4.5科学探究：凸透镜成像 导学案 2025-2026学年八年级物理上册教科版（2024）

该初中物理导学案聚焦“凸透镜成像”核心内容，通过“用冰取火”图片与放大镜现象创设情境，以“认识透镜形状与对光作用→实验探究成像规律→应用规律解释器材原理”为学习支架，衔接基础认知与实际应用。 以实验探究为主线，烟雾中观察光路、光具座实验等活动培养科学探究能力，结合自主学习填空与分层习题，帮助学生构建透镜对光作用及成像规律的物理观念，实像虚像对比渗透科学思维，提升应用能力。

第4章 光的世界 5 科学探究：凸透镜成像 班级： 姓名： 【学习目标】 1.认识凸透镜和凹透镜，能说出它们对光的作用（会聚、发散）。 2.通过实验探究，总结凸透镜成像的规律（像的大小、正倒、虚实与物距的关系）。 3.能运用凸透镜成像规律解释放大镜、照相机、投影仪等的工作原理。 区分实像与虚像，提升实验探究与科学分析能力。 【学习重点】 凸透镜成像规律的实验探究过程与规律总结。 【学习难点】 1.凸透镜成像规律的理解与应用； 2.实像和虚像的区别及判断。 【学习过程】 一、情景导入 展示 “用冰取火” 图片（图 4-5-2）和放大镜看物体的现象，提问：“古人用冰做成‘凸透镜’取火，放大镜能放大文字，还能看到倒立的像，凸透镜成像有什么规律？今天我们通过实验探究凸透镜成像的秘密。” 二、自主学习・快乐感知（填空题） 请结合教材内容，完成以下填空： 1.中间______、边缘______的透镜，叫做凸透镜；中间______、边缘______的透镜，叫做凹透镜。 2.凸透镜对光有______作用，凹透镜对光有______作用。 3.平行于主光轴的光经凸透镜会聚在______上，这个点叫做凸透镜的______；焦点到凸透镜中心的距离叫做______。 4.实像是由实际光线______而成的，（选填 “能” 或 “不能”）用光屏承接；虚像是由光线的______延长线会聚而成的，（选填 “能” 或 “不能”）用光屏承接。 三、合作探究・快乐学习 活动任务 1：认识透镜，探究透镜对光的作用 1.实验器材：凸透镜、凹透镜、手电筒、烧杯（内充烟雾）。 2.实验操作： ① 观察凸透镜和凹透镜的形状，区分 “中间厚边缘薄” 和 “中间薄边缘厚”。② 在充有烟雾的烧杯中，用手电筒发出平行光，分别垂直照射凸透镜和凹透镜，观察光路的变化（参考图 4-5-5）。 3.讨论与结论： 凸透镜使平行光______（选填 “会聚” 或 “发散”），说明凸透镜对光有______作用； 凹透镜使平行光______（选填 “会聚” 或 “发散”），说明凹透镜对光有______作用。 活动任务 2：探究凸透镜成像的规律 1.实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。 2.实验步骤： ① 组装器材：将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，调整三者的中心在______高度（使像成在光屏中央）。 ② 确定凸透镜的焦距f（可通过平行光聚焦法测量）。 ③ 探究物距u > 2f时的成像情况：将蜡烛放在离凸透镜大于 2 倍焦距的位置，移动光屏，直到光屏上出现______的像，观察像的大小、正倒，测量并记录物距u和像距v。 ④ 探究物距f < u < 2f时的成像情况：将蜡烛放在离凸透镜1 倍焦距和 2 倍焦距之间的位置，移动光屏，直到光屏上出现______的像，观察并记录像的特点及物距、像距。 ⑤ 探究物距u < f时的成像情况：将蜡烛放在离凸透镜小于 1 倍焦距的位置，移动光屏，观察光屏上是否有像；取下光屏，从光屏一侧透过凸透镜观察蜡烛的像，记录像的特点。 ⑥ 探究光路可逆性：将蜡烛和光屏位置对调，观察光屏上的成像情况。 3.分析与结论： 物距u与焦距f的关系 像的性质（正倒、大小、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 —（虚像无实际像距） 放大镜 光路可逆 — — — 活动任务 3：区分实像与虚像 结合实验现象和教材 “讨论交流” 内容，小组讨论： 1.实像（如u > f时的像）：由实际光线______而成，能呈现在光屏上，观察时______（选填 “需要” 或 “不需要”）透过透镜。 2.虚像（如u < f时的像）：由光线的______延长线会聚而成，（选填 “能” 或 “不能”）呈现在光屏上，观察时（选填 “需要” 或 “必须”）透过透镜。 活动任务 4：凸透镜成像规律的应用 结合教材图 4-5-11，分析以下器材的成像原理： 1.放大镜：当u < f时，成______、______的虚像。 2.照相机：当u > 2f时，成______、______的实像。 3.投影仪：当f < u < 2f时，成______、______的实像。 四、智能演练・快乐升级 （一）选择题 1.下列透镜中，属于凸透镜的是（　　） A. 中间薄边缘厚　　 B. 中间厚边缘薄　　 C. 表面凹凸不平　　 D. 透明塑料片 2.凸透镜对光的作用是（　　） A. 会聚作用　　 B. 发散作用　　 C. 既不会聚也不发散　　 D. 先会聚后发散 3.当物体位于凸透镜 2 倍焦距以外时，成的像为（　　） A. 倒立、放大的实像　　 B. 倒立、缩小的实像 C. 正立、放大的虚像　　 D. 正立、缩小的虚像 3.下列关于实像和虚像的说法，正确的是（　　） A. 实像能用光屏承接，虚像不能 B. 实像不能用光屏承接，虚像能 C. 实像和虚像都能用光屏承接 D. 实像和虚像都不能用光屏承接 （二）填空题 1.平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于______，这个点到凸透镜中心的距离叫做______。 2.当物体位于凸透镜的 1 倍焦距以内时，成______、______的______像，生活中的______就是利用这一原理工作的。 3.凸透镜成像时，若将蜡烛远离凸透镜，要在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填 “靠近” 或 “远离”）凸透镜的方向移动，此时像会______（选填 “变大” 或 “变小”）。 （三）实验探究题 1.在 “探究凸透镜成像规律” 的实验中： （1）实验前，应调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在______，目的是______。（2）当蜡烛位于凸透镜 2 倍焦距处时，像的性质是______、的实像，像距（选填 “大于”“小于” 或 “等于”）物距。 （3）若凸透镜的焦距为 10cm，当蜡烛距凸透镜 15cm 时，移动光屏，能在光屏上得到______、的实像，这与（选填 “照相机”“投影仪” 或 “放大镜”）的成像原理相同。 （4）当蜡烛距凸透镜 5cm 时，光屏上______（选填 “能” 或 “不能”）得到像，此时透过凸透镜能看到______、______的______像。 （四）简答题 1.为什么照相机拍摄远处物体时，镜头要往后缩（靠近胶片）？请用凸透镜成像规律解释。 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 $