物距与像距大小情况： 。 实验结论： 1、凸透镜成像规律： （1）当u＞2f时，在光屏上可得到倒立、缩小的实像； （2）当u＝2f时，在光屏上可得到倒立、等大的实像； （3）当2f＞u＞f时，在光屏上可得到倒立、放大的实像； （4）当u二f时，不成像； （5）当u＜f时，无实像，但在烛焰的同一侧，成正立放大的虚像； （6）透镜被一部分遮光时，仍成完整的实像，但像变暗些。 2、物距、像距及像的性质与位置一览表： 3、成像原理分析： 4、凸透镜成像时，像的性质特点： ①实像呈现可在光屏上；虚像不能呈现在光屏上；实像都是倒立的，虚像都是正立的；但都能用眼睛观察到； ②实像与虚像的分界点是焦点；物距大于一倍焦距时能成实像，物距小于一倍焦距时只能成虚像；物距恰好等于一倍焦距时不成像； ③像的放大与缩小的分界点是二倍焦距处；物距大于二倍焦距时成缩小的实像，物距小于二倍焦距且大于一倍焦距时成放大的实像；物距恰好等于二倍焦距时成等大的实像。 ④像的正立或倒立的分界点是焦点； 物距大于一倍焦距时成倒立的像；物距小 于一倍焦距时成正立的像。 三、凸透镜的应用 1、放大镜: （1）放大镜是一种焦距较小的凸透镜; （2）放大镜的成像原理： u＜f时，物体经过凸透镜成正立、放大的虚像； （3）放大镜的使用： 使用放大镜时，把放大镜放在被观察物体的上方，使物体在凸透镜的焦点以内，并通过调节放大镜与物体的距离来改变放大倍数。 2、数码照相机: （1）数码照相机的镜头相当于一个凸透镜， 影像传感器相当于光屏； （2）照相机的成像原理： 将景物放在离凸透镜 2倍焦距之外时（u＞2f），能在影像传感器上成一个清晰、倒立、缩小的实像； （3）数码照相机的工作过程： 当按下照相机的快门后，来自景物的光线经过镜头聚集到影像传感器上，影像传感器会将这些光信号转换为电信号，然后再将电信号转变成数字信号，数字信号经过处理器处理，形成特定的图像文件，保存到存储器中。这样，一张数码相片就完成拍摄了。 3、投影仪: （1）投影仪的镜头相当于一个凸透镜，屏幕相当于光屏； （2）投影仪的成像原理： 将景物放在离凸透镜 2倍焦距下1倍焦距之间时（ 2f＞ u＞f），能在影像传感器上成一个清晰、倒立、放大的实像。 视频：“研究凸透镜成像规律”实验 讨论交流：根据凸透镜成像规律可知，凸透镜还有哪些用途？ 热身活动，引发学生兴趣，同时引起思考：后续成像有什么规律，提升学生的探究兴趣 介绍几个相关的概念，为后续学习作准备 演示实验，引领规范操作，师生共同探究任务，获得新知，为后续学生分组实验作范本； 一步步讨论各种情况下，凸透镜的成像规律 突出重点 归纳得出相应的结论 学法指导 成像分析（利用三条特殊光线作图） 在旧知的基础上获得新知 突破难点 应用是在凸透镜成像规律的基础上分析所得， 由原理到应用，理论结合实际，学有所用、学以致用 视频：加深印象、深化理解；讨论：拓展思维、学以致用 课 堂 练 习 1、光学器件在我们的生活、学习中有着广泛应用。你认为下面的介绍正确的是（　B　） A．近视眼镜利用了凹透镜会聚光线的作用 B．照像时，被照者应站在距镜头二倍焦距之外 C．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距 D．阳光通过凸透镜可点燃纸屑，是利用凸透镜对光线的发散作用 2、当人观察物体时，物体会在视网膜上成像。图示为某同学在“探究凸透镜成像的规律”实验中看到的成像的情况。作为观察者，此时成在该同学视网膜上的像是（　C　） ​ ​ A．正立、缩小的实像 B．正立、放大的虚像 C．倒立、缩小的实像 D．倒立、缩小的虚像 3、在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中，观察到像后，再分别把一块不透明的木板放在如图甲、乙所示的位置，则此时（　D　） A．甲、乙中蜡烛均不能成像 B．甲、乙中均不能看到蜡烛的像 C．只有甲中能看到像，并且与原来相同 D．甲、乙中蜡烛都能成像，均能被看到 4、探究凸透镜成像的实验中，先用焦距为 10cm 的透镜甲进行实验，在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像．接下来不改变发光体和凸透镜的位置，改用焦距为 20cm 的透镜乙继续进行实验。下列可能发生的是（　A　） A．光屏向右移，能接收到清晰缩小的实像 B．光屏向左移，能接收到清晰放大的实像 C．光屏向左移，能接收到清晰缩小的实像 D．无论怎样移动光屏，都接收不到清晰的像 5、在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法错误的是（　B） A．该凸透镜的焦距是15cm B．当u=25cm时，凸透镜成放大的像，这是放大镜的制作 C．当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，这是照相机制作原理 D．若物体从距凸透镜22cm处向距镜32cm处滑动，像会逐渐变小 6、小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜和光屏置于如图位置时，恰能在光屏上成一个清晰的像。下列说法正确的是（A） A．此时光屏上成的是倒立、放大的实像 B．蜡烛越烧越短，光屏上的像向下移动 C．将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上不能成像 D．蜡烛靠近凸透镜，光屏向左移动才能成清晰的像 及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。 同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。 课 堂 小 结 1、虚像与实像： 实像是实际光线汇集而来的像；虚像不能用光屏承接；实像可用光屏承接； 2、凸透镜既可成实像也可成虚像；虚像与实像的分界点是焦点；既可成放大的像也可成缩小的像，其分界点是二倍焦距处； 3、凸透镜可用作放大镜、照相机或投影仪等。 帮助学生掌握重点， 更加容易的学习。 板 书 形成知识体系框架， 便于学生记忆。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$