3.3凸透镜成像的规律 导学案 2025-2026学年八年级物理上册苏科版（2024）

第三章 光的折射 透镜 三、凸透镜成像的规律 班级： 姓名： 【学习目标】 1.会组装 “探究凸透镜成像规律” 的实验装置，能调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。 2.通过实验探究，总结凸透镜成像的规律（像的正倒、大小、虚实与物距的关系）。 3.理解 “一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小” 的成像分界点意义。 4.能运用凸透镜成像规律解释生活中的现象（如照相机、投影仪、放大镜的工作原理）。 【学习重点】 1.凸透镜成像规律的实验探究过程； 2.凸透镜成像规律的内容（物距与像的性质、像距的关系）。 【学习难点】 1.实验中 “物距”“像距” 的测量与分析； 2.凸透镜成像规律的灵活应用（根据物距判断像的性质，或根据像的性质判断物距、像距）。 【学习过程】 （一）情景导入 演示与提问： 1.教师用凸透镜近距离观察书本上的文字（成正立放大的像），再用同一凸透镜观察远处的窗外景物（成倒立缩小的像）。 2.提问：“为什么同一凸透镜观察不同距离的物体，成像不同？凸透镜成像有什么规律？” 引发学生对 “凸透镜成像与物距关系” 的探究兴趣，导入新课。 （二）自主预习（填空题） 1.物体到凸透镜的距离称为______（用字母u表示）；像到凸透镜的距离称为______（用字母v表示）。 2.能在光屏上呈现的像叫做______像，它是由______光线会聚而成的；不能在光屏上呈现，只能用眼睛观察到的像叫做______像。 3.凸透镜的焦距用字母f表示，实验前需要测量并记录凸透镜的______。 4.实验时，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______，目的是使像成在______。 （三）探究新知（实验活动任务） 活动一：组装与调节实验装置 任务：正确组装实验器材，调节 “三心同高”。器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴。步骤： 1.按图 3-23 组装器材：将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，凸透镜位于蜡烛和光屏之间。 2.调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度（或同一水平直线上）。讨论：为什么要调节 “三心同高”？（使像能成在光屏的中央，便于观察和测量） 活动二：探究凸透镜成像的规律 任务：通过改变物距，观察并记录像的性质（正倒、大小、虚实）及像距，总结成像规律。步骤： 1.测量并记录凸透镜的焦距f（例如，用太阳光聚焦法测得f = 10 cm。 2.使蜡烛到凸透镜的距离u > 2f（如u = 30cm），移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，观察像的性质（正倒、大小），测量并记录像距v。 3.使蜡烛到凸透镜的距离u = 2f（如u = 20 cm），重复步骤 2 的操作，记录像的性质和像距。 4.使蜡烛到凸透镜的距离f < u < 2f（如u = 15cm），重复步骤 2 的操作，记录像的性质和像距。 5.使蜡烛到凸透镜的距离u = f（如u = 10 cm），移动光屏，观察是否能成像。 6.使蜡烛到凸透镜的距离u < f（如u = 5 cm），移开光屏，用眼睛通过凸透镜观察像的性质。 7.实验记录（示例，假设f = 10 cm）： 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质（正倒、大小、虚实） ① u > 2f（30） ② u = 2f（20） ③ f < u < 2f（15） ④ u = f（10） 不成像 ⑤ u < f（5） —（虚像） 正立、放大、虚像 8.讨论与总结： 当u > 2f时，像的性质是______、______、______像，像距范围是______。 当u = 2f时，像的性质是______、______、______像，像距v =______。 当f < u < 2f时，像的性质是______、______、______像，像距范围是______。 当u = f时，______（选填 “成” 或 “不成”）像。 当u < f时，像的性质是______、______、______像。 结论：凸透镜成像规律： 一倍焦距（u = f）分______（实像 / 虚像）； 二倍焦距（u = 2f）分______（放大 / 缩小）； 物距大于一倍焦距时，成______像；物距小于一倍焦距时，成______像； 实像______（选填 “能” 或 “不能”）用光屏承接，且总是______立的；虚像______（选填 “能” 或 “不能”）用光屏承接，且总是______立的。 （四）迁移应用（多题型巩固） 1. 选择题 （1）在 “探究凸透镜成像规律” 实验中，烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，会导致（ ） A. 光屏上不出现像 B. 像成在光屏的上方或下方 C. 像变得模糊 D. 像的大小发生变化 （2）某凸透镜焦距为10cm，当物距为15 cm时，像的性质是（ ） A. 正立、放大的虚像 B. 倒立、放大的实像 C. 倒立、缩小的实像 D. 正立、缩小的虚像 2. 填空题 （1）凸透镜成像时，“一倍焦距分虚实” 指：当物距______f时，成实像；当物距______f时，成虚像（选填 “大于”“等于” 或 “小于”）。 （2）当物距u = 30cm（焦距f = 10 cm）时，像距v的范围是______，像的性质是______、______、______像。 3. 实验探究题 在 “探究凸透镜成像规律” 实验中： （1）实验前，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______，目的是______。（2）当蜡烛燃烧变短，烛焰的像会成在光屏的______方（选填 “上” 或 “下”），此时应将光屏向______调节（选填 “上” 或 “下”），或凸透镜向______调节（选填 “上” 或 “下”）。 （3）某次实验中，光屏上得到清晰的像后，将蜡烛与光屏位置对调，光屏上仍能得到清晰的像，这说明______。 4. 综合应用题 （1）解释照相机的工作原理：照相机的镜头是凸透镜，拍摄时，物体到镜头的距离（物距）（选填 “大于”“等于” 或 “小于”）二倍焦距，此时成、______、______像，像成在底片（相当于光屏）上 （2）小明用焦距为10cm的凸透镜观察某物体，看到的像如图 3-24 所示（物体在A、B、C位置），请分别说出物体在A、B、C位置时像的性质。 【思维建构】 凸透镜成像规律 1.实验基础 器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏 调节：烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度 概念：物距（u）、像距（v）、焦距（f）、实像（能在光屏呈现）、虚像（不能在光屏呈现） 2.成像分界点 一倍焦距（u=f）：虚实分界（u>f实像，u<f虚像） 二倍焦距（u=2f）：大小分界（u>2f缩小，f<u<2f放大） 3.具体成像规律 u>2f：倒立、缩小、实像，f<v<2f → 应用：照相机 u=2f：倒立、等大、实像，v=2f → 应用：测焦距 f<u<2f：倒立、放大、实像，v>2f → 应用：投影仪 u=f：不成像（光线平行射出） u<f：正立、放大、虚像 → 应用：放大镜 4.生活应用 照相机：u>2f，倒立缩小实像 投影仪：f<u<2f，倒立放大实像 放大镜：u<f，正立放大虚像 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $