3.6 凸透镜成像规律（导学案）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理导学案聚焦凸透镜成像规律，通过自主预习梳理物距、像距等核心概念，课堂探究从实验器材组装、三心同高调节到多物距下成像实验，构建从基础概念到规律归纳的学习支架，衔接前后知识脉络。 以科学探究为核心，引导学生经历完整实验过程，通过数据记录与分析培养科学思维，结合放大镜原理等生活实例深化物理观念，例题与分层练习设计精准，助力学生掌握实验操作与规律应用，提升学科核心素养。

3.6 凸透镜成像规律（导学案） 【学习目标】 1. 知道物距、像距的概念，能说出探究凸透镜成像规律实验的器材组成与基本操作要点。 2. 经历探究凸透镜成像规律的完整实验过程，掌握凸透镜成像的核心规律，能准确描述不同物距下像的大小、正倒与虚实特点。 3. 理解放大镜的工作原理，能运用凸透镜成像规律解释简单的生活成像现象。 4. 学习从实验数据中归纳物理规律的方法，体会分类归纳、动态分析的科学思维方式。 【学习重点】 1. 凸透镜成像规律的实验探究过程与操作规范 2. 不同物距下凸透镜的成像特点与规律总结 3. 放大镜的成像原理与实际应用 【学习难点】 1. 实验中 “三心同高” 的调节与清晰像的精准定位 2. 物距动态变化时，像的性质与像距的变化规律 3. 实像与虚像的区分及虚像的观察方法 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 物体到透镜光心的距离叫做______，用字母______表示；像到透镜光心的距离叫做______，用字母______表示；凸透镜的焦距用字母______表示。 2. 探究凸透镜成像规律的实验中，主要器材有光具座、蜡烛、______、______；实验前要调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在____________，目的是使像成在光屏的中央。 3. 当物距大于 2 倍焦距（）时，凸透镜成______、______的______像；当物距在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间（）时，成______、______的______像。 4. 当物距小于焦距（）时，在光屏上______（选填 “能” 或 “不能”）呈现烛焰的像；透过透镜直接观察，会看到______、______的______像，像与物体在透镜的______（选填 “同” 或 “异”）侧。 5. 当物距等于 2 倍焦距（）时，成______、______的______像；当物距等于焦距（）时，凸透镜______成像。 6. 放大镜的工作原理是：当物体位于凸透镜____________以内时，成正立、放大的______像；放大镜通常选用焦距较______（选填 “大” 或 “小”）的凸透镜。 【课堂探究】 探究一、实验准备与基本概念 1. 核心概念梳理 • 物距（）：物体到凸透镜光心的距离。 • 像距（）：像到凸透镜光心的距离。 • 焦距（）：焦点到凸透镜光心的距离，是凸透镜的固有属性。 2. 实验器材 光具座（带标尺）、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴。 3. 实验操作前提 将蜡烛、凸透镜、光屏依次固定在光具座上，点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。 【讨论交流】 1. 实验前调节三者中心在同一高度的目的是什么？ 2. 为什么该实验适合在较暗的环境中进行？ 【例题1】小明用凸透镜甲、乙做光学实验。他先用一“”光源和凸透镜甲、光具座、光屏做实验，把它们放在如图所示位置时，“”光源会在光屏上成一个清晰、等大的像，再把凸透镜乙正对着太阳光，调整凸透镜的位置，直至在白纸上观察到一个最小亮点，测量凸透镜光心到亮点的距离，如图所示。 图中，为使光屏上再次得到清晰的像，进行以下操作（    ） ①凸透镜甲和“”光源的位置都不动，光屏向右适当移动一段距离 ②凸透镜甲位置不动，“”光源向右适当移动一段距离，光屏向左适当移动一段距离 ③“”光源和凸透镜甲的位置都不动，把凸透镜甲更换为凸透镜乙，光屏向左适当移动一段距离 A．只有①是可行 B．只有②是可行 C．只有③是可行 D．①②③都不可行 探究二、探究凸透镜成像规律 【提出问题】 凸透镜成像的性质（大小、正倒、虚实）与物距有什么关系？成像情况还与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 像的大小、正倒、虚实可能与物距大小有关，也可能与凸透镜的焦距有关。 【设计并进行实验】 1. 先测出所用凸透镜的焦距，记录：。 2. 按要求组装器材，调节三者中心在同一高度。 3. 改变蜡烛的位置，分别探究以下 5 种物距下的成像特点，移动光屏直到出现最清晰的像，记录像的性质；时光屏无法成像，移去光屏，用眼睛透过透镜直接观察像的特点。 【实验数据记录】 物距与焦距的关系 像的大小 像的正倒 像的虚实 像距的范围 —— —— —— —— 【分析与论证 —— 凸透镜成像规律】 1. 分界点一：焦点（）是____________的分界点，物距大于焦距成实像，物距小于焦距成虚像。 2. 分界点二：2 倍焦距点（）是__________________的分界点，物距大于 2 倍焦距成缩小的像，物距小于 2 倍焦距（大于焦距）成放大的像。 3. 实像特点：时成倒立的实像，像与物体在透镜的异侧；物距减小，像距______，像的大小______。 4. 虚像特点：时成正立、放大的虚像，像与物体在透镜的同侧；物距增大（物体靠近焦点），虚像的大小______。 【讨论交流】 1. 实验过程中，无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，可能的原因有哪些？ 2. 蜡烛燃烧一段时间后逐渐变短，光屏上烛焰的像会向哪个方向移动？若要让像回到光屏中央，应如何调整光屏或凸透镜？ 3. 当凸透镜成实像时，若用不透光的纸片挡住透镜的上半部分，光屏上的像会发生什么变化？ 【例题2】用图所示装置探究平面镜成像的特点。 (1)用玻璃板代替平面镜，目的是 。 (2)将一支点燃的蜡烛A放在玻璃板一侧，将一支未点燃的蜡烛放在玻璃板另一侧，在蜡烛A一侧透过玻璃板看到“未点燃的蜡烛”和“点燃的蜡烛”，这两个像 （选填“都是A实像”“都是虚像”“1个实像、1个虚像”）。 (3)将玻璃板绕支架向蜡烛A一侧倾斜15°，像的位置会 （选填“降低”“不变”“升高”）。 (4)根据平面镜成像的特点可知，暴雨过后池塘水量上涨，岸边树的倒影长度 （选填“变长”“不变”“变短”）。 (5)将光屏放在像A'的位置，用凸透镜替换玻璃板，将蜡烛A向凸透镜方向移动至某一位置时，在光屏上看到蜡烛清晰的像，则这个像为倒立、 的实像；写出此成像特点在生活中的1个应用： 。 【例题3】小明用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。 (1)实验中，点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜和烛焰的高度，使三者的中心大致在 ，目的是使烛焰的像呈现在 ； (2)移动蜡烛、凸透镜和光屏至图中位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），这个像是倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。将蜡烛向左移至某一位置，发现光屏上的像变模糊了，要使像变清晰，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动。 探究三、凸透镜的应用 —— 放大镜 1. 工作原理 当物体位于凸透镜的焦点以内（）时，透过凸透镜可以观察到正立、放大的虚像，这就是放大镜的工作原理。 2. 放大效果的影响因素 • 同一放大镜：物体越靠近焦点（物距越接近焦距），看到的虚像越大。 • 不同放大镜：在物距相同时，凸透镜的焦距越小，放大倍数通常越大。 3. 生活中的实例 • 老花眼镜利用凸透镜成放大虚像的原理矫正远视； • 盛水的圆柱形玻璃杯、圆形露珠都相当于凸透镜，能起到放大作用； • 生物课上使用的放大镜，就是小焦距凸透镜的典型应用。 【讨论交流】 1. 使用放大镜观察物体时，物体应该放在放大镜的什么位置？想要看到更大的像，应该将放大镜靠近物体还是远离物体？ 2. 将手指紧靠在盛水的圆柱形玻璃杯背面，透过杯子看到的手指会变粗，这是为什么？ 【例题4】工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 （1）凸透镜起到 的作用； （2）凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内； （3）通过凸透镜看到的是仪表 （填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。 【归纳整理】 3.6 凸透镜成像规律 【课堂练习】 1．小明利用如图所示的光具座“探究凸透镜成像规律”，他将观察和测量的部分结果记录在下表中： 实验次数 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 1 60 20 2 30 30 倒立、等大、实像 3 20 倒立、放大、实像 4 10 (1)分析表中信息可得：凸透镜的焦距 cm；当物距时，像距 cm；当物距时，像的性质是 ； (2)如图是航天员王亚平在太空授课制作水球时呈现的情景，此时，她在球中所成的像与上表中第 次实验所成像的性质相同。 2．如图甲所示是小林做“探究平面镜成像的特点”的实验装置，A和B是两个外形相同的蜡烛，把玻璃板固定在光具座上40cm刻度线处。 (1)此实验应在 （选填“较暗”或“较亮”）的环境进行； (2)图甲中，当蜡烛B移到 cm刻度线处时，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合； (3)移去蜡烛B，在其原来位置上放一块光屏，光屏上承接不到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是 （选填“实像”或“虚像”）； (4)在（3）的基础上，撤去玻璃板，在40cm刻度线处放一个凸透镜，再向右移动光屏会得到清晰的烛焰像， 就是利用了此成像特点； (5)如图乙所示，一束光与镜面成30°角射向平面镜。请画出反射光线，并标出反射角的度数。 3．以下是“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)如图A所示，由甲图中可知，凸透镜的焦距是 ；当蜡烛的烛焰、凸透镜的中心和光屏中心在同一高度，位置如乙图所示时，光屏上得到一个清晰的像，该像是倒立、 的实像。 (2)小明同学想利用LED发光字研究凸透镜所成实像与发光物体在上下左右的位置关系，如图B所示的汉字中，适合做本次研究的LED光源的是 字。 4．杨光同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中元件摆放位置如图所示，在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像，此时物距为30cm，下列说法正确的是（　　） A．此透镜的焦距可能为16cm，光屏上呈倒立、缩小的实像 B．此透镜的焦距可能为12cm，光屏上呈倒立、放大的实像 C．保持蜡烛和透镜位置不变，仅拿掉光屏，如图，用肉眼在A位置沿图示方向能看到实像 D．保持透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，光屏应向右移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像 5．某小组同学利用焦距为10cm的凸透镜，进行“探究凸透镜成像规律”的实验，蜡烛到透镜的距离用u表示。根据你在课堂上探究得到的实验结论，判断下列说法正确的是（    ） A．当时，在光屏上不能得到蜡烛的像 B．当时，光屏上得到清晰、缩小的像 C．当时，光屏上得到清晰、放大的像 D．蜡烛从距透镜12cm处移到18cm处，像变小 6．某实验小组在探究凸透镜成像规律的实验时，调整位置如图所示，光屏上刚好出现烛焰清晰的像，此时成的是 像；若仅将图中的凸透镜换成中间带小孔的黑色硬塑料板，那么在光屏上会出现 像。 7．如图所示，小明在项目学习的过程中自制了一架照相机模型，使用的凸透镜焦距为8cm。小明在教室里，用它观察窗外的树木，前后移动内纸筒，在半透明膜上可以看到树木 （选填“倒立”或“正立”）的像。小明位置不变，用它观察窗户时，为再次成清晰的像，半透明膜应 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。 8．如图所示是小明准备制作的昆虫观察瓶，为便于观察瓶底的小昆虫，他应去掉瓶盖（厚度不计）在瓶口处安装一块焦距 （选填“大于”“等于”或“小于”）10cm的凸透镜，此时通过凸透镜可以观察到小昆虫正立、放大的 （选填“实像”或“虚像”）。利用手机拍照记录的过程中，手机摄像头与昆虫的距离应满足 的条件。 9．如图为凸透镜成像的一种情况，其中AB是物体，请作出物体经过凸透镜折射后所成实像的位置。    10．画出光源S经过凸透镜成的像S'； 11．如图所示，SA为点光源S发出的一条光线，该光线经过平面镜反射后射向凸透镜，F和P分别为凸透镜的焦点和二倍焦距处，已知S在平面镜中成的像正好与凸透镜右侧的P点重合，请在图中画出平面镜的位置，并画出SA经平面镜反射后再经过凸透镜折射的光线。 【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 $ 3.6 凸透镜成像规律（导学案） 【学习目标】 1. 知道物距、像距的概念，能说出探究凸透镜成像规律实验的器材组成与基本操作要点。 2. 经历探究凸透镜成像规律的完整实验过程，掌握凸透镜成像的核心规律，能准确描述不同物距下像的大小、正倒与虚实特点。 3. 理解放大镜的工作原理，能运用凸透镜成像规律解释简单的生活成像现象。 4. 学习从实验数据中归纳物理规律的方法，体会分类归纳、动态分析的科学思维方式。 【学习重点】 1. 凸透镜成像规律的实验探究过程与操作规范 2. 不同物距下凸透镜的成像特点与规律总结 3. 放大镜的成像原理与实际应用 【学习难点】 1. 实验中 “三心同高” 的调节与清晰像的精准定位 2. 物距动态变化时，像的性质与像距的变化规律 3. 实像与虚像的区分及虚像的观察方法 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 物体到透镜光心的距离叫做物距，用字母表示；像到透镜光心的距离叫做像距，用字母表示；凸透镜的焦距用字母表示。 2. 探究凸透镜成像规律的实验中，主要器材有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏；实验前要调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 3. 当物距大于 2 倍焦距（）时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间（）时，成倒立、放大的实像。 4. 当物距小于焦距（）时，在光屏上不能（选填 “能” 或 “不能”）呈现烛焰的像；透过透镜直接观察，会看到正立、放大的虚像，像与物体在透镜的同（选填 “同” 或 “异”）侧。 5. 当物距等于 2 倍焦距（）时，成倒立、等大的实像；当物距等于焦距（）时，凸透镜不能成像。 6. 放大镜的工作原理是：当物体位于凸透镜一倍焦距（焦点）以内时，成正立、放大的虚像；放大镜通常选用焦距较小（选填 “大” 或 “小”）的凸透镜。 【课堂探究】 探究一、实验准备与基本概念 1. 核心概念梳理 • 物距（）：物体到凸透镜光心的距离。 • 像距（）：像到凸透镜光心的距离。 • 焦距（）：焦点到凸透镜光心的距离，是凸透镜的固有属性。 2. 实验器材 光具座（带标尺）、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴。 3. 实验操作前提 将蜡烛、凸透镜、光屏依次固定在光具座上，点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。 【讨论交流】 1. 实验前调节三者中心在同一高度的目的是什么？ 调节三者中心在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央，避免像偏出光屏边缘，保证能在光屏上观察到完整、清晰的像。 2. 为什么该实验适合在较暗的环境中进行？ 实验在较暗的环境中进行，烛焰发出的光与周围环境的对比度更高，光屏上的像会更清晰，便于观察实验现象，减少环境杂光对成像的干扰。 【例题1】小明用凸透镜甲、乙做光学实验。他先用一“”光源和凸透镜甲、光具座、光屏做实验，把它们放在如图所示位置时，“”光源会在光屏上成一个清晰、等大的像，再把凸透镜乙正对着太阳光，调整凸透镜的位置，直至在白纸上观察到一个最小亮点，测量凸透镜光心到亮点的距离，如图所示。 图中，为使光屏上再次得到清晰的像，进行以下操作（    ） ①凸透镜甲和“”光源的位置都不动，光屏向右适当移动一段距离 ②凸透镜甲位置不动，“”光源向右适当移动一段距离，光屏向左适当移动一段距离 ③“”光源和凸透镜甲的位置都不动，把凸透镜甲更换为凸透镜乙，光屏向左适当移动一段距离 A．只有①是可行 B．只有②是可行 C．只有③是可行 D．①②③都不可行 【答案】C 【解析】由图1可知，“F”光源在光屏上成一个清晰、等大的像，此时 根据 成倒立、等大的实像，即，故该凸透镜的焦距。 A．若凸透镜甲和“F”光源的位置都不动，此时，要在光屏上再次得到清晰的像，，即光屏的位置应该不动，①不可行，故A错误； B．凸透镜甲位置不动，“F”光源向右适当移动一段距离，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，“物近像远像变大”，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏向右适当移动一段距离，②不可行，故B错误； CD．由图2可知，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，所以凸透镜乙的焦距是6cm，小于凸透镜甲的焦距；“F”光源和凸透镜甲的位置都不动，把凸透镜甲更换为凸透镜乙，此时凸透镜的焦距变小，对光的会聚能力增强，会将光线提前会聚成像，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向左适当移动一段距离，③可行，故C正确，D错误。 故选C。 探究二、探究凸透镜成像规律 【提出问题】 凸透镜成像的性质（大小、正倒、虚实）与物距有什么关系？成像情况还与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 像的大小、正倒、虚实可能与物距大小有关，也可能与凸透镜的焦距有关。 【设计并进行实验】 1. 先测出所用凸透镜的焦距，记录：。 2. 按要求组装器材，调节三者中心在同一高度。 3. 改变蜡烛的位置，分别探究以下 5 种物距下的成像特点，移动光屏直到出现最清晰的像，记录像的性质；时光屏无法成像，移去光屏，用眼睛透过透镜直接观察像的特点。 【实验数据记录】 物距与焦距的关系 像的大小 像的正倒 像的虚实 像距的范围 —— —— —— —— 【分析与论证 —— 凸透镜成像规律】 1. 分界点一：焦点（）是实像与虚像的分界点，物距大于焦距成实像，物距小于焦距成虚像。 2. 分界点二：2 倍焦距点（）是放大实像与缩小实像的分界点，物距大于 2 倍焦距成缩小的像，物距小于 2 倍焦距（大于焦距）成放大的像。 3. 实像特点：时成倒立的实像，像与物体在透镜的异侧；物距减小，像距增大，像的大小变大。 4. 虚像特点：时成正立、放大的虚像，像与物体在透镜的同侧；物距增大（物体靠近焦点），虚像的大小变大。 【讨论交流】 1. 实验过程中，无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，可能的原因有哪些？ 无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，可能的原因有：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，像偏出光屏范围；蜡烛放在了一倍焦距以内（），此时成正立放大的虚像，虚像无法呈现在光屏上；蜡烛恰好放在焦点处（），此时凸透镜不成像；光具座的长度不足，像距过大，光屏无法移动到成像的位置。 2. 蜡烛燃烧一段时间后逐渐变短，光屏上烛焰的像会向哪个方向移动？若要让像回到光屏中央，应如何调整光屏或凸透镜？ 蜡烛燃烧变短，烛焰位置向下移动，根据过光心的光线传播方向不变，光屏上烛焰的像会向上移动。 调整方法：将光屏向上调节，或将凸透镜向下调节，都能让像重新回到光屏中央。 3. 当凸透镜成实像时，若用不透光的纸片挡住透镜的上半部分，光屏上的像会发生什么变化？ 用纸片挡住透镜上半部分，光屏上仍然会呈现完整的烛焰像，但像的亮度会变暗。 原因：透镜的每一部分都能折射光线、独立成像，挡住上半部分后，下半部分的透镜仍能将烛焰各点的光线折射会聚成像；只是透过透镜的总光线减少，因此像的亮度降低。 【例题2】用图所示装置探究平面镜成像的特点。 (1)用玻璃板代替平面镜，目的是 。 (2)将一支点燃的蜡烛A放在玻璃板一侧，将一支未点燃的蜡烛放在玻璃板另一侧，在蜡烛A一侧透过玻璃板看到“未点燃的蜡烛”和“点燃的蜡烛”，这两个像 （选填“都是A实像”“都是虚像”“1个实像、1个虚像”）。 (3)将玻璃板绕支架向蜡烛A一侧倾斜15°，像的位置会 （选填“降低”“不变”“升高”）。 (4)根据平面镜成像的特点可知，暴雨过后池塘水量上涨，岸边树的倒影长度 （选填“变长”“不变”“变短”）。 (5)将光屏放在像A'的位置，用凸透镜替换玻璃板，将蜡烛A向凸透镜方向移动至某一位置时，在光屏上看到蜡烛清晰的像，则这个像为倒立、 的实像；写出此成像特点在生活中的1个应用： 。 【答案】(1)便于确定像的位置；(2)都是虚像；(3)升高；(4)不变；(5)放大 投影仪 【解析】（1）实验器材选用玻璃板代替平面镜，目的是为了便于确定像的位置，因为玻璃板具有透光性，既能反射光，又能透过光，既能看到蜡烛A的像，又能看到另一侧的蜡烛B。 （2）在蜡烛A一侧透过玻璃板看到“未点燃的蜡烛”是光的折射形成的虚像，看到“点燃的蜡烛”是光的反射形成的虚像，所以两个像都是虚像。 （3）将玻璃板绕支架向蜡烛A一侧倾斜15°，根据平面镜成像物与像关于镜面对称的特点，可知像的位置会升高。 （4）根据平面镜成像的特点可知，物与像等大，树的倒影属于平面镜成像，则暴雨过后池塘水量上涨，岸边树的倒影长度不变。 （5）[1][2]将光屏放在像A'的位置，凸透镜替换玻璃板，将蜡烛A向凸透镜方向移动至某一位置时，此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知成倒立、放大的实像，生活中的投影仪是利用该原理制成的。 【例题3】小明用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。 (1)实验中，点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜和烛焰的高度，使三者的中心大致在 ，目的是使烛焰的像呈现在 ； (2)移动蜡烛、凸透镜和光屏至图中位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），这个像是倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。将蜡烛向左移至某一位置，发现光屏上的像变模糊了，要使像变清晰，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动。 【答案】(1) 同一高度 光屏中央；(2)放大 左 【解析】（1）[1][2]实验中，为使像成在光屏的中央，应调整光屏、凸透镜和烛焰的中心大致在同一高度处。 （2）[1]由图可知，物距小于像距，在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像。 [2]凸透镜成实像时，物远像近像变小，将蜡烛向左移至某一位置，物距增大，像距减小，要使像变清晰，光屏应向左移动。 探究三、凸透镜的应用 —— 放大镜 1. 工作原理 当物体位于凸透镜的焦点以内（）时，透过凸透镜可以观察到正立、放大的虚像，这就是放大镜的工作原理。 2. 放大效果的影响因素 • 同一放大镜：物体越靠近焦点（物距越接近焦距），看到的虚像越大。 • 不同放大镜：在物距相同时，凸透镜的焦距越小，放大倍数通常越大。 3. 生活中的实例 • 老花眼镜利用凸透镜成放大虚像的原理矫正远视； • 盛水的圆柱形玻璃杯、圆形露珠都相当于凸透镜，能起到放大作用； • 生物课上使用的放大镜，就是小焦距凸透镜的典型应用。 【讨论交流】 1. 使用放大镜观察物体时，物体应该放在放大镜的什么位置？想要看到更大的像，应该将放大镜靠近物体还是远离物体？ 使用放大镜时，物体应放在放大镜的一倍焦距以内。 想要看到更大的虚像，应将放大镜适当远离物体（物距增大，向焦点靠近），但物体不能超出放大镜的焦点；一旦物距大于焦距，就无法成正立放大的虚像了。 2. 将手指紧靠在盛水的圆柱形玻璃杯背面，透过杯子看到的手指会变粗，这是为什么？ 盛水的圆柱形玻璃杯，中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜；手指紧靠在玻璃杯背面时，物距小于一倍焦距，此时水杯相当于放大镜，成正立、放大的虚像，因此透过杯子看到的手指会变粗。 【例题4】工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 （1）凸透镜起到 的作用； （2）凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内； （3）通过凸透镜看到的是仪表 （填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。 【答案】 放大镜 一倍 正立 同 【解析】（1）[1]中间厚两边薄的透镜叫凸透镜，工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，凸透镜起到放大镜的作用。 （2）[2]当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，成正立、放大的虚像，故凸透镜与仪表的距离应在一倍焦距范围之内。 （3）[3][4]当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，通过凸透镜看到的是仪表正立的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。 【归纳整理】 3.6 凸透镜成像规律 【课堂练习】 1．小明利用如图所示的光具座“探究凸透镜成像规律”，他将观察和测量的部分结果记录在下表中： 实验次数 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 1 60 20 2 30 30 倒立、等大、实像 3 20 倒立、放大、实像 4 10 (1)分析表中信息可得：凸透镜的焦距 cm；当物距时，像距 cm；当物距时，像的性质是 ； (2)如图是航天员王亚平在太空授课制作水球时呈现的情景，此时，她在球中所成的像与上表中第 次实验所成像的性质相同。 【答案】(1) 15 60 正立、放大的虚像　　(2)1 【解析】（1）[1]表中数据可知u=v=30cm 成倒立、等大的实像，即2f=30cm 故该凸透镜的焦距f=15cm。 [2]当物距u=20cm时，等于第1次实验的像距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，第3次实验的像距应等于第1次实验的物距，即v=60cm。 [3]当物距u=10cm时，u<f，成正立、放大的虚像。 （2）如图所示是航天员王亚平在太空授课制作水球时呈现的情景，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，即她在球中所成的像与上表中第1次实验所成像的性质相同。 2．如图甲所示是小林做“探究平面镜成像的特点”的实验装置，A和B是两个外形相同的蜡烛，把玻璃板固定在光具座上40cm刻度线处。 (1)此实验应在 （选填“较暗”或“较亮”）的环境进行； (2)图甲中，当蜡烛B移到 cm刻度线处时，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合； (3)移去蜡烛B，在其原来位置上放一块光屏，光屏上承接不到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是 （选填“实像”或“虚像”）； (4)在（3）的基础上，撤去玻璃板，在40cm刻度线处放一个凸透镜，再向右移动光屏会得到清晰的烛焰像， 就是利用了此成像特点； (5)如图乙所示，一束光与镜面成30°角射向平面镜。请画出反射光线，并标出反射角的度数。 【答案】(1)较暗　　(2)60　　(3)虚像　　(4)投影仪　　(5) 【解析】（1）做“探究平面镜成像的特点”的实验，为使像清晰，此实验应在较暗的环境进行。 （2）由图甲知，物与平面镜的距离为20cm，因像与物到镜面的距离相等，故当蜡烛B移到40cm+20cm＝60cm 刻度线处时，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。 （3）虚像不能成在光屏上，移去蜡烛B，在其原来位置上放一块光屏，光屏上承接不到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是虚像。 （4）在（3）的基础上，撤去玻璃板，在40cm刻度线处放一个凸透镜，再向右移动光屏，此时物距不变，像距变大，像距大于物距，会得到清晰的烛焰像，即成倒立、放大的实像，投影仪就是利用了此成像特点。 （5）如图乙所示，一束光与镜面成30°角射向平面镜，过入射点作出法线，入射角为60°，根据反射角等于入射角，据此画出反射光线，反射角的度数为60°，如下图所示 3．以下是“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)如图A所示，由甲图中可知，凸透镜的焦距是 ；当蜡烛的烛焰、凸透镜的中心和光屏中心在同一高度，位置如乙图所示时，光屏上得到一个清晰的像，该像是倒立、 的实像。 (2)小明同学想利用LED发光字研究凸透镜所成实像与发光物体在上下左右的位置关系，如图B所示的汉字中，适合做本次研究的LED光源的是 字。 【答案】(1) 15.0 缩小　　(2)上 【解析】（1）[1]由图甲可知，凸透镜的焦距为 [2]由图乙可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，凸透镜成倒立、缩小的实像。 （2）研究凸透镜成像的上下、左右位置关系，应该选用上下部分和左右部分都不对称的字，如图B所示，适合做LED光源的汉字是“上”字。 4．杨光同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中元件摆放位置如图所示，在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像，此时物距为30cm，下列说法正确的是（　　） A．此透镜的焦距可能为16cm，光屏上呈倒立、缩小的实像 B．此透镜的焦距可能为12cm，光屏上呈倒立、放大的实像 C．保持蜡烛和透镜位置不变，仅拿掉光屏，如图，用肉眼在A位置沿图示方向能看到实像 D．保持透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，光屏应向右移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像 【答案】C 【解析】AB．由图可知，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像，此时物体在二倍焦距之外，此时物距为30cm，则满足 解得焦距，故AB错误； C．此时成的是实像，保持蜡烛和透镜位置不变，仅拿掉光屏，如图，用肉眼在A位置沿图示方向看去时，经过凸透镜的光线会进入人眼成像在视网膜上，所以能看到实像，故C正确； D．保持透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，物距变大，根据凸透镜成像规律可知像距变小，光屏应向左移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像，故D错误。 故选C。 5．某小组同学利用焦距为10cm的凸透镜，进行“探究凸透镜成像规律”的实验，蜡烛到透镜的距离用u表示。根据你在课堂上探究得到的实验结论，判断下列说法正确的是（    ） A．当时，在光屏上不能得到蜡烛的像 B．当时，光屏上得到清晰、缩小的像 C．当时，光屏上得到清晰、放大的像 D．蜡烛从距透镜12cm处移到18cm处，像变小 【答案】D 【解析】A．当时，物距大于二倍焦距，在光屏上得到倒立、缩小的实像，故A错误； B．当时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，光屏上得到清晰、放大的像，故B错误； C．当时，物距小于焦距，成的是虚像，光屏上得不到像，故C错误； D．蜡烛从距透镜12cm处移到18cm处，根据凸透镜成实像时物距变大，像距变小，像也变小，故D正确。 故选D。 6．某实验小组在探究凸透镜成像规律的实验时，调整位置如图所示，光屏上刚好出现烛焰清晰的像，此时成的是 像；若仅将图中的凸透镜换成中间带小孔的黑色硬塑料板，那么在光屏上会出现 像。 【答案】 倒立、放大的实 倒立、放大的实 【解析】[1]由图可知，物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像。 [2]若仅将图中的凸透镜换成中间带小孔的黑色硬塑料板，因为物距小于像距，由小孔成像的特点可知，此时成倒立、放大的实像。 7．如图所示，小明在项目学习的过程中自制了一架照相机模型，使用的凸透镜焦距为8cm。小明在教室里，用它观察窗外的树木，前后移动内纸筒，在半透明膜上可以看到树木 （选填“倒立”或“正立”）的像。小明位置不变，用它观察窗户时，为再次成清晰的像，半透明膜应 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。 【答案】 倒立 远离 【解析】[1]小明在教室里，用它观察窗外的树木，前后移动内纸筒，此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像的特点可知，此时在半透明膜上可以看到树木倒立、缩小的像。 [2]根据凸透镜成实像时的特点，物远像近像变小，物近像远像变大，所以小明位置不变，用它观察窗户时，物距变小，像距变大，为再次成清晰的像，半透明膜应远离凸透镜。 8．如图所示是小明准备制作的昆虫观察瓶，为便于观察瓶底的小昆虫，他应去掉瓶盖（厚度不计）在瓶口处安装一块焦距 （选填“大于”“等于”或“小于”）10cm的凸透镜，此时通过凸透镜可以观察到小昆虫正立、放大的 （选填“实像”或“虚像”）。利用手机拍照记录的过程中，手机摄像头与昆虫的距离应满足 的条件。 【答案】 大于 虚像 大于手机摄像头二倍焦距 【解析】[1][2]瓶口到瓶底的距离为10cm，物距是10cm，凸透镜做放大镜使用时，凸透镜的焦距要大于10cm，由放大镜的原理可知，成的是正立、放大的虚像。 [3]利用手机拍照记录的过程中，手机相当于照相机，成倒立、缩小的实像，手机摄像头与昆虫的距离应满足大于手机摄像头二倍焦距的条件。 9．如图为凸透镜成像的一种情况，其中AB是物体，请作出物体经过凸透镜折射后所成实像的位置。    【答案】     【解析】过凸透镜光心的光线传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，两条折射光线的交点即为物体上端A点所成的像的位置，从画出凸透镜主光轴的垂线，可得像的位置，如图所示：    10．画出光源S经过凸透镜成的像S'； 【答案】 【解析】平行于主光轴的光经过凸透镜折射后经过焦点，过光心的光线，传播方向不变，将折射后的两条光线反向延长，交点即为光源S经过凸透镜成的像S'所在的位置，成像光路图如图所示： 11．如图所示，SA为点光源S发出的一条光线，该光线经过平面镜反射后射向凸透镜，F和P分别为凸透镜的焦点和二倍焦距处，已知S在平面镜中成的像正好与凸透镜右侧的P点重合，请在图中画出平面镜的位置，并画出SA经平面镜反射后再经过凸透镜折射的光线。 【答案】 【解析】平面镜成的像与物关于平面镜对称，连接SP，作SP的垂直平分线即为平面镜的位置，根据光的反射定律可知SA的反射光线的反向延长线过右侧二倍焦距点，根据凸透镜成像规律可知SA的反射光线经过凸透镜折射后过左侧的二倍焦距点，作图如下： 【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 $