5.3凸透镜成像的规律 课件-2026-2027学年物理人教版八年级上册

该初中物理课件聚焦“凸透镜成像的规律”，从物距、像距、焦距的概念出发，通过“提出问题—猜想假设—设计实验”的探究流程，结合照相机等生活实例建立知识联系，搭建从光的折射到成像规律的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，详细呈现测焦距、调等高及不同物距下的实验操作，通过表格归纳成像性质培养科学思维，例题融入光路可逆等情境强化物理观念。学生能提升探究能力，教师可依托实验指导和方法点拨优化教学。

第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律（第2课时） 1 知识点1 凸透镜成像的动态变化 1.成实像时： 2.成虚像时： 3.物体与像的速度关系 （1）当 时,物体比像移动得快。 （2）当 时,物体比像移动得慢。 知识梳理 2 4.物体与像的位置关系 虚像,物、像同侧正（放大）;实像,物、像异侧倒 （放大或缩小）。 3 记忆口诀：1倍焦距分虚实,2倍焦距分大小,2倍焦距物像等; 实像总是异侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小; 虚像总是同侧正,物远像远像变大,物近像近像变小; 像的大小像距定,像儿追着物体跑,实像物距像距可互换。 . . . . 4 知识点2 凸透镜成像规律的应用 1.当时, ,凸透镜 成缩小、倒立的实像;像与物异侧。应 用：照相机。 2.当时, ,凸透镜成等 大、倒立的实像;像与物异侧。应用：2 倍法测焦距。 . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.当时, ,凸透镜成放大、倒立的实像;像 与物异侧。应用：投影仪。 . . . . . . 6 4.当 时,不成像。应用：探照灯。 . . . . 7 5.当 时,凸透镜成放大、正立的虚像;像与物同侧。应 用：放大镜。 . . . . . . 8 规律总结：#6 物距与焦 距的关系 光路图 像距与焦 距的关系 成像特点 动态成像 规律 应用 倒立、缩 小、实像 成实像时,物 距增大,像距 减小,像变小; 物距减小,像 距增大,像 变大 照相 机 倒立、等 大、实像 计算 焦距 倒立、放 大、实像 投影 仪 9 物距与焦 距的关系 光路图 像距与焦 距的关系 成像特点 动态成像 规律 应用 平行光,不成像 探照 灯 — 正立、放 大、虚像 成虚像时,物 距减小,像距 减小,像变小 放大 镜 续表 10 知识点1 凸透镜成像的动态变化 典例1 某班同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,为了确定 凸透镜的焦距,让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个很 小、很亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是____ ;将该 凸透镜紧靠如图乙所示的一幅卡通熊猫图片,然后将凸透镜逐 渐远离图片。此过程中,通过凸透镜观察到如图丙所示的四个 10 例题讲解 11 不同的像,四个像出现的先后顺序是__________；观察到图② 时,图片与凸透镜之间的距离是____ 。#1 甲 乙 丙 ④①②③ 20 解题分析：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,该点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的 焦距,所以凸透镜的焦距是 。将该 凸透镜紧靠如图乙所示的一幅卡通熊猫图片,说明物距小于焦 距,凸透镜成正立、放大的虚像,故先看到④;将凸透镜逐渐远离 图片,当物距大于焦距小于2倍焦距成倒立、放大的实像,即为①; 当物距等于2倍焦距成倒立,等大实像,即为②,此时图片与凸透 镜之间的距离为 ;继续远离,大于2倍焦距时,看到的是倒立、 缩小的实像,即为③,故四个像出现的顺序为④①②③。 13 典例2 某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像 的规律”实验过程中，记录并绘制了像到凸 透镜的距离和物体到凸透镜的距离 之间 关系的图像，如图所示。下列分析正确的 是( ) 14 A.实验中所使用的凸透镜焦距为 B.当 时，在光屏上能得到一个缩小的像 C.当 时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D.把物体从距凸透镜处移动到 处的过程中，像逐 渐变小 √ 15 解题分析：当物距大于焦距时，凸透镜成实像；凸透镜成实像 时，物距增大，像距减小，像变小。 A.当 时，凸透镜成倒立、等大的实像；由图像可 知，，所以 ，故A错误； B.当 时，物距在焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大 的实像，故B错误； C.当 时，此时物距大于2倍焦距，成缩小、倒立的实 像，其应用是照相机，故C错误； 16 D.把物体从距凸透镜处移动到 处的过程中，物距 变大，像距变小，像逐渐变小，故D正确。 知识点2 凸透镜成像规律的应用 典例3 小京通过焦距为 的凸透镜看到 了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。 下列说法正确的是( ) C A.放大的“关灯”两字的像是实像 B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于 D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于 18 解题分析：由图可知,像是正立的,所以成正立、放大的虚像,由 凸透镜成像规律可知,当物距小于焦距时,成正立、放大的虚像, 由于该凸透镜焦距为 ,所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜 的距离小于 。 19 典例4 如图所示,小明透过水滴状的胶囊观察积木,发现上面的 数字“9”变成了“6”,则此像是____（选填“虚”或“实”）像,与该成 像原理相同的光学仪器是________。若想让“6”变大一些,可将 积木与胶囊的距离______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 实 照相机 减小 20 解题分析：由图可知,水滴状的胶囊相当于凸透镜,上面的数字 “9”变成了“6”,像与物上下左右均颠倒,根据凸透镜成像规律知, 倒立、缩小的像应是实像，与该成像原理相同的光学仪器是照 相机。根据凸透镜成像规律知,若想让“6”变大一些,可以适当减 小物距,即减小积木和胶囊的距离。 21 $第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律（第1课时） 1 知识点1 探究凸透镜成像的规律 1.三个物理量 （1）物距：物体到凸透镜光心的距 离,用字母 表示。 （2）像距：像到凸透镜光心的距离,用字母 表示。 （3）焦距：焦点到凸透镜光心的距离,用字母 表示,如图 所示。 . . . . . . . . . . . . 知识梳理 2 2.实验：探究凸透镜成像的规律#2 提出 问题 凸透镜所成像的虚实、大小、倒正跟物距有什么关 系呢? 猜想与 假设 （1）照相机、投影仪、放大镜因为物距不同,得到不 同性质的像,可能是像与物距之间存在关系。 （2）凸透镜成像的原理是光的折射,由于凸透镜对光 的偏折程度跟焦距有关,所以焦距可能是应该注意的 参照距离 3 设计 实验 让一发光体通过凸透镜成像,然后改变物距,注意观察 物距等于、大于或小于焦距、2倍焦距时,物体的成像 情况,总结规律 续表 4 进行实 验与收 集证据 （1）测焦距：利用平行光（太阳光）聚焦法测定凸 透镜的焦距如图甲所示,所选透镜的焦距为 。 _________________________________________________________________________________________________ 续表 . . 5 进行实 验与收 集证据 （2）调等高：为了便于测出物距和像距,光具座上标 有刻度,如图乙所示,在光具座上将凸透镜放在发光二 极管与光屏之间,调整发光二极管、凸透镜、光屏三 者的中心大致在同一高度。 续表 . . . . . . 6 进行实 验与收 集证据 （3）观察 时的成像特点：把发光二极管放在 物距大于2倍焦距的位置,即 ,沿直线左右移动 光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的发光二极管的 像。观察这个像到凸透镜的距离,像是倒立的还是正 立的,是放大的还是缩小的。改变物距 ,重做实验。 续表 . . 7 进行实 验与收 集证据 （4）观察 时的成像特点：把发光二极管移向 凸透镜,使发光二极管与凸透镜间的距离等于2倍焦 距,即 ,左右移动光屏,使发光二极管在光屏上成 清晰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大 小。改变物距 ,重做实验。 续表 . . 8 进行实 验与收 集证据 （5）观察 时的成像特点：把发光二极管 再移近凸透镜,让物距在焦距与2倍焦距之间,即 ,左右移动光屏,使发光二极管在光屏上成 清晰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大 小。改变物距 ,重做实验。 续表 . . 9 进行实 验与收 集证据 （6）观察 时的成像特点：把发光二极管继续 移近凸透镜,让发光二极管在凸透镜的焦点上,即 ,左右移动并观察光屏,看是否能够成像。改变 物距 ,重做实验。 续表 . . 10 进行实 验与收 集证据 （7）观察 时的成像特点：把发光二极管移到 凸透镜的焦距以内,即 ,左右移动光屏,在光屏上 不能看到发光二极管的像。从光屏这一侧透过凸透 镜用眼睛直接观察发光二极管,记录像的倒正、大 小。记录凸透镜的焦距 ,将实验数据和观察结果填入 下表中 续表 . . 11 进行实 验与收 集证据 续表 12 分析与 论证 续表 13 探究 结论 续表 14 交流与 评估 （1）实验中,用不透明物体挡着透镜的上半部分或下 半部分,在光屏上仍能成完整的像,只不过所成的像比 较暗、清晰度差。 续表 15 交流与 评估 （2）光屏上没有像的原因：①发光二极管、凸透 镜、光屏三者的中心不在同一高度;②发光二极管在 焦点上;③发光二极管在焦点以内;④发光二极管到凸 透镜的距离稍大于焦距,导致像距太大,光屏无法移动 到能接收到像的位置 续表 . . 16 方法点拨： （1）光具座的长度有限,焦距过大,将无法调节物距、像 距。 （2）凸透镜最好放在光具座的中间位置,便于调节物距和 像距。 （3）调节方法是将三者靠拢,然后用目测的方法调节;目的 是保证发光二极管的像能成在光屏的中央。 17 （4）当物体在2倍焦距以外移动时,物体移动的距离比对 应的像移动的距离大。 （5）判断像是否最清晰的方法是：向左或向右移动光屏, 像都会变模糊。 （6）在同一个物距范围内,取两组以上的物距探究凸透镜 成像的规律是为了排除偶然因素,使实验结论更具有普遍性。 18 （7）对于凸透镜而言,2倍焦距处是一个特殊位置,它是成 放大实像和缩小实像的分界点,物体在这个位置上,经凸透镜成 倒立、等大的实像。 （8）当物体在焦距和2倍焦距之间移动时,物体稍微移动, 像距的变化会较大。此种情况下,物体不能太靠近焦点,否则像 离凸透镜太远,像也太大,光屏可能无法接收。 19 （9）焦点是一个特殊的点,它是实像和虚像的分界点,物距 大于焦距成实像,物距小于焦距成虚像;当发光二极管放在焦点 上时,是不能成像的,因为过焦点的光线经凸透镜折射后平行于 主光轴,折射光线平行,就不能成像。 （10）发光二极管尽可能地离凸透镜近些,这样从光屏的 这一侧透过凸透镜就可以看到放大、正立的完整虚像,如果发 光二极管在焦距内离凸透镜较远,看到的将是一片亮光,而不能 看到完整的、放大的虚像。 20 知识点2 物距、像距、焦距位置关系与成像性质 物距与焦距 的关系 光路图 像距与焦距的 关系 成像特点 倒立、缩 小、实像 倒立、等 大、实像 21 物距与焦距 的关系 光路图 像距与焦距的 关系 成像特点 倒立、放 大、实像 平行光,不成像 续表 22 物距与焦距 的关系 光路图 像距与焦距的 关系 成像特点 — 正立、放 大、虚像 续表 23 知识点1 探究凸透镜成像的规律 典例1 某实验小组用凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验。 例题讲解 24 （1）实验时,首先在光具座上放置实验器材,若图甲中光具座 处放置蜡烛,则 处应放置______（选填“凸透镜”或“光屏”）。 光屏 解题分析：根据凸透镜成像规律可知,凸透镜应放在蜡烛与光 屏之间。 25 （2）实验前,老师让同学们将实验室窗帘拉上后进行实验,据此 小组同学讨论后认为实验应在光线较____（选填“明”或“暗”） 的环境中进行更便于观察。 暗 解题分析：在较暗的环境中更容易观察到像,实验前,老师让同 学们将实验室窗帘拉上后进行实验,据此小组同学讨论后,认为 实验应在光线较暗的环境中进行更便于观察。 26 （3）器材位置正确放置后,点燃蜡烛,为了使烛焰的像成在光屏 中央,应使烛焰和光屏的中心大致在凸透镜的________上。 主光轴 解题分析：器材位置正确放置后,点燃蜡烛,为了使烛焰的像成 在光屏中央,应使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度, 使烛焰和光屏的中心大致在凸透镜的主光轴上。 27 （4）器材调整完毕后,用如下方法测量凸透镜的焦距：将一束 平行于主光轴的光射向凸透镜,调整光屏,直到在光屏上形成一 个____________的光斑,用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距 离即为焦距,如图乙所示,该透镜的焦距为____ 。 很小、很亮 10 解题分析：将一束平行于主光轴的光经过凸透镜,调整光屏,直 到在光屏上形成一个很小、很亮的光斑,光斑到凸透镜光心的 距离即为焦距。 28 （5）当各元件位置如图丙所示时,光屏上成清晰的像。 ①此时可在光屏上得到一个清晰的倒立、______（选填“放大” 或“缩小”）的实像; ②若将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上____（选填“能”或“不能”） 看到清晰的像。 缩小 能 解题分析：当各元件位置如图丙所示时,此时物距大于像距,光 屏上得到的是倒立、缩小的实像。若将蜡烛与光屏的位置互换, 根据光路可逆可知光屏上能看到清晰的像,此时成像情况是倒 立、放大的实像,符合投影仪的原理。 29 （6）小明将蜡烛移至 处时,要想得到清晰的像,光屏应移 至____ 处,此时成倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等 大”）的实像。 70 等大 解题分析：将蜡烛移至 处时,蜡烛在凸透镜2倍焦距处,要 想得到清晰的像，光屏应位于 处,此时成倒立、等大的实 像。 30 （7）将蜡烛移至 处时,移动光屏,直到找到最清晰的像。 ①此时光屏到凸透镜的距离可能是___（选填字母）; C A. B. C. ②蜡烛通过凸透镜形成的像可能是图丁中的___（选填字母）。 C 解题分析：将蜡烛移至 处时,蜡烛在凸透镜焦距和2倍焦 距之间,移动光屏找到清晰的像,光屏到凸透镜的距离应在凸透 镜的2倍焦距外,即光屏到凸透镜的距离应大于 。 31 （8）由于实验时间较长,蜡烛会变短,烛焰的像在光屏上的位置 会向____方移动,为了能让像回到光屏中央,可将凸透镜向____ 调节。（均选填“上”或“下”） 上 下 解题分析：蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向上方移动,为 了让所成清晰的像回到光屏中央,可将凸透镜和光屏向下调节。 32 （9）光屏上成清晰的像后,用不透光的纸板遮住凸透镜的上半 部分,则在光屏上观察到的像是___（选填字母）。 C 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 解题分析：用不透光的纸板遮住凸透镜的上半部分,则在光屏 上观察到的像是完整的烛焰,只是亮度变暗。 33 （10）在图丙的基础上将自己佩戴的眼镜放在烛焰和凸透镜之 间,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜移动适当距 离后再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片是________ （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 凸透镜 解题分析：在图丙的基础上，将自己佩戴的眼镜放在烛焰和凸 透镜之间,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜移动 适当距离后，再次呈现清晰的像,说明放入的眼镜对光具有会 聚作用,是凸透镜。 34 （11）实验中小丽发现，当物距等于焦距 时,在光屏侧透过 凸透镜看到了烛焰正立、放大的像。你觉得下列解释合理的是 ___（选填字母）。 B A.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距 离稍大于焦距 B.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距 离稍小于焦距 C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像 35 解题分析：据题可知,此时成的是正立、放大的像。 A.若它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距,即蜡烛处于焦 距和2倍焦距之间,应该成一个倒立、放大的实像;B.若它的某些 部分到凸透镜的距离稍小于焦距,即在焦距以内,此时看到一个 正立、放大的虚像;C.若是通过透镜的表面反射成像,即相当于 凸面镜成像,成的是正立、缩小的虚像。 36 （12）接下来换用焦距为 的凸透镜继续进行实验，保持蜡 烛和凸透镜的位置不变，需将光屏适当向____（选填“左”或 “右”）移才可在光屏上观察到清晰的像。为了更好地研究像与 物的位置关系，采用了光源进行实验，现有“A、、 、 、、 ”六种字母形状的光源供选择，你认为最佳选择是___ （选填字母）。 左 解题分析：根据凸透镜成实像时，物远像近像变小。为了更好 地研究像与物的位置关系，选择光源时最好选择上下左右有明 显区分的光源。 37 知识点2 物距、像距、焦距位置关系与成像性质 典例2 探究凸透镜成像的规律时,如图甲所示，将一个凸透镜 正对着平行光,在光屏上呈现一个很小、很亮的光斑。将该凸 透镜、蜡烛、光屏如图乙放置,光屏上呈现清晰的实像。下列 说法正确的是( ) 38 A.该凸透镜的焦距为 B.图乙所示的光屏上一定是倒立、放大的像 C.保持图乙中凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,移动光屏能 看到更大的实像 D.凸透镜移至距蜡烛 内的位置,光屏在任何位置均无法承 接蜡烛的像 √ 39 解题分析：A.由图甲可知,平行光经凸透镜后在光屏上呈现很 小、很亮的光斑,此光斑为焦点,焦点到光心的距离为焦距,图甲 中刻度尺的分度值是 ,则该凸透镜的焦距为 ;B.图乙中物距大于像距,且成实像, 根据凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像;C.保持图乙中 凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,根据凸透镜成像规律“物远 像近像变小”可知,移动光屏能看到更小的实像;D.凸透镜移至距 蜡烛 内的位置,此时物距小于焦距,成正立、放大的虚像, 光屏在任何位置均无法承接蜡烛的像。 40 典例3 某班同学在“探究凸透镜成像的规律”实验 中,记录并绘制了像距与物距 之间关系的图像, 如图所示。下列判断正确的是( ) A A.该凸透镜的焦距是 B.当 时,在光屏上能得到一个缩小的像 C.当 时，成倒立、放大的像 D.当 时,在光屏上能得到一个放大的像 41 解题分析：A.由图可知,当物距时,像距 ,根 据凸透镜成像规律可知,此时物体在2倍焦距上,即 , 所以凸透镜的焦距;B.当时, ，根据 凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像;C.当 时,物距 ,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的 实像;D.当时,小于 ，根据凸透镜成像规律可知,此时 成正立、放大的虚像，光屏上无法承接到像。 42 典例4 在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，某小组同学利用 图甲测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所 示，在光屏上得到一个清晰的像。凸透镜的焦距为_____ ， 图乙中此时可得一个清晰的______（选填“放大”或“缩小”）实 像；若在烛焰与透镜之间放置一凹透镜，则将光屏适当______ （选填“向左”或“向右”）移动可得一个清晰的实像。 10.0 缩小 向右 43 解题分析：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 ；由图乙可知，此时物距 ，成倒立、缩小的实像； 如果在烛焰与透镜之间放置凹透镜，凹透镜对光具有发散作用， 会将光线推迟会聚成像，故应将光屏适当向右移动可得一个清 晰的实像。 44 $