第2节 凸透镜成像的规律（导学案）物理北师大版2024八年级上册

第2节 凸透镜成像的规律 （导学案） 【学习目标】 1.(1)探究并知道凸透镜成像的规律。 (2)学习分析实验数据，归纳出结论。 2. 学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3. 通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。 4.培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识。 【学习重点】凸透镜成像的规律。 【学习难点】设计凸透镜成像实验。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 物距(u)：物体 到凸透镜 光心 的距离。 2. 像距(v)：像 到凸透镜 光心 的距离。 3. 焦距(f)：焦点 到凸透镜 光心 的距离。 4. 当 u > 2f 时，成 倒立、缩小 的 实 像，像距 f < v < 2f。应用：照相机。 5. 当 u = 2f 时，成 倒立、等大 的 实 像，像距 v = 2f。 6. 当 f < u < 2f 时，成 倒立、放大 的 实 像，像距 v > 2f。应用：投影仪。 7. 当 u = f 时，不成像，可得到平行光。 8. 当 u < f 时，成 正立、放大 的 虚 像。应用：放大镜。 9. 物体从远处向焦点靠近时，实像逐渐 变大，像距逐渐 变大。 10. 成实像时，物体和像在透镜的 异 侧；成虚像时，物体和像在透镜的 同 侧。 11. 在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，并调整它们的中心在 同一高度。 【课堂探究】 【体验一】用凸透镜观察在教室中前后走动的教师手持的一张精美图片，思考并回答：可以观察到什么性质的像，是在什么情况下观察到的？ 【体验二】将焦距不同的凸透镜，竖立并排放置，分别通过两个凸透镜观察图片，通过对比，猜想：“凸透镜的成像可能与透镜焦距有关”。 通过以上体验活动，感悟到凸透镜成像是有规律的，物距和焦距都会影响到所成的像。那么凸透镜成像到底有什么规律呢？ 知识点一、实像和虚像 观察：如图所示。 思考：平面镜成像、凸透镜成像、小孔成像各有何特点？ 交流讨论：各小组通过观察平面镜成像、凸透镜成像、小孔成像进行思考交流。 归纳总结：1.平面镜成的像是反射光路的反向延长而相交所成的像，叫作虚像，不能用光屏承接，凸透镜成像和小孔成像由实际光路会聚而成的像，叫作实像，能用光屏承接。 2.虚像和实像都能用眼睛直接观看，并且可以拍照。 知识点二、探究凸透镜成像的规律 认识物距（u）和像距（v）. 物距（u）:物体到凸透镜的距离。 像距（v）:像到凸透镜的距离。 （一）思考：凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？ 讨论总结：物距的大小影响成像情况。 （二）猜想与假设。 （三）设计实验。猜想的正确与否需要实验进行证明，小组讨论设计实验，证明猜想是否正确。 【实验器材】实验装置如图所示，器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。 思考：如何利用所给器材探究凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距的关系呢？请说出你的实验设计方案。 1.如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？ 演示1:调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。 2.如何找到像的位置？ 演示2:(1)点燃蜡烛，移动光屏找到蜡烛烛焰清晰的像，确定像的位置。 （2）移近蜡烛，取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察虚像。 3.如何能更加方便的测出物距和像距？ 演示3:将凸透镜固定在光具座标尺的50cm处，调节蜡烛和光屏，改变物距和像距。口算出物距、像距的大小。 4.实验过程中应记录哪些现象和数据？设计一个表格记录实验数据。 注意事项： （1)实验记录表格应有表头，能体现出所有需要记录的数据、现象以及实验次数。 （2)实验记录表格中有关测量的数据应标明单位。 （四）进行实验与收集数据。 进行实验：调整蜡烛在光具座上的位置，使其位于凸透镜前的不同位置，调节光屏分别找到像，观察像的性质，并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在实验数据记录表格内。 收集数据：1.在实验过程中，像的正倒、大小、虚实有哪些不同？ 2.当成像的正倒、大小、虚实不同时，所对应的物距、像距分别是多少？ 将列出的成像的正倒、大小、虚实以及所对应的物距、像距的大小填入表格。 （5） 分析和论证。 物距（u) 像距（v) 正倒 大小 虚实 物、像相对于透镜的位置关系 u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 物像异侧 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 物像异侧 f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 物像异侧 u=f - - - - - u<f v>u 正立 放大 虚像 物像同侧 巧学妙记：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点以内反变化。 （六）评估交流。 1.当u=f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？ 讨论总结：物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光轴，故不成像，可获得平行光，还可测焦距。 2.当u=2f时，成倒立等大的实像，你能否利用这一规律测量一未知凸透镜的焦距？ 讨论总结：求焦距：成等大、实像时，f=1/2u 3.某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的像吗？像有什么变化？ 讨论总结：通过实验观察可知：仍能成完整的像，像变暗。 4.某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以将蜡烛怎样移动？ 讨论总结：通过实验观察可知：蜡烛向上移动。 5.无论如何移动光屏均得不到像的原因： 讨论总结：（1)烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度。 （2)物体在一倍焦距内或物体在焦点上。 （3)蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 知识点三、镜面反射和漫反射 观察激光演示仪演示“镜面反射”： 特点：反射面平整光滑；当光平行入射时，会被平行反射。 观察激光演示仪演示“漫反射”： 特点：反射面粗糙，凸凹不平；当光平行入射时，反射光射向四面八方。 总结：镜面反射，反射光比较集中，迎着反射光的方向看很刺眼；漫反射反射光射向了各个方向，迎着反射光的方向看能看清物体。我们能看清本身不发光的物体，就是因为发生了漫反射。 举例，生活中哪些现象是镜面反射，哪些是漫反射。 可发生镜面反射：平面镜、玻璃、平静的水面······ 可发生漫反射：黑板、银幕、一般物体······ 【归纳整理】 【课堂练习】 1．（24-25八年级上·贵州遵义·期中）在探究凸透镜成像的实验中，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是（　　） A．烛焰的上半部分，亮度变暗 B．烛焰的下半部分，亮度变暗 C．完整的烛焰，亮度变暗 D．完整的烛焰，亮度不变 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤 【详解】遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．（23-24八年级上·河北邯郸·期末）图是教学楼楼道的监控摄像头，它有效规范了学生的日常行为。关于监控摄像头的说法正确的是（   ） A．此镜头是凹透镜 B．此镜头是凸面镜 C．正常使用时，所成像是倒立缩小的实像 D．正常使用时，景物到摄像头的距离应小于2倍焦距大于1倍焦距 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】凸面镜和凹面镜的应用、透镜的特点与分类、凸透镜成放大实像时的物距与像距、凸透镜成缩小实像时的物距与像距 【详解】A．监控摄像头需要通过镜头成实像来记录画面，而凹透镜对光线有发散作用，无法成实像，不能作为摄像头镜头，故A错误； B．凸面镜成正立、缩小的虚像，主要用于扩大视野，如汽车后视镜，不能满足摄像头成像需求，摄像头镜头不是凸面镜，故B错误； C．监控摄像头的成像原理与照相机相似，镜头相当于凸透镜，正常使用时，景物位于镜头的2倍焦距以外，通过凸透镜成倒立、缩小的实像，故C正确； D．当景物到镜头的距离小于2倍焦距大于1倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像，这是投影仪的成像原理，不符合摄像头成像要求，故D错误。 故选C。 3．（2025·福建·中考真题）如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 【答案】A 【难度】0.94 【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律 【详解】通过“寸镜”能看清手表微小结构，此时“寸镜”作为放大镜使用，则需满足物体位于凸透镜的1倍焦距以内，即物距小于1倍焦距，此时会形成正立、放大的虚像，便于观察微小结构。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．（23-24八年级上·江苏盐城·期中）如图所示是某同学做凸透镜成像实验的情景，此时在光屏上得到了倒立、等大、清晰的实像。透镜的焦距是 cm，接下来他把蜡烛移动到35cm刻度处，则应将光屏向 （左/右）移动，光屏上才可以得到倒立 （放大/等大/缩小）的实像。 【答案】 10.0 右 放大 【难度】0.65 【知识点】探究凸透镜成像规律的实验结论、凸透镜成放大实像时的物距与像距 【详解】[1] 当光屏上得到倒立、等大、清晰的实像时物距，由图可知，此时物距等于像距，物距为50.0cm-30.0cm=20.0cm 所以算出焦距是10.0cm。 [2] 把蜡烛移动到35cm刻度处，此时物距为15cm，满足条件f<u<2f，根据凸透镜成像规律，此时像距v>2f，所以应将光屏向右移动。 [3]根据凸透镜成像规律，物距大于像距，在一倍焦距与二倍焦距之间时，光屏上得到倒立放大的实像。 5．（24-25八年级上·辽宁盘锦·期中）娇娇同学利用才购买的光学学生实验箱进行“凸透镜成像规律”的探究。 (1)测量凸透镜焦距时，娇娇将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏直至在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm； (2)然后将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在同一高度，目的是 ； (3)再将点燃的蜡烛移到10cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到在光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理来工作的； (4)若图乙中将烛焰向右移动一小段距离，则应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比原来的像要 （选填“大”或“小”）些。 (5)若图乙中保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到 cm刻度处，光屏上会再次出现一个清晰的像。 (6)在如图乙所示实验的基础上，娇娇在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，如图丙所示，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏适当靠近凸透镜后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。 【答案】(1)10.0 (2)使像成在光屏中央 (3) 缩小 照相机 (4) 右 大 (5)23 (6)远视 【难度】0.65 【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验注意事项和错误分析、探究凸透镜成像规律的实验结论、凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、近视眼和远视眼的矫正方法及光路图 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 （2）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在同一高度。 （3）[1][2]再将点燃的蜡烛移到10cm刻度线处，如图乙所示，此时物距 成倒立、缩小的实像，应用于照相机。 （4）[1][2]若图乙中将烛焰向右移动一小段距离，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应将光屏向右移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比原来的像要大些。 （5）若图乙中保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到23cm刻度处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上会再次出现一个清晰的像。 （6）在如图乙所示实验的基础上，娇娇在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，如图丙所示，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏适当靠近凸透镜后光屏上再次呈现清晰的像，说明该眼镜对光线具有会聚作用，远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，会将光线提前会聚成像。 6．（24-25八年级上·福建厦门·期中）某物理兴趣小组的同学在探究“凸透镜成像规律”。 (1)由图甲可知该凸透镜的焦距为 cm。 (2)为确保像能成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜及光屏的中心在 。 (3)某次实验中烛焰和透镜位置如图乙所示，在光屏中心承接到了一个倒立、 的实像，这样小明得出了时凸透镜成像的特点。经过思考，小明觉得自己得出结论的过程不够完善，为了使结论具有普遍性，他应该将蜡烛移到 的其他位置进行多次实验。 A．一倍和二倍焦距之间        B．二倍焦距以外 (4)若将蜡烛向左移动，则应将光屏向 移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要 （填“大”或“小”）一些。 (5)蜡烛烧短后，光屏上烛焰的像将向 移动，要使烛焰的像成在光屏中央，应将凸透镜向 （填“上”或“下”）移动。 (6)规律探究后，该组同学突发奇想，改用红色平行光和紫色平行光测此凸透镜的焦距，分别为和，则 （填“>”“=”或“<”）。 【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3) 放大 A (4) 左 小 (5) 上 下 (6)> 【难度】0.65 【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验注意事项和错误分析、探究凸透镜成像规律的实验结论 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是f=30.0cm-20.0cm=10.0cm （2）实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，可以使像成在光屏的中央。 （3）[1]由图乙可知，物距为30.0cm-15.0cm=15.0cm 物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像。 [2]为了得到时凸透镜成像的特点，使结论具有普遍性，应该在一倍和二倍焦距之间的其他位置进行多次实验。 故选A。 （4）[1][2]凸透镜成实像时，物远像近像变小，若保持凸透镜不动，将蜡烛向左移动，物距变大，则像距变小，应将光屏向左移动，才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要小一些。 （5）[1][2]凸透镜成实像时，实像都是倒立的，蜡烛烧短后，光屏上的像向上移动，为了使像成在光屏中央，根据过光心的光线传播方向不变，应将凸透镜向下移动。 （6）根据三棱镜对光线的偏折，可以得出，红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的焦点距离透镜远，红光的焦距大，而紫光的焦点离透镜近，紫光的焦距小，即f红>f紫 【课后作业】 1．（24-25八年级上·陕西安康·期中）如图甲所示，在装有水的杯子里，小胡将一支铅笔紧贴杯壁外竖直放置，观察到铅笔的像，俯视图如图乙所示。将铅笔沿虚线向后移动，下列说法正确的是（   ） A．铅笔的像先变大后变小 B．看到的铅笔的像一定是实像 C．看到的像可能上下左右均颠倒 D．装有水的杯子相当于一个凹透镜 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】透镜的特点与分类、凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律 【详解】A．铅笔向后移动，物距变大，当铅笔在凸透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变大，像变大；当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；所以图乙中铅笔向后移，像先变大后变小，故A正确； B．铅笔向后移动，物距变大，当铅笔在凸透镜的一倍焦距以内，成的像是虚像，故B错误； C．装满水的杯子相当于一个柱形透镜，上下等大，光线不会向上下偏折，所以透过装满水的圆柱形水杯看物体，不会上下左右都颠倒，只会出现左右方向的颠倒，故C错误； D．装有水的圆柱形玻璃杯边缘薄，中间厚，相当于凸透镜，故D错误。 故选A。 2．（2025·四川巴中·中考真题）如图所示是某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字，下列选项中与其成像规律相同的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律 【详解】某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字成的是正立、放大的虚像。 A．物体在两倍焦距之外，成的是一个倒立、缩小的实像，故A不符合题意； B．物体处在两倍焦距处，成的是一个倒立、等大的实像，故B不符合题意； C．物体在一倍焦距到两倍焦距之间，成的是一个倒立、放大的实像，故C不符合题意； D．物体在一倍焦距内，不能成实像，成的是正立、放大的虚像，故D符合题意。 故选D。 3．（24-25八年级上·河北保定·期末）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。下列说法错误的是（　　） A．该凸透镜的焦距是10.0cm B．当蜡烛距凸透镜18cm时，调节光屏，可以得到一个倒立、放大的实像 C．当蜡烛从距凸透镜50cm处向靠近透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小 D．当蜡烛距凸透镜5cm时，透过透镜可以观察到烛焰正立放大的像 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 【详解】A．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，尺子分度值是1cm，所以凸透镜的焦距是40.0cm-30.0cm=10.0cm 故A正确，不符合题意； B．当物体距透镜18cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，根据凸透镜成像的特点可知，成倒立放大的实像，故B正确，不符合题意； C．根据凸透镜成像的特点可知，物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，成实像时，物近像远像变大，成虚像时，物近像近像变小，因此当物体从距透镜50cm处靠近透镜的方向移动时，所成的像先变大后变小，故C错误，符合题意 D．当物体距透镜5cm时，物距小于一倍焦距，根据凸透镜成像的特点可知，成正立放大的虚像，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．（23-24八年级上·河北邯郸·期末）如图所示，小高使用同一个照相机对着同一朵牡丹花先后拍摄了甲、乙两张照片，则拍摄乙照片时，照相机距离牡丹花较 ，而且镜头到胶片的距离较 。（以上两空均选填“远”或“近”） 【答案】 近 远 【难度】0.65 【知识点】凸透镜成缩小实像时的物距与像距、凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、照相机 【详解】[1][2]照相机成像原理是物体大于两倍焦距，成的是倒立的缩小的实像，根据物体靠近，像远离，像变大，对比甲、乙两幅图，发现乙图较大，则乙图的像距较大，物距较小，故乙图照相机距离牡丹花较近，镜头到胶片的距离较远。 5．（24-25八年级上·重庆·期中）用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。 (1)小豪同学将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上，点燃蜡烛后，沿光具座无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，原因可能是 。 (2)重新调整后，将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，如图甲所示，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。我们可以从不同角度看到光屏上的像，是因为发生了 （选填“镜面反射”或“漫反射”）。 (3)接下来保持凸透镜的位置不动，将蜡烛向凸透镜方向移动，为了使光屏上得到清晰的像，光屏应 凸透镜方向移动（选填“远离”或“靠近”），并且光屏上的像 （选填“变大”或“变小”或“不变”）。 (4)当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到________（填选项字母）。 A．蜡烛像的下半部分 B．蜡烛像的上半部分 C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 D．蜡烛完整的像，像的亮度不变 (5)在图甲中，由于蜡烛越烧越短，为了使它的像成在光屏中央，可将光屏适当向 （选填“上”或“下”）移动。 (6)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后其中一个优点： 。 【答案】(1)凸透镜、光屏和烛焰没有在同一高度 (2) 缩小 漫反射 (3) 远离 变大 (4)C (5)上 (6)见解析 【难度】0.85 【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验结论、凸透镜成实像时像距随物距的变化规律 【详解】（1）在探究凸透镜成像规律实验中，要使光屏上能承接到像，首先要保证烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样像才能成在光屏中央；其次，若物距小于或等于焦距，也不能在光屏上成像，物距小于焦距成虚像，虚像不能在光屏上呈现，物距等于焦距时不成像。 （2）[1]已知凸透镜焦距f = 10cm，由图甲可知，物距u = 50cm - 20cm = 30cm，u > 2f。根据凸透镜成像规律，当u > 2f时，成倒立、缩小的实像。 [2]我们能从不同角度看到光屏上的像，是因为光屏表面粗糙，发生了漫反射，漫反射能使反射光线射向不同方向。 （3）[1][2]根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，当保持凸透镜位置不动，将蜡烛向凸透镜方向移动（物距减小），为了使光屏上得到清晰的像，光屏应向远离凸透镜的方向移动（像距增大），并且光屏上的像会变大。 （4）用遮光板挡住透镜的上半部分，只是挡住了部分光线，凸透镜的其他部分仍能使光线折射成像，所以光屏上仍能成蜡烛完整的像，但由于通过的光线减少了，像的亮度会变暗。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （5）蜡烛燃烧变短，烛焰的位置向下移动，根据通过光心的光线传播方向不变，像的位置会向上移动，所以为了使像成在光屏中央，可将光屏适当向上移动。 （6）将蜡烛换成带有“F”形的LED灯，LED灯发光稳定，对比蜡烛会燃烧变短，LED灯能使实验现象更清晰稳定；同时，光屏贴上方格纸，便于更直观地比较像与物的大小关系等。 6．（24-25八年级上·陕西安康·期中）小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)如图甲所示，透镜的焦距f= cm；调整器材高度时，应点燃蜡烛，使焰心、光心、光屏中心在 。 (2)如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座35cm刻度线处时，移动光屏，直至在光屏上看到清晰的烛焰的像。保持透镜位置不变，将蜡烛移至20cm刻度处，若想在光屏上再次出现清晰的像，则应该 移动光屏。 (3)将蜡烛移至45cm刻度处时，无论怎么移动光屏，在光屏上都看不到像，因为此时所成的像是 像。 (4)实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像不在光屏中央，若要使像能够成在光屏的中央，我们可以 （选填“向上”或“向下”）调节蜡烛。 (5)当光屏上出现清晰的像后，用不透明物体挡住透镜一部分，挡住后光屏上 （选填“能”或“不能”）成完整的像。 (6)在图乙中将凸透镜更换为玻璃板，将光屏移至65cm刻度处，直接观察光屏 （选填“能”或“不能”）在光屏上看到蜡烛的像。 【答案】(1) 10.0 同一高度 (2)向左 (3)虚 (4)向上 (5)能 (6)不能 【难度】0.65 【知识点】探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验结论 【详解】（1）[1]由图甲可知，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在光屏上一点，该点就是焦点，焦点到光心的距离就是焦距，所以 [2]为了使像成在光屏的中央，应点燃蜡烛，使焰心、光心、光屏中心在同一高度。 （2）由图乙可知，将蜡烛从35cm移至20cm刻度处时，物距变大，根据凸透镜成像规律，像距会变小，所以应向左移动光屏。 （3）将蜡烛移至45cm刻度处时，物距 此时成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上。 （4）蜡烛燃烧变短，像会向上移动，要使像成在光屏中央，可向上调节蜡烛，使像向下移动。 （5）用不透明物体挡住透镜一部分，物体上每个点发出的光仍有部分能通过透镜成像，所以光屏上能成完整的像，只是折射光线减少，会聚成的像变暗。 （6）在图乙中将凸透镜更换为玻璃板，玻璃板相当于平面镜，平面镜所成的像是虚像，虚像不能呈现在光屏上，所以直接观察光屏不能在光屏上看到蜡烛的像。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 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 $ 第2节 凸透镜成像的规律 （导学案） 【学习目标】 1.(1)探究并知道凸透镜成像的规律。 (2)学习分析实验数据，归纳出结论。 2. 学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3. 通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。 4.培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识。 【学习重点】凸透镜成像的规律。 【学习难点】设计凸透镜成像实验。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 物距(u)： 到凸透镜 的距离。 2. 像距(v)： 到凸透镜 的距离。 3. 焦距(f)： 到凸透镜 的距离。 4. 当 u > 2f 时，成 、 的 像，像距 f < v < 2f。应用： 。 5. 当 u = 2f 时，成 、 的 像，像距 v = 2f。 6. 当 f < u < 2f 时，成 、 的 像，像距 v > 2f。应用： 。 7. 当 u = f 时， ，可得到平行光。 8. 当 u < f 时，成 、 的 像。应用： 。 9. 物体从远处向焦点靠近时，实像逐渐 ，像距逐渐 。 10. 成实像时，物体和像在透镜的 侧；成虚像时，物体和像在透镜的 侧。 11. 在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，并调整它们的中心在 。 【课堂探究】 【体验一】用凸透镜观察在教室中前后走动的教师手持的一张精美图片，思考并回答：可以观察到什么性质的像，是在什么情况下观察到的？ 【体验二】将焦距不同的凸透镜，竖立并排放置，分别通过两个凸透镜观察图片，通过对比，猜想：“凸透镜的成像可能与透镜 有关”。 通过以上体验活动，感悟到凸透镜成像是有规律的，物距和焦距都会影响到所成的像。那么凸透镜成像到底有什么规律呢？ 知识点一、实像和虚像 观察：如图所示。 思考：平面镜成像、凸透镜成像、小孔成像各有何特点？ 交流讨论：各小组通过观察平面镜成像、凸透镜成像、小孔成像进行思考交流。 归纳总结：1.平面镜成的像是反射光路的反向延长而相交所成的像，叫作 ， 用光屏承接，凸透镜成像和小孔成像由实际光路会聚而成的像，叫作 ， 用光屏承接。 2.虚像和实像都能用眼睛直接观看，并且可以 。 知识点二、探究凸透镜成像的规律 认识物距（u）和像距（v）. 物距（u）:物体到凸透镜的距离。 像距（v）:像到凸透镜的距离。 （一）思考：凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？ 讨论总结：物距的大小影响成像情况。 （二）猜想与假设。 （三）设计实验。猜想的正确与否需要实验进行证明，小组讨论设计实验，证明猜想是否正确。 【实验器材】实验装置如图所示，器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。 思考：如何利用所给器材探究凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距的关系呢？请说出你的实验设计方案。 1.如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？ 演示1:调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。 2.如何找到像的位置？ 演示2:(1)点燃蜡烛，移动光屏找到蜡烛烛焰清晰的像，确定像的位置。 （2）移近蜡烛，取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察虚像。 3.如何能更加方便的测出物距和像距？ 演示3:将凸透镜固定在光具座标尺的50cm处，调节蜡烛和光屏，改变物距和像距。口算出物距、像距的大小。 4.实验过程中应记录哪些现象和数据？设计一个表格记录实验数据。 注意事项： （1)实验记录表格应有表头，能体现出所有需要记录的数据、现象以及实验次数。 （2)实验记录表格中有关测量的数据应标明单位。 （四）进行实验与收集数据。 进行实验：调整蜡烛在光具座上的位置，使其位于凸透镜前的不同位置，调节光屏分别找到像，观察像的性质，并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在实验数据记录表格内。 收集数据：1.在实验过程中，像的正倒、大小、虚实有哪些不同？ 2.当成像的正倒、大小、虚实不同时，所对应的物距、像距分别是多少？ 将列出的成像的正倒、大小、虚实以及所对应的物距、像距的大小填入表格。 （5） 分析和论证。 物距（u) 像距（v) 正倒 大小 虚实 物、像相对于透镜的位置关系 u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 物像异侧 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 物像异侧 f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 物像异侧 u=f - - - - - u<f v>u 正立 放大 虚像 物像同侧 巧学妙记：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点以内反变化。 （六）评估交流。 1.当u=f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？ 讨论总结：物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光轴，故不成像，可获得 ，还可测焦距。 2.当u=2f时，成倒立等大的实像，你能否利用这一规律测量一未知凸透镜的焦距？ 讨论总结：求焦距：成 、 时，f=1/2u 3.某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的像吗？像有什么变化？ 讨论总结：通过实验观察可知：仍能成 的像，像变暗。 4.某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以将蜡烛怎样移动？ 讨论总结：通过实验观察可知：蜡烛向 移动。 5.无论如何移动光屏均得不到像的原因： 讨论总结：（1)烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在 。 （2)物体在 或物体在 上。 （3)蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 知识点三、镜面反射和漫反射 观察激光演示仪演示“镜面反射”： 特点：反射面平整光滑；当光平行入射时，会被平行反射。 观察激光演示仪演示“漫反射”： 特点：反射面粗糙，凸凹不平；当光平行入射时，反射光射向四面八方。 总结：镜面反射，反射光比较集中，迎着反射光的方向看很刺眼；漫反射反射光射向了各个方向，迎着反射光的方向看能看清物体。我们能看清本身不发光的物体，就是因为发生了漫反射。 举例，生活中哪些现象是镜面反射，哪些是漫反射。 可发生镜面反射：平面镜、玻璃、平静的水面······ 可发生漫反射：黑板、银幕、一般物体······ 【归纳整理】 【课堂练习】 1．（24-25八年级上·贵州遵义·期中）在探究凸透镜成像的实验中，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是（　　） A．烛焰的上半部分，亮度变暗 B．烛焰的下半部分，亮度变暗 C．完整的烛焰，亮度变暗 D．完整的烛焰，亮度不变 2．（23-24八年级上·河北邯郸·期末）图是教学楼楼道的监控摄像头，它有效规范了学生的日常行为。关于监控摄像头的说法正确的是（   ） A．此镜头是凹透镜 B．此镜头是凸面镜 C．正常使用时，所成像是倒立缩小的实像 D．正常使用时，景物到摄像头的距离应小于2倍焦距大于1倍焦距 3．（2025·福建·中考真题）如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 4．（23-24八年级上·江苏盐城·期中）如图所示是某同学做凸透镜成像实验的情景，此时在光屏上得到了倒立、等大、清晰的实像。透镜的焦距是 cm，接下来他把蜡烛移动到35cm刻度处，则应将光屏向 （左/右）移动，光屏上才可以得到倒立 （放大/等大/缩小）的实像。 5．（24-25八年级上·辽宁盘锦·期中）娇娇同学利用才购买的光学学生实验箱进行“凸透镜成像规律”的探究。 (1)测量凸透镜焦距时，娇娇将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏直至在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm； (2)然后将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在同一高度，目的是 ； (3)再将点燃的蜡烛移到10cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到在光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理来工作的； (4)若图乙中将烛焰向右移动一小段距离，则应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比原来的像要 （选填“大”或“小”）些。 (5)若图乙中保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到 cm刻度处，光屏上会再次出现一个清晰的像。 (6)在如图乙所示实验的基础上，娇娇在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，如图丙所示，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏适当靠近凸透镜后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。 6．（24-25八年级上·福建厦门·期中）某物理兴趣小组的同学在探究“凸透镜成像规律”。 (1)由图甲可知该凸透镜的焦距为 cm。 (2)为确保像能成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜及光屏的中心在 。 (3)某次实验中烛焰和透镜位置如图乙所示，在光屏中心承接到了一个倒立、 的实像，这样小明得出了时凸透镜成像的特点。经过思考，小明觉得自己得出结论的过程不够完善，为了使结论具有普遍性，他应该将蜡烛移到 的其他位置进行多次实验。 A．一倍和二倍焦距之间        B．二倍焦距以外 (4)若将蜡烛向左移动，则应将光屏向 移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要 （填“大”或“小”）一些。 (5)蜡烛烧短后，光屏上烛焰的像将向 移动，要使烛焰的像成在光屏中央，应将凸透镜向 （填“上”或“下”）移动。 (6)规律探究后，该组同学突发奇想，改用红色平行光和紫色平行光测此凸透镜的焦距，分别为和，则 （填“>”“=”或“<”）。 【课后作业】 1．（24-25八年级上·陕西安康·期中）如图甲所示，在装有水的杯子里，小胡将一支铅笔紧贴杯壁外竖直放置，观察到铅笔的像，俯视图如图乙所示。将铅笔沿虚线向后移动，下列说法正确的是（   ） A．铅笔的像先变大后变小 B．看到的铅笔的像一定是实像 C．看到的像可能上下左右均颠倒 D．装有水的杯子相当于一个凹透镜 2．（2025·四川巴中·中考真题）如图所示是某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字，下列选项中与其成像规律相同的是（    ） A． B． C． D． 3．（24-25八年级上·河北保定·期末）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。下列说法错误的是（　　） A．该凸透镜的焦距是10.0cm B．当蜡烛距凸透镜18cm时，调节光屏，可以得到一个倒立、放大的实像 C．当蜡烛从距凸透镜50cm处向靠近透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小 D．当蜡烛距凸透镜5cm时，透过透镜可以观察到烛焰正立放大的像 4．（23-24八年级上·河北邯郸·期末）如图所示，小高使用同一个照相机对着同一朵牡丹花先后拍摄了甲、乙两张照片，则拍摄乙照片时，照相机距离牡丹花较 ，而且镜头到胶片的距离较 。（以上两空均选填“远”或“近”） 5．（24-25八年级上·重庆·期中）用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。 (1)小豪同学将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上，点燃蜡烛后，沿光具座无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，原因可能是 。 (2)重新调整后，将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，如图甲所示，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。我们可以从不同角度看到光屏上的像，是因为发生了 （选填“镜面反射”或“漫反射”）。 (3)接下来保持凸透镜的位置不动，将蜡烛向凸透镜方向移动，为了使光屏上得到清晰的像，光屏应 凸透镜方向移动（选填“远离”或“靠近”），并且光屏上的像 （选填“变大”或“变小”或“不变”）。 (4)当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到________（填选项字母）。 A．蜡烛像的下半部分 B．蜡烛像的上半部分 C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 D．蜡烛完整的像，像的亮度不变 (5)在图甲中，由于蜡烛越烧越短，为了使它的像成在光屏中央，可将光屏适当向 （选填“上”或“下”）移动。 (6)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后其中一个优点： 。 6．（24-25八年级上·陕西安康·期中）小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)如图甲所示，透镜的焦距f= cm；调整器材高度时，应点燃蜡烛，使焰心、光心、光屏中心在 。 (2)如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座35cm刻度线处时，移动光屏，直至在光屏上看到清晰的烛焰的像。保持透镜位置不变，将蜡烛移至20cm刻度处，若想在光屏上再次出现清晰的像，则应该 移动光屏。 (3)将蜡烛移至45cm刻度处时，无论怎么移动光屏，在光屏上都看不到像，因为此时所成的像是 像。 (4)实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像不在光屏中央，若要使像能够成在光屏的中央，我们可以 （选填“向上”或“向下”）调节蜡烛。 (5)当光屏上出现清晰的像后，用不透明物体挡住透镜一部分，挡住后光屏上 （选填“能”或“不能”）成完整的像。 (6)在图乙中将凸透镜更换为玻璃板，将光屏移至65cm刻度处，直接观察光屏 （选填“能”或“不能”）在光屏上看到蜡烛的像。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 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 $