5.3 凸透镜成像的规律 -2025-2026学年人教版（2024）物理八年级上冊

第五章 透镜及其应用 5.3 凸透镜成像的规律 人教版八年级上册 1.理解凸透镜成像的规律.(重点) 2.知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系.（重难点） 学习目标 引入新课 通过前面的学习，我们已经看到了形形色色的凸透镜成像情况。凸透镜成像究竟有什么规律呢? 照相机和投影仪都成倒立的实像，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像；物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像.物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像.可见，像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的距离（物距）有关. 像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系呢？ 知识点一 探究凸透镜成像的规律 （一）提出问题： 像的实虚、大小、正倒跟物体到凸透镜的距离有什么关系？ （二）猜想与假设： 可能与物体到透镜的距离有关. 探究实验 探究凸透镜成像的规律 1.所需实验器材有哪些？ 答：光具座（带刻度尺）、蜡烛、火柴、凸透镜、光屏. 2.实验器材的安装规则是什么？ 答：摆放顺序可以从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏.使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上. 注意：调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度. （三）设计实验 理解物距、像距、焦距概念 物距：物体离凸透镜的距离. 像距：像到凸透镜的距离. 焦距：焦点到凸透镜光心的距离. F F 2F 2F 物距u 像距 v 焦距f 分别使物距u在 1.大于二倍焦距（u > 2f ） 2.大于一倍焦距小于二倍焦距（f <u <2f ） 3.小于一倍焦距（u <f ）的范围内，观察烛焰通过凸透镜在光屏上成像的变化. （四）进行实验 用一支蜡烛作为发光体，一块白色的硬纸板作为屏，研究蜡烛的成像情况. 物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm 虚实 大小 正倒 像与物距的关系 凸透镜的焦距f= cm 把实验中得到的数据和观察结果填入下表.每个小组可以选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据. 1.像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？ 2.在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？ （五）分析与结论 焦点是实像和虚像的分界点，当物距小于焦距时，成虚像，当物距大于焦距时，成实像，当物距等于焦距时，不成像. 二倍焦距是缩小像和放大像的分界点. 分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律. 3.像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？ 成实像时都是倒立的，成虚像时都是正立的. 4.实验过程中在光屏上找不到像的原因有： （1）烛焰、凸透镜、光屏三者中心 （2）当物体在焦点外侧处于靠近焦点处时，物体成像很 ，超过了光具座的范围，光屏接收不到像. （3）烛焰 ，凸透镜不能成像. （4）当烛焰 时，虚像不能用光屏承接到. 不在同一高度. 远 正好在焦点上 在焦点以内 大于2倍焦距 倒立、缩小、实像 ①当u＞2 f 时 凸透镜成像规律： 等于2倍焦距 倒立、等大、实像 ②当u=2 f 时 小于2倍焦距 大于1倍焦距 倒立、放大、实像 ③当f<u<2f 时 等于1倍焦距 不成像 ④当u= f 时 小于1倍焦距 正立、放大、虚像 ⑤当u＜f 时 1、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？ 什么情况下像和物体在凸透镜同侧？ 成实像时物像异侧 成虚像时物像同侧 2、当凸透镜成实像时，随着物距的减少，像距是怎样变化的？ 物距减少 像距增大 即物像同方向移动 像跟着物体在移动 3.使照相机、投影仪、放大镜成像变化的调节方法 （1）要使照相机成的像变大，则物体靠近透镜，伸长暗箱. （2）要使投影仪成的像变大，则投影片靠近镜头，投影仪到屏幕的距离增大. （3）要使放大镜成的像变大，则放大镜应距物体远一些. 物距 像的性质 像距 虚实 大小 正倒 u＞2f 实像 缩小 倒立 2f ＞v＞ f u＝2f 实像 等大 倒立 v＝2f 2f ＞u＞ f 实像 放大 倒立 v＞2f u＝f 不成像 u＜f 虚像 放大 正立 与物同侧 课堂小结 1． 如图所示，让一束平行光经过一凸透镜，在光屏上得到一个最 小、最亮的光斑．小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，则下 列说法正确的是(　A　) A． 当物体距透镜5 cm时，成正立的虚像 B． 当物体距透镜12 cm时，成倒立、缩小的实像 C． 当物体从距透镜20 cm处远离透镜时，所成的像逐渐变大 D． 当物体从距透镜30 cm处靠近透镜时，要得到清晰的像，光屏应靠近透镜 A 课堂练习 2．小潘同学选用焦距为15 cm的凸透镜，做“探究凸 透镜的成像规律”的实验． (1)实验在 　较暗　 (选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行，现象更明显． 较暗　 (2)小潘将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调 整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致 在同一高度，这样做的目的是使像呈现在 　光屏的中央位置　 ． 光屏的中央位置　 (3)小潘将蜡烛放在10 cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，光屏 上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、 　缩小　 (选填“放大”“缩小” 或“等大”)的实像．若凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置， 　仍 能　 (选填“仍能”或“不能”)在光屏上得到清晰的像，这说明光发生折射 时，光路是 　可逆　 的． 缩小　 仍 能　 可逆　 (4)保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到25 cm刻度线处，若想在 光屏上得到清晰的像，应把光屏向 　右　 (选填“左”或“右”)移动，像将 　变 大　 (选填“变大”“变小”或“不变”)． 右　 变 大　 (5)保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到40 cm刻度线处，无论怎 样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像．当小潘的眼睛在凸透镜的右 侧，透过凸透镜能观察到烛焰 　正立　 (选填“正立”或“倒立”)、放大的像． 正立　 3． 将发光物体放在凸透镜前25 cm处时，成倒立、缩小的实像，则 该透镜的焦距可能是(　A　) A． 10 cm B． 15 cm C． 20 cm D． 25 cm A 4． 已知某物体透过凸透镜在距离透镜25 cm的光屏上成放大的像， 若将物体移动到距离凸透镜30 cm处，则此时成(　D　) A． 放大的虚像 B． 正立的虚像 C． 放大的实像 D． 缩小的实像 D 5． 在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、凸透镜及光屏处 在如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由此可以判 断，他所使用凸透镜的焦距(　A　) A． 一定在8 cm到10 cm之间 B． 一定小于8 cm C． 一定大于20 cm D． 一定在10 cm到16 cm之间 A 6． 在“探究凸透镜成像规律”时，小明用若干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．实验时选用的凸透镜焦距为10 cm，当光源“F”(如图所示) 离凸透镜40 cm时，在光屏上得到的像为下列所示的(　B　) B 7． 跨生物小明想制作一个昆虫标本观察器，设计方案如图所示，透 过盒顶凸透镜可以观察到盒底标本放大的像．若塑料盒高度h＝10 cm， 则所选凸透镜的焦距f应满足条件(　D　) A． f＜5 cm B． f＝5 cm C． f＝10 cm D． f＞10 cm D 8． 新情境小哲用自制的水透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了 清晰的像，如图所示，此时光屏上成倒立、 　缩小　 (选填“放大”“缩小”或 “等大”)的像．他继续向水透镜内注水，使水透镜的焦距变小，如果不改 变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像，光屏应向 　左　 (选 填“左”或“右”) 移动． 缩小　 左　 9． 如图，已知凸透镜焦距为10 cm. (1)请在图中画出发光物体AB发出的两条光线a和b经凸透镜后的光 线，并标出物距u. (2)发光物体AB经凸透镜成的是 　缩小　 (选填“放大”“等大”或“缩 小”)、 　倒立　 (选填“倒立”或“正立”)的 　实　 (选填“实”或“虚”)像，这和 　照 相机　 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)成像的原理一致． (3)要使光线a经凸透镜后的光线经过P点，应使凸透镜沿主光轴水 平 　向右　 (选填“向左”或“向右”)移动． 缩小　 倒立　 实　 照 相机　 向右　 10． 如图所示，凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变， 移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的 像比乙处大，则(　B　) A． 甲处可能成的是虚像 B． 乙处像可能是放大的 C． P点位置在甲的左侧 D． 蜡烛的移动方向向左 B $$