4.2 探究：凸透镜成像的规律 课件--2025-2026学年沪科版八年级物理上学期

该初中物理课件围绕“凸透镜成像的规律”，以中国航天“太空授课”水透镜成像案例导入，通过视频引发“凸透镜是否一定成倒立缩小的像”的疑问，借助实验步骤、记录表及表格梳理等支架，引导学生从问题出发，经实验探究总结成像规律。 其亮点在于聚焦科学探究与科学思维，结合航天实际案例渗透科学态度，通过实验记录表引导自主观察记录，反思交流环节解决“如何确定清晰像”等操作问题，表格归纳与口诀记忆帮助建构成像模型。学生能提升探究能力与逻辑思维，教师可直接用于实验教学及巩固练习。

第二节　探究：凸透镜成像的规律 在中国航天的“太空授课”中，航天员在空间站内，做出了水透镜。通过这个水透镜，我们看见了航天员倒立缩小的像。 凸透镜是否一定成倒立缩小的像？ 【点击图片观看视频】 凸透镜（已知焦距）、光具座（带刻度尺）、蜡烛（或其他光源）、光屏和火柴。 1.探究凸透镜成像的规律。 2.体会实像与虚像的区别。 实验目的 实验器材 知识点 凸透镜成像的规律 探究 在光具座上，将点燃的蜡烛从离透镜较远的位置（2倍焦距外）逐渐靠近凸透镜。调整光屏位置使烛焰发出的光经凸透镜折射后，在光屏上成清晰的像；光屏上不能成像时，透过凸透镜观察烛焰的像。通过观察分析得出凸透镜成像的规律。 实验设计 物距：物体到光心的距离，用u表示。 像距：像到光心的距离，用v表示。 焦距：焦点到光心的距离，用f 表示。 2倍焦距：距离为焦距的两倍（从光心开始），用2f 表示 物距（u） 像距（v） 实验步骤 1.将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，注意三者之间的相对位置，如图所示。 2.点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度。 物距（u） 像距（v） 目的是使像成在光屏的中央 3.将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中。 实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm 1 2 3 4 5 6 实验记录表 凸透镜焦距f=____cm 4.移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，同时调整光屏，在烛焰经凸透镜折射后在光屏上分别成等大清晰的像、放大清晰的像时，将成像的情况和物距、像距等记录在表中。 5.将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像。再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像。撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像。将观察到的情况记录在表中。 6.重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况。 实验记录表 凸透镜焦距f=____cm 实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm 1 缩小 倒立 实像 30 15 2 等大 倒立 实像 20 20 3 放大 倒立 实像 15 30 4 放大 倒立 实像 12 60 5 - 10 - 6 放大 正立 虚像 8 - 10 实验结论 1.物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像； 2.物体位于凸透镜的2倍焦距时，成等大、倒立的实像； 3.物体位于凸透镜的2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像； 4.物体位于凸透镜的1倍焦距时，不能成像。 5.物体位于凸透镜的1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像； 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 物与像相对于透镜的位置关系 大小 正倒 虚实 1 u＞2f f＜v＜2f 缩小 倒立 实像 异侧 2 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 异侧 3 f＜u＜2f v＞2f 放大 倒立 实像 异侧 4 u=f 不成像 5 u＜f v＞u 放大 正立 虚像 同侧 反思交流 1.实验中，怎样确定光屏上的像是清晰的？ 2.实像与虚像有哪些不同？ 若向前或向后移动光屏,像都会变模糊，则此位置就是成清晰像的位置。 用不透明物体挡住透镜的上半部或下半部,在光屏上仍能成完整的像则是实像,只不过所得的像比较暗,清晰度差;若物体被遮住一部分，光屏上的像会残缺(光屏上成没有被遮住部分的像)则是虚像。 3.太空授课中航天员成像时，物距与水球的焦距存在怎样的关系？ 所成的像是倒立缩小的实像，说明物距在水球的两倍焦距之外。 物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像； 物体位于2倍焦距时，成等大、倒立的实像； 物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像； 物体位于1倍焦距时，不能成像； 物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。 归纳总结 记忆口诀： ①一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 ②实像异侧倒，虚像同正大。 ③实时物近像远像变大，虚时物近像近像变小。 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 物与像相对于透镜的位置关系 大小 正倒 虚实 1 u＞2f f＜v＜2f 缩小 倒立 实像 异侧 2 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 异侧 3 f＜u＜2f v＞2f 放大 倒立 实像 异侧 4 u=f 不成像 5 u＜f v＞u 放大 正立 虚像 同侧 课堂小结 1. 某个凸透镜的焦距是20cm，一个物体放在该凸透镜前50cm处，适当位置的光屏上能成一个（　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 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2. 凸透镜的焦距是15cm，将物体放在距离透镜焦点5cm处，其所成的像一定是（　B　） A. 正立的像 B. 放大的像 C. 实像 D. 虚像 3. 物体放在凸透镜的主光轴上，当物体离透镜16cm时，在光屏上观察到放大的像，则该凸透镜的焦距f可能是（　B　） A. 5cm B. 12cm C. 16cm D. 32cm B B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4. 小明把蜡烛移至凸透镜的1倍焦距以内，然后透过凸透镜直接观察蜡烛，那么他将看到烛焰成像的情形是（　C　） A B C D C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5. 夏天的清晨，花草的叶子上有很多晶莹的露珠，非常漂亮。透过这些露珠，叶子的叶脉可以看得非常清晰。晶莹的露珠起到了 　凸透镜　（选填透镜名称）的作用，我们看到的是叶脉 　正　立的 　虚　（选填“实”或“虚”）像。 凸透镜　 正　 虚　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6. 如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。 第6题 （1） 把蜡烛放在 　c　点，光屏上出现的像最大。 （2） 把蜡烛放在 　a　点，光屏上出现的像最小。 （3） 把蜡烛放在 　c　点，光屏上出现清晰的像时，光屏距透镜最远。 （4） 把蜡烛放在 　d、e　点，光屏上不会出现像。 c　 a　 c　 d、e　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7. 把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜18cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此透镜前35cm处，可得到一个（　A　） 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 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8. 某凸透镜的焦距为10cm，若物体在光屏上所成的像离该透镜的距离大于30cm，则物体到该透镜的距离可能为（　B　） A. 3cm B. 13cm C. 23cm D. 33cm B 9. 某同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，当他把蜡烛移到距离透镜32cm的地方时，在光屏上观察到如图所示的像，则该凸透镜的焦距可能是（　A　） A. 10cm B. 20cm C. 30cm D. 40cm 第9题 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 $$