5.3凸透镜成像规律-从原理到题型的直观拆解 课件2026-2027学年人教版八年级上册物理

该初中物理课件聚焦凸透镜成像规律，以“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小”等口诀导入，通过实验操作（如三心同高）衔接高度问题、焦距测量等九大题型，构建从原理到应用的学习支架。 其亮点在于通过直观拆解题型（如“物像跷跷板”规律）和多样化实验方法（平行光法、二倍焦距法），渗透科学思维与科学探究，结合水透镜模拟等实例，助力学生提升分析能力，为教师提供系统教学资源。

凸透镜成像规律 --从原理到题型的直观拆解 凸透镜成像规律 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小． 物远像近像变小，物近像远像变大． 2f f O f 2f 照相机 幻灯机 放大镜 成倒立 缩小实像 成倒立 放大实像 U>2f 2f>u>f u<f 常考的九大题型 一、高度问题 1.实验前应将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致调整到 ，即烛焰和光屏的中心应在凸透镜的 ，目的 。 同一高度（三心同高） 主光轴 使像成在光屏正中央 2.如果燃烧过程中蜡烛变短，光屏上的像会偏 ，若想让成像重新回到光屏中央，则应： 。 物像跷跷板，高低总相反 像与凸透镜同向运动 （1）蜡烛向上移动 （2）光屏向上移动 高 （3）凸透镜向下移动 若：凸透镜向下移动，光屏向 移动 下 二、测量凸透镜焦距 方法1：评选光测焦距 突破口:最小最亮的光斑即焦点所在位置 例题1:将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图所示，则该凸透镜的焦距为 。 11.0cm 刻度尺要估读 1.调整蜡烛和光屏位置，发现当蜡烛在如图所示位置时，无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，则该凸透镜的焦距是 cm； 拓展： 14.0 2.在测量凸透镜焦距时，凸透镜、蜡烛、光屏位于图甲所示的位置上，此时蜡烛到凸透镜的距离是 cm，点燃蜡烛，小明发现光屏上恰好出现一个与透镜等大的圆形光斑，小明认为烛焰的位置可能在凸透镜的焦点或两倍焦距的位置上，为了做进一步的判断，小明来回移动光屏，如果出现 现象，则说明烛焰的位置在凸透镜的焦点上； 光屏上光斑的大小几乎不变 10.0 方法2：二倍焦距法测焦距 突破口:图像特殊点u＝v＝2f 例题2:如图所示，小明根据实验记录，绘制了物体离凸透镜的距离u与实像到凸透镜的距离v之间的关系，则凸透镜的焦距为 cm。 特殊点P: u＝v＝2f＝20cm f＝10cm 不要忘记除以2哟 10 1.王亮在查阅实验记录报告时发现一张关于探究凸透镜成像规律的实验数据记录单，请根据表中信息判定则凸透镜的焦距为 cm 拓展： 实验次序 1 2 3 4 5 物距u/cm 10 12.5 15 20 30 像距v/cm 30 19 15 12 △ 7.5 拓展： 2.某兴趣小组的同学用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，其中“F”形光源的高度为4.0cm。调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同。将光源放在凸透镜左侧适当位置，调整右侧光屏到凸透镜的距离，使光屏上呈现清晰的像，进行多次实验，分别测出物距u和像的高度h，实验数据如下表。则凸透镜的焦距为 cm。 12.0 拓展： 3.关于光学仪器设备的调节和透镜规律的探究实验,该则凸透镜的焦距为 cm。 10 方法3：解不等式确定焦距范围 突破口：根据题目信息，找出u或v。 例题3:当光屏、透镜以及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，由此判断该凸透镜的焦距 。 7.5cm＜f＜12.5cm 半半取小 三、根据u和v判断成像 突破口:u＞v时，成倒立、缩小的实像; u＜v时，成倒立、放大的实像。 例题:某同学用如图所示的器材探究“凸透镜成像规律”，此时光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（　　） A.光屏上成倒立、放大的实像 B.光屏上成倒立、缩小的实像 C.光屏上成正立、放大的实像 D.光屏上成倒立、缩小的虚像 A 左大右小：照相机 左小右大：投影仪 1．小涵在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像，保持凸透镜的位置不变，则（　　）   A．实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm B．此时成倒立、放大的实像，与投影仪的原理相同 C．将蜡烛远离凸透镜，光屏应靠近凸透镜才能再次接收到清晰的像 D．若在透镜和蜡烛之间放近视镜片，应将光屏适当右移，可再次出现清晰的像 拓展： BCD 四、动态成像分析 例题:在“探究凸透镜成像规律“的实验中，小聪选用了焦距为10cm的凸透镜。他将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，当光屏移动到如图所示刻度线处时，光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像（像未画出）。如果让蜡烛从图中位置处开始移动，下列关于该实验的说法正确的是（　　） A.蜡烛向左移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像 B.蜡烛向右移动10cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像 C.蜡烛向右移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像 D.蜡烛移到20cm刻度线处，光屏应移到 70cm 刻度线处才能呈现烛焰清晰的像 解题方法： 成实像 左大右小：（u>v）倒小实 左小右大：（v<u）倒大实 向焦来，像变大 光屏无像 成虚像 u<f 物近像远像变大 物近像近像变小 f=10cm u=15cm 左大右小（u<v） C 五、透镜的焦距变化 更换透镜 1.透镜越厚（凸），焦距越小，聚光越强，成像越近。 2.透镜越薄，焦距越大，聚光越弱，成像越远。 例题1:在探究凸透镜成像规律的实验中，先用焦距为10cm的透境进行实验，在光屏上得到了清晰的缩小实像，如图所示.接下来改用焦距为15cm的透镜继续实验。如果不改变蜡烛和凸透境的位置，要在光屏上成清晰的放大实像，光屏应该向 移动。 右 五、透镜的焦距变化 注水时，透镜更厚，焦距更小，聚光更强，成像更近。 抽水时，透镜更薄，焦距更大，聚光更弱，成像更远。 水透镜问题: 例题2:如图所示实验，光屏上出现清晰的烛焰像（像未画出），则该像是倒立、 （填“放大”或“缩小”）的 （填“实”或“虚”）像。现向左移动蜡烛，保持光屏和水透镜的位置不动，为使光屏上出现清晰的像，应通过注射器从橡皮膜中抽水 （填“注水”或“抽水“） 放大 实 抽水 扩展： （1）从图乙中可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、 （放大/等大/缩小）的实像； （2）和其他小组交流后发现，当他们把蜡烛放在C位置时，在光具座上无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法。 做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变 了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距 15cm（大于/小于/等于）； 做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清哳的像。由此实验联系实际，远视眼的晶状体焦距较 （大/小），将近处物体的像成在视网膜 （前/后）方，故需配戴 透镜矫正； 1．某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸透镜的焦距为15cm。他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙。（用带箭头的线段表示物或像，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置） 小 小于 大 后 凸 拓展： 2.来自汝阳县的小阳外出旅游拍了一张康巴什大桥的照片，如图甲，感觉有点小，更换镜头站在原地又拍了一张，如图乙。两次像的大小不同是何原因呢？他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的，为此，返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究： （1）一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，得到图丙所示的光路图，该凸透镜的焦距为 cm；他将器材安装在光具座上并调节烛焰、透镜的中心、光屏的中央 ；先将的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处，再将蜡烛放在10cm刻度处，移动光屏直到成清晰的像，此时光屏应在 刻度范围内； （2）基于实验目的，接下来他换用f＝5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处，保持蜡烛位置不变，移动光屏找到最清晰的像，此像大小比（1）问中所成的像 ；  （3）依据（2）问的结论，他又联想到望远镜的物镜（凸透镜）和目镜（凸透镜）的焦距大小也不同，为了尽可能成更大更清晰的像，则f物 f目，若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，此时所成像的大小 不换位置时所成像的大小（均选填“>”“<”“=”）。 变小 > < 3.（1）在探究照相机原理时，小明将焦距为10.0cm的凸透镜A放置在图丙所示的位置，向左移动光屏，在光屏上看到了清晰的像；他又将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B，其它要素不变，发现光屏上的像变模糊了。为了使光屏上的像再次清晰，可将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动。 （2）若保持图丙中凸透镜B和蜡烛的位置不变，继续实验，他将光屏换成凸透镜A，并将凸透镜A移动到光具座66cm刻度处，从A的右侧向左看，在透镜A中也能看到清晰的像，这个像是 （选填“实”或“虚”）像。 拓展： 靠近 虚 4.在探究近视眼的矫正课外实验中：调整烛焰（模拟远处的物体）、水凸透镜（模拟晶状体，与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或抽出水来调节）、光屏（模拟视网膜）在光具座上的位置。 拓展： (1)如图所示，此时在光屏上得到了烛焰清晰的像，该像是倒立、缩小的实像，如果把蜡烛和光屏位置对调，则成 、 的实像。 (2)向水凸透镜内 （选填“注入”或“抽出”）适量的水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离，再次得到清晰的像。说明近视眼将远处的物体成像在视网膜 （选填“前”或“后”）。若光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的透镜，光屏上也能得到清晰的像。说明近视眼镜是 透镜。 注入 前 凹 五、透镜的焦距变化 增加透镜问题: 凸透镜前加近视眼镜：近视眼镜→凹透镜→发散→成像更远。 凸透镜前加远视眼镜：远视眼镜→凸透镜→会聚→成像更近。 例题3:如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼睛观察的物体。 （1）若在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜，则需要将光屏向 （填“左”或“右”）移动才能在光屏上得到清晰的像。 （2）若在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，將光屏向靠近透鏡方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是 （填“近视”或“远视”）眼镜。 右 远视 六、物像互换位置 例题:小华利用图示装置探究凸透镜成像规律，保持蜡烛和光屏的位置不动，要再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜移到_____cm刻度处。 左大右小 左小左大 65 目前：左小右大 左u=30.0cm 右v=45.0cm u v互换变左大右小 则：左u=45cm,右v=30cm 将凸透镜移到65cm 七、移动的快慢 记忆口诀:大像走大步，小像走小步。 例题:如图所示，凸透镜的焦距为f， 烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距可能为13cm B.此时在光屏上成正立、放大的实像 C.保持凸透镜位置不变，若将蜡烛向左移动，同时也移动光屏，使烛焰始終能在光屏上成清晰的像，测像将一直变小，且蜡烛移动的速度一直小于像移动的速度 D.保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏互換位置，光屏上可得到倒立、缩小的清晰的像 C 八、何为倒立 例题:甲图是一个“F”字型的光源，经过凸透镜成像后，在光屏上成了一个倒立的像，则像是乙图中的（　　） 倒立的像：上下左右均颠倒 c 扩展： 小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是 （选填字母）； D 九、透镜的遮挡问题 结论:透镜被遮挡一部分后，成像特点是: 。原因:遮住透镜只是减小了凸透镜的透光面积，并没有改变它的结构和球面性质，它的成像功能没有受到影响，所以仍可成完整的像。但 ，所以像会变暗 仍成完整的像，但像会变暗 因到达像点的光线变少了 $