4.2 探究：凸透镜成像的规律(实验报告) 导学案 2026-2027学年物理沪科版八年级全一册

该初中物理导学案围绕“凸透镜成像的规律”展开，引导学生通过实验探究不同物距下像的性质及应用，连接透镜焦点、焦距等基础概念，以规范的实验步骤为支架，从器材摆放调节到数据记录分析，逐步构建成像规律认知。 资料特色在于实验流程完整，注重科学探究，通过结构化表格记录数据、递进式分析归纳规律，结合课后思考联系生活应用，培养学生科学思维（模型建构、科学推理）和物理观念，提升自主探究与知识迁移能力。

第四章神奇的透镜 4.2探究：凸透镜成像的规律(实验报告) 一、实验目的：探究凸透镜成像的规律。 二、实验器材：光具座，蜡烛，凸透镜，光屏，火柴。 三、实验步骤： 1.按照蜡烛、凸透镜、光屏的顺序在光具座上摆放好器材并点燃蜡烛，同时调节高度使烛焰中心，凸透镜中心和光屏中心在同一水平线上，并在表格上方记下凸透镜的焦距f的大小； 2.固定好凸透镜的位置，然后调节蜡烛的位置，使蜡烛距离凸透镜在2f以外(物距u>2f),确定好蜡烛的位置以后，在凸透镜另外一侧使光屏面向凸透镜，前后移动光屏，让光屏上能够接收到烛焰的清晰的像，记下此时的物距u和像距v的大小以及所成的像的性质，记录在表格中； 3.将蜡烛的位置移到距离凸透镜2f处(u=2f),重复上述操作并记录； 4.将蜡烛的位置移到距离凸透镜f和2f之间的位置(f<u<2f),重复上述操作并记录； 5.将蜡烛的位置移到距离凸透镜f处(u=f),移动光屏，观察能否接收到烛焰清晰的像；再从光屏处直接通过凸透镜来观察烛焰，观察是否能够看到烛焰的像； 6.将蜡烛的位置移到距离凸透镜f以内(u<f),重复步骤5的操作，并记录下所需要的数据(此时物距u只需要估测即可)。 四、记录数据表格 凸透镜的焦距f=（ ）cm 物距与焦距的关系 物距/cm 像距/cm 像的性质 生活应用 正倒 大小 实虚 u>2f u=2f f<u<2f u=f u<f 五、实验分析(题中分析像距v和焦距f的关系，指的是v和f,2f的大小关系) 1.当物距u>2f时，像距v和f的关系是（ ）,成（ ）（ ）的（ ）像； 2.当物距u=2f时，像距v和f的关系是（ ）,成（ ）（ ）、的（ ）像； 3.当物距2f>u>f时，像距v和f的关系是（ ）,成（ ）（ ）的（ ）像； 4.当物距u=f时，成像情况是（ ）; 5.当物距u<f时，像和物的关系是物像在（ ）(凸透镜的同侧或者异侧),成（ ）（ ）的（ ）像； 在表格最后一列中，试着写出每个规律对应的生活中的实际应用。 六、课后思考 1.从实验数据中分析,凸透镜成像规律中,物距满足什么条件时成实像,满足什么条件时成虚像?试着总结一下凸透镜成实像和成虚像的分界线是哪里? 2.从实验数据中分析,凸透镜成像规律中,物距满足什么条件时成放大像,满足什么条件时成缩小像?试着总结一下成放大像和成缩小像的分界线是哪里? 3.从实验数据中分析,凸透镜成像规律中,物距满足什么条件时成正立像,满足什么条件时成倒立像?试着总结一下成正立像和成倒立像的分界线是哪里? 4.查看实验获得的数据,凸透镜成放大实像时,物距u和像距v相比,哪个比较大?凸透镜成缩小实像时,物距u和像距v相比,哪个比较大?试着总结一下凸透镜在成实像的情况下物距u和像距v,以及对应的像的大小的变化关系是什么? 5.实验一开始要求调节高度使烛焰中心,凸透镜中心和光屏中心在同一水平线上,想想这样做的自的是什么? 6.尝试作出实验原理光路图。 答案 四、记录数据表格填空答案 凸透镜的焦距f=（10）cm u>2f：倒立；缩小；实；照相机 u=2f：倒立；等大；实；测焦距 f<u<2f：倒立；放大；实；投影仪 u=f：不成像；无应用 u<f：正立；放大；虚；放大镜 五、实验分析 1.f<v<2f；倒立；缩小；实 2.v=2f；倒立；等大；实 3.v>2f；倒立；放大；实 4.不成像 5.同侧；正立；放大；虚 六、课后思考参考答案 1.u>f成实像，u<f成虚像；实像虚像分界线是一倍焦距（焦点）。 2.u>2f成缩小像，f<u<2f成放大实像，u<f成放大虚像；放大、缩小像分界线是二倍焦距。 3.u>f成倒立像，u<f成正立像；正立、倒立像分界线是一倍焦距。 4.放大实像时v>u；缩小实像时u>v；实像规律：物远像近像变小，物近像远像变大。 5.使烛焰的像完整成在光屏中央。 6.略（自行绘制三条特殊光路图） 学科网（北京）股份有限公司 $