4.2 探究凸透镜成像的规律 导学案 2025-2026学年八年级物理北师大（北京）（2024）

该初中物理导学案聚焦“探究凸透镜成像的规律”，核心知识点包括物距、像距概念及不同物距下凸透镜成像的正倒、大小、虚实特点。课堂通过展示不同距离观察邮票的图片提问导入，连接生活现象与物理规律，自主学习填空铺垫基础概念，合作探究实验引导动手操作，形成递进式学习支架。 资料突出科学探究素养，实验步骤明确（如“三心等高”调节、多组物距实验），培养学生实验设计与数据分析能力；科学思维方面，用表格归纳成像规律，助力模型建构；物理观念上结合照相机、投影仪等生活应用，强化理论联系实际。习题分层设计，从基础检测到综合应用，提升学生解决问题能力，便于教师教学与评估。

第四章 透镜及其应用 第二节 探究凸透镜成像的规律 班级： 姓名： 【学习目标】 1.理解物距（u）、像距（v）的概念，通过实验探究凸透镜成像的规律（像的正倒、大小、虚实与物距的关系）。 2.经历实验探究过程，提升实验设计、操作与数据分析能力。 能运用凸透镜成像规律解释生活中的现象（如放大镜、投影仪的原理）。 【学习重点】 凸透镜成像的规律（物距大于二倍焦距、在一倍与二倍焦距之间、小于一倍焦距时的成像特点）。 【学习难点】 实验中 “三心等高” 的调节，以及物距、像距的测量与分析。 凸透镜成像规律的归纳与灵活应用。 【学习过程】 一、情景导入 展示用不同放大镜（凸透镜）在不同距离观察邮票的图片（如图 4.2-1），提问：“为什么同一凸透镜，观察距离不同，像的正倒、大小会变化？凸透镜成像有什么规律？” 引发思考，引入课题。 二、自主学习・快乐感知（阅读教材 98-101 页，完成填空） 1.物体到凸透镜光心的距离叫______，用符号______表示；像到凸透镜光心的距离叫______，用符号______表示。 2.凸透镜所成的像，既能是用光屏承接的______像，也能是只能用眼睛观察的______像。 3.实验中，需调节电子蜡烛的烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心在______，目的是使像成在______。 4.当物距u > 2f（f为焦距）时，凸透镜成______、的______像；当\(f < u < 2f\)时，成、的______像；当u < f时，成、______的______像。 三、合作探究・快乐学习 任务一：探究 “凸透镜成像特点与物距的关系” 实验器材：光具座、焦距f = 10cm的凸透镜、电子蜡烛、光屏、刻度尺。 实验步骤： 组装器材：将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，电子蜡烛、光屏分别放在凸透镜两侧，调节 “烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心在同一高度”。 改变物距u，观察成像： ① 使物距u > 2f（如u = 30cm），移动光屏，直到出现清晰的像，观察像的正倒、大小，判断虚实，测量像距v，记录数据。 ② 使物距f < u < 2f（如u = 15cm），重复上述操作，记录数据。 ③ 使物距u < f（如u = 5cm），移动光屏找像（无实像），透过凸透镜观察蜡烛的像，记录像的特点。 多次改变物距，重复实验，整理数据。 结论讨论： 当u > 2f时，像的特点是倒立、缩小、实像；像距范围是f < v < 2f。 当f < u < 2f时，像的特点是倒立、放大、实像；像距范围是v > 2f。 当u < f时，像的特点是正立、放大、虚像；不能（选填 “能” 或 “不能”）用光屏承接。 任务二：探究 “凸透镜成像特点与焦距的关系” 实验步骤： 保持凸透镜位置（光具座50cm处）和物距u = 35\cm不变，先用f = 10cm的凸透镜 A，移动光屏找清晰的像，记录像的特点。 换用f = 5cm的凸透镜 B，重复上述操作，记录像的特点。 比较两次实验，分析焦距对成像的影响。 结论：当物距一定时，凸透镜的焦距越小，像距越小，像越小（选填 “大” 或 “小”）。 任务三：总结凸透镜成像规律（结合教材图 4.2-3） 小组讨论，用简洁的语言归纳不同物距范围的成像规律，填写下表： 物距u与焦距f的关系 像的正倒 像的大小 像的虚实 像距v与焦距f的关系 应用举例 u > 2f 倒立 缩小 实像 f < v < 2f 照相机 f < u < 2f 倒立 放大 实像 v > 2f 投影仪 u < f 正立 放大 虚像 —— 放大镜 四、智能演练・快乐升级 （一）选择题 1.当物体在凸透镜前20cm处时，在光屏上成清晰等大的像，该凸透镜的焦距为（　　） A. 5cm B. 10cm C. 15cm D. 20cm 2.用焦距为10cm的凸透镜观察物体，若物距为8cm，则看到的像为（　　） A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、放大的实像 C. 正立、放大的虚像 D. 正立、缩小的虚像 3.投影仪的工作原理是利用凸透镜成（　　） A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、放大的实像 C. 正立、放大的虚像 D. 正立、缩小的虚像 （二）填空题 1.实验中，若无论怎样移动光屏都找不到像，可能的原因是： ①______________________________；②________________________。 2.当凸透镜成实像时，物距减小，像距会______，像会______（选填 “变大” 或 “变小”）。 （三）实验探究题 小明用焦距f = 15cm的凸透镜做实验，实验数据如下： 实验次数 物距u/cm 像距v/cm 像的特点 1 40 24 倒立、缩小实像 2 30 30 倒立、等大实像 3 20 60 倒立、放大实像 4 10 —— 正立、放大虚像 分析数据，回答： （1）当u = 30cm时，像距v = 30cm，说明此时u = 2f，则焦距f =______。 （2）当物距从40cm减小到20cm时，像距的变化是从______增大到 ______，像的大小变化是从______变为______。 （四）综合应用题 解释：为什么用放大镜观察物体时，要让物体靠近放大镜（物距小于焦距）才能看到正立、放大的虚像？结合凸透镜成像规律说明。 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 $