第4章 第5节 科学探究：凸透镜成像(课件PPT)-【指南针·课堂优化】2026-2027学年八年级上册物理（教科版·新教材）

初中物理 指南针课堂优化•八年级物理JK 期中复习专题 第5节 科学探究：凸透镜成像 第1课时 认识透镜 课 前自 主 导】 学 知识点① 凸透镜 1.定义：中间厚、边缘薄的透镜，叫作凸透 镜。（如图所示） 2.对光的作用 凸透镜对光有会聚作用，所以也叫作会聚 透镜。（如图所示） 3.光心、焦点和焦距 如下图所示，透镜的中心叫光心(O);平行 于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚于主光轴 上一点，这个点叫作焦点(F),根据光路可逆，凸 透镜有两个实焦点；焦点到光心的距离叫作焦 距(f)。 焦点 焦点F 光心O 主光轴 焦距 知识点2 凹透镜 1.定义：中间薄、边缘厚的透镜，叫作凹透 镜。（如图所示) 2.对光的作用 凹透镜对光有发散作用，所以也叫作发散 透镜。（如图所示） 3.光心、焦点和焦距 如下图所示，透镜的中心叫光心(O);平行 于主光轴的光经过凹透镜的两次折射后变成发 散光线，其反向延长线相交于主光轴上一点，这 个点叫作焦点(F),根据光路可逆，凹透镜有两 个虚焦点；焦点到光心的距离叫作焦距(f)。 焦点 光心 焦点 主光轴 一f 焦距 课中学法指导 1.正确理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的 发散作用 (1)凸透镜对平行光的会聚作用。 ①凸透镜对光有会聚作用，平行于主光轴 的光经过凸透镜后会聚到焦点上，如图甲所示； ②由于光在折射时光路是可逆的，若把光 源放在焦点上，光源射向凸透镜的光，经过凸透 镜折射后将变为平行光。实验室可以利用凸透 镜得到平行光，如图乙所示。 甲 (2)凸透镜对不平行光的会聚作用。 凸透镜对光线的会聚作用，并不一定会聚 到焦点或一点上，而是指光线通过凸透镜折射 后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播 更偏近主光轴，使它的光束变窄、变收缩，如图 所示。甲图中，原来会聚的光线经过凸透镜折 射后，变得更会聚，交于焦点以内；乙图中，原来 发散的光线经过凸透镜后会聚在焦点之外。 F 甲 乙 (3)凹透镜对平行光的发散作用。 ①凹透镜对光有发散作用。平行于主光轴 的光经过凹透镜折射后，发散射出，折射光线的 反向延长线经过虚焦点，如图甲所示； ②由光路可逆性可知，会聚地射向凹透镜 对侧虚焦点的光线经凹透镜折射后，平行于主 光轴射出，如图乙所示。 (4)凹透镜对不平行光的发散作用。 凹透镜对光的发散作用，是指光经过凹透 镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方 向传播更偏离主光轴，使光束变宽、变发散，如 图所示。甲图中，射向凹透镜对侧虚焦点以内 的会聚光线，经凹透镜折射后依然会聚，不过变 得发散了些；乙图中，射向凹透镜对侧焦点以外 的会聚光线变成发散光线。 I V 任 【例1】在下图所示的方框中各有一个透 镜，图中画出了光线通过透镜前后的传播方向， 请在方框中填入适当的透镜。 B D 【 2.正确画出透镜中的三条特殊光线 (1)凸透镜。 ①平行于主光轴的光线折射后会聚于 焦点； ②经过焦点或从焦点发出的光线折射后平 行于主光轴； ③经过光心的光线传播方向不变。 (2)凹透镜。 ①平行于主光轴的光线折射后光线的反向 延长线经过入射侧虚焦点； ②经过凹透镜对侧虚焦点的光线折射后平 行于主光轴； ③经过光心的光线传播方向不变 F 【例2】如图所示是光线通过透镜后的光 路图，其中错误的是 【答案】A 课后巩固提升 【基础训练】 一、填空题 1.透镜有 透镜和 透镜两种，透镜 是根据光的 规律工作的。 2.一些透镜的截面如图所示，在这些透镜中： A B C D E (1)属于凸透镜的是 ,它们的共同特 点是 (2)属于凹透镜的是 ,它们的共同特点 是 3.凸透镜对光有 作用，所以又叫作 透镜；凹透镜对光有 作用， 所以又叫作 透镜。 4.如图所示，将凸透镜正对着阳光，把一张白纸 放在它的另一侧，来回移动白纸，直到白纸上 的光斑变得最小、最亮，此时该亮斑距凸透镜 的距离为8cm,则该凸透镜的焦距是 cm。 换成凹透镜再做这个实验，在纸上 (选填“能”或“不能”)看到很小、很亮的光斑。 5.(2023·襄阳)西汉时期的《准南万毕术》中， 记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则 火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 透 镜；“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透 镜的 上。 二、选择题 6.下列光学器件中，对光有发散作用的是() A.凸透镜 B.凹透镜 C.平面镜 D.凹面镜 7.要使冰块能会聚太阳光取火，冰块必须磨成 () A.中间厚、边缘薄 B.中间薄、边缘厚 C.厚薄均匀 D.球状 8.如图所示，现有五种光学元件，对于右图的光 路图，方框中可放入的元件为 2 4 A.2或5 B.1或5 C.1或3或5 D.2或3或4 9.(2025·宁夏)在森林中游玩时，饮料瓶不能随 意丢弃，若饮料瓶有水，经太阳照射可能引发 火灾。下列光路图能解释火灾成因的是() 三、作图题 10.（2024·内江)如图，F是凸透镜的焦点，a、b、 c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸 透镜后的出射光线。 F 11.(2024·宜宾)如图所示，根据透镜对光的作 用，将图中三条光线补充完整。 【能力提高】 12.放在凸透镜主光轴上焦点以内的点光源S 发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示， 则下列说法正确的是 A.凸透镜可以对光线起发散作用 B.凸透镜只对平行于主光轴的光线起会聚 作用 C.通过凸透镜后的光线是发散的，因此凸透 镜对光线起发散作用 D.通过凸透镜后的光线发散程度比原来小， 仍然是会聚的一种表现 13.为判别直径相同的两透镜的类型，小明分别 将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方， 在纸上得到相应的光斑，透镜与光斑的大小 如图所示(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的 是凸透镜，形成乙光斑的 是凹透镜。（均选填“一定”“可能”或“一定 不”) d i 透镜大小甲 乙 14.(2024·枣庄)如图所示，一束光射向凹透镜， 请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射 光路。 15.在如图所示的光路图中，分别填入合适的 透镜。 萨 丙 入 第2课时 探究凸透镜成像的规律 课前自主导学 知识点①) 实验探究步骤 1.如图所示，将光源、凸透镜（焦距f已 知)、光屏依次放在光具座上，使它们的中心大 致在同一高度，并将凸透镜固定在某一位置。 F mpmppmpmpmpmpmpmpmpuppmppmpmppmpmp 0cm102030405060708090100 2.然后在标尺上标出两个焦点的位置和两 个2倍焦距处。 3.将光源放在2倍焦距以外，然后移动光 屏，直到在光屏上得到一个清晰的像，观察并记 录此时像的性质及其像距。 4.调节光源到透镜的距离等于2倍焦距。 移动光屏，直到光屏上成清晰的像，观察并记录 成像情况。 5.调节光源到透镜的距离大于1倍焦距且 小于2倍焦距。移动光屏，直到光屏上成清晰的 像，观察并记录成像的性质及其像距。 6.调节光源到透镜的距离等于1倍焦距。 移动光屏，观察光屏上能否出现光源的像，再透 过凸透镜观察是否能看到成像。 7.调节光源到透镜的距离小于1倍焦距。 移动光屏，观察能否出现光源的像，再透过凸透 镜观察并记录成像情况。 8.总结出凸透镜成像的规律。 知识点② 凸透镜成像的规律 物的位置 像的位置 像的性质 u-2f 像物异侧2f>v>f 倒立 缩小实像 续表 物的位置 像的位置 像的性质 u=2f 像物异侧v=2f 倒立等大实像 2fuf 像物异侧v>2f 倒立放大 实像 u=f 不能成像 u<f 像物同侧v>u 正立放大虚像 课中学法指导 在探究凸透镜成像规律的实验中如何找像 的位置 (1)当光源放在2倍焦距以外时，应将光屏 从另一侧焦点处逐渐远离凸透镜，直到在光屏 上得到一个最清晰的“光源”时，这就是像的位 置，光屏到凸透镜中心的距离就是像距。 (2)当光源靠近凸透镜但大于1倍焦距时， 应将光屏进一步逐渐远离凸透镜，才能找到最 清晰的像。 (3)当光源放在1倍焦距以内时，移动光屏 始终不能出现光源的像，但用眼睛在光屏的同 侧透过凸透镜可以看到一个正立、放大的虚像。 【例】小刚同学用焦距为10cm的凸透镜 做实验，实验装置如图所示，在实验过程中保持 凸透镜的位置不变，请你根据所学知识完成下 列填空。 mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm 0cm1020304050607'08090100 (1)改变蜡烛位置，使其位于20cm刻线处， 再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像。 (2)改变蜡烛位置，使其位于35cm刻线处， 再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的 (选填“倒立”或“正立”)的实像。 (3)改变蜡烛位置，使其位于42cm刻线处， 小刚从透镜的右侧通过透镜可以看到一个正 立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的 烛焰的像。 【答案】(1)缩小(2)倒立(3)放大 课后巩固提升 【基础训练】 一、填空题 1.在探究凸透镜成像规律的时候，把比物体大 的像叫 的像，比物体小的像叫 的像。（前两空均选填“放大”或“缩小”） 实验中，我们所说像是“倒立”或“正立”、“放 大”或“缩小”都是相对于 而言的。 2.物体到透镜中心的距离叫 ,像到透 镜中心的距离叫 。当物距大于2倍 焦距时，成一个 的 像，像距 ;当 物距等于2倍焦距时，成一个 的 像，像距 ;当 物距大于1倍焦距小于2倍焦距时，成一个 的 像，像距 ；当物距小于1倍焦距时，成一个 的 像。 3.(2025·上海)物理兴趣小组同学在做凸透镜 实验时，光屏和发光体在透镜的 (选填 “同侧”或“两侧”)，它们的中心在 上，此凸透镜的焦距为10cm,发光体距离凸 透镜16cm时，成 (选填“正立放 大”“正立缩小”“倒立放大”或“倒立缩小”)的 实像。 4.(2025·徐州)在“探究凸透镜成像的规律”实 验中，所选凸透镜的焦距为10cm。如图所 示，组装器材时应将 的高度向下 调整。调整完毕后，若凸透镜和蜡烛的位置 不变，将光屏向 移动，可以找到烛焰清 晰的像，此时的像是倒立、 的实像。 右 不可 cm102030405060708090100 5.(2024·新疆)在“探究凸透镜成像规律”的实 验中，用如图所示的实验器材进行实验，若凸 透镜的焦距为10cm,将蜡烛放在距离凸透镜 (选填“5.0”或“15.0”)cm位置时，移 动光屏，可以在光屏上呈现清晰的 (选填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能 呈现清晰的等大的像，选用的凸透镜的焦距 最大为 cm. 邛 0cm102030405060708090100 二、选择题 6.(2024·牡丹江)把凸透镜正对着太阳，在距凸 透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的 光斑。若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜 前15cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的 位置，可得到烛焰清晰的 A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像 C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像 7.(2024·巴中)在探究凸透镜成像规律的实验 中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示位置 时，在光屏上出现一个清晰烛焰的像，其成像 特点是 T仰. 0cm102030405060708090100 A.倒立、放大的实像 B.倒立、放大的虚像 C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像 8.(2025·苏州)探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、 凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡 烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为 16cm和24cm时，光屏上先后两次都呈现烛焰 清晰的像，下列说法正确的是 A.第一次的像是缩小的 B.第二次的像比第一次大 C.蜡烛和光屏间的距离是40cm D.凸透镜的焦距是20cm 9.(2025·河北)在“探究凸透镜成像的规律”实 验中，小明发现光屏上承接到的清晰的像与 光源大小相等，下列说法正确的是 A.光屏上的像是虚像 B.透镜到光屏的距离与到光源的距离相等 C.仅将透镜向光屏方向适当移动，光屏会再 次承接到清晰的像 D.光源靠近透镜，同时光屏远离透镜，光屏会 承接到清晰的像且越来越小、 10.(2024·临沂)在“探究凸透镜成像的规律”实 A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm 验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所 B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的 示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸 实像 透镜的位置不变，则 C.将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承 接到像 i可 D.将蜡烛移至45.0cm刻度线上，光屏上仍 0cm102030405060708090100 能承接到像 三、实验探究题 11.(2025·烟台)在“探究凸透镜成像的规律”实 验中： TwWi中nmnpmnpmrmmmfrmmmi 0cm10 2030405060708090100 甲 (1)调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在 同一高度，其目的是 (2)图甲是小红所在小组实验时的情景，此 时光屏上呈现清晰的像，由图可知物距为 cm(不要求估读)。请在图乙的方格 纸中大致画出图甲中小红看到的像； 乙 答案图 (3)保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移 动到光具座10.0cm处，为了在光屏上呈现 清晰的像，应将光屏向 (选填“靠 近”或“远离”)透镜方向移动，像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)； (4)保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移 动到光具座45.0cm处，无论怎样移动光屏 始终得不到像，原因是 要想看到此时的像，观察的方法是 12.（2024·大庆)某实验小组探究凸透镜成像的 实验，装置如图： mmppmpmpmpmmppmpmmpmpmppmpmpupmppmpmp 0cm0203040506070800100 (1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置 如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的 像，这个凸透镜的焦距可能是 (填选项 字母)； A.5cm B.10cm C.20cm D.30cm (2)小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离， 发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上 得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向 (选填“左”或“右”)移动； (3)完成上述探究后，小庆同学把凸透镜换 成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正 立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”) 的像，把光屏移到像所在的位置，直接观察 光屏，光屏上 (选填“有”或“没有”)》 烛焰的像。 【能力提高】 13.(2023·阜新)在探究凸透镜成像规律的实验 中，小新透过凸透镜看到烛焰S的像点S, 画出光路图确定像点S的位置，图中O为光 心，F为焦点（保留必要的作图痕迹）。 14.(2024·赤峰)在“探究凸透镜成像的规律”实 验中，两个小组同学选用的物体高度相同， 但凸透镜焦距不同，部分实验数据如下表： 表1f1=5cm 物距u/cm 像距v/cm 像高h/cm 11 9.2 5 17 7.1 2.5 40 5.7 0.9 表2f2=10cm 物距u/cm 像距v/cm 像高h/cm 25 17 4 28 16.7 3.3 40 13.3 2 (1)由表中数据可知：物体高度和凸透镜焦 距相同时，物距变大，所成实像高度的变化 情况是 (选填“变大”“变小”或“不 变”)。 (2)由实验数据还可知：物体高度和物距相 同时， ,则像距不同，像 的高度也不同。 第3课时 凸透镜成像规律的总结及其应用 课前自主导学 知识点①) 凸透镜成像规律的总结 1.1倍焦距处是实像和虚像的分界点。 1倍焦距以外是实像，1倍焦距以内是虚像， 1倍焦距处不能成像。 2.2倍焦距处是像的放大与缩小的分界点。 2倍焦距以外是缩小的像，2倍焦距以内是放大 的像，2倍焦距处是等大的像。 3.成实像时，物距变大，像就变小，像距也 变小。物和像异侧同向移动。 4.成虚像时，物距变大，像就变大，像距也 变大。物和像同侧同向移动。 5.成实像时，v=,必定是等大的实像； u<u时，必定是缩小的实像；v>u时，必定是放 大的实像。 6.成实像时，物像间的最小距离是4f(w= u=2f)。 7.无论是成实像还是成虚像，都满足物体 越靠近焦点，像就越大、越远。 知识点2 凸透镜成像规律的应用 1.照相机 (1)原理：是利用物体到凸透镜的距离大于 2倍焦距时，成倒立、缩小的实像这一原理制作 的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相 当于光屏。 (2)调节：在照相时，拍摄近景应将镜头前 伸，离胶片远一些（拉长暗箱）；拍摄远景应将镜 头往后缩，离胶片近一些（缩短暗箱）。一般照 相机的“调焦”实际是调像距。 2.投影仪（放映机） (1)原理：利用物体到凸透镜的距离大于 1倍焦距小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像 这一原理制作的。投影仪（放映机）的镜头相当 于一个凸透镜，屏幕相当于光屏。 (2)调节：要在屏幕看到正立的像，投影片 应倒放；要想在屏幕得到大一些的清晰像，应将 镜头往下调（后缩），同时投影仪（放映机）离屏 幕远一些；要想在屏幕得到小一些的清晰像，应 将镜头往上调（前伸），同时投影仪（放映机）离 屏幕近一些。 3.放大镜 (1)原理：利用物体到凸透镜的距离小于 1倍焦距时，成正立、放大的虚像这一原理制作的。 (2)调节：要想使看到的像大一些，应将放 大镜距物体稍远一些（但仍须小于1倍焦距）。 课中学法指导 【例1】一个物体到凸透镜的距离是30cm 时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿 凸透镜的主光轴移到距凸透镜45cm处，则成像 的情况是 A.放大的实像 B.缩小的实像 C.等大的实像 D.上述三种情况都有可能 【答案】D 【例2】 在研究凸透镜成像的实验中，当光 源距凸透镜某一位置时，在透镜的另一侧呈现 一个倒立、放大的实像，若保持凸透镜的位置不 变，把光源与光屏的位置相互交换，则在光屏上 将出现一个 A倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像 C.倒立、等大的实像 D.得不到实像 【答案】B 【例3】（多选)光源放在凸透镜的1.5倍 焦距的地方，当它向离透镜3倍焦距的地方移动 的过程中，它的像 ( A.先放大后缩小 B.先缩小后放大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 【答案】AD 【说明】 要注意题目中放大、缩小和变大、 变小的区别。放大、缩小是指像跟物相比，变大、 变小，是用变化后的像跟变化前的像作比较。 【例4】李铭同学在校门前给全班同学照 集体相，发现两边的两个同学照不上，请帮助他 解决这个问题。 【答案】请李铭往后退一些，同时缩短镜 头与胶片的距离，就能把全班同学都照上了。 【例5】使用放大镜观察物体，正确的方 法是 A.放大镜离被观察物体越近越好 B.放大镜离被观察物体越远越好 C.被观察物体放在焦点上最好 D.在放大镜跟被观察物体间的距离小于它 的焦距的条件下，略远一些最好 【答案】D 课后巩固提升 (基础训练】 一、填空题 1.在凸透镜的成像中，实像和虚像的分界点是 处；像放大和缩小的分界点是 处。（均选填“1倍焦距”或“2倍 焦距”) 2.凸透镜成实像时，物距变小，像距 且像 ；成虚像时，物距变小，像距 ,且像 (前四空均选填“变 大”或“变小”)。无论是成实像还是成虚像， 都满足物体越靠近 ,像就越大越远。 3.(2024·遂宁)亮亮在探究凸透镜成像规律时， 用甲图所示的方法测凸透镜的焦距，图中光 屏上呈现最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦 距是 cm(估读到分度值的下一位)。 当凸透镜和蜡烛的位置如乙图所示时，光屏 上呈现一个清晰的像，此时成像的原理与 3.(2024·遂宁)亮亮在探究凸透镜成像规律时， 用甲图所示的方法测凸透镜的焦距，图中光 屏上呈现最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦 距是 cm(估读到分度值的下一位)。 当凸透镜和蜡烛的位置如乙图所示时，光屏 上呈现一个清晰的像，此时成像的原理与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大 镜”)相同。 ■ ■■ TTT 40 50cm 甲 mpmpmpmpmpmmppmpmpppmpmpmppmp平 cm1'0'26'3040'506070800100 乙 4.(2025·镇江)小红在探究凸透镜成像规律时， 调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置， 可在光屏上得到清晰的像，则凸透镜焦距为 cm。仅将蜡烛移到10cm刻度线 处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应 将光屏适当向 移动，生活中所用的 成像时的物像大小关系与上述实 验相同。 p 0cm102030405060708090100 5.(2025·广东)放大镜属于 (选填“凸”或 “凹”)透镜。如图，邮票通过透镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像，邮票到透镜的 距离 (选填“大于”或“小于”)透镜的 焦距。 6.(2024·河北)如图所示，烛焰经凸透镜在光屏 上成清晰的像，此成像原理可用于制作 。不改变蜡烛与光屏的位置，向 (选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置，能 再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大 于凸透镜的直径，在足够大的光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。 二、选择题 7.(2025·泰安)用焦距为10cm的凸透镜探究凸 透镜成像的规律时，点燃的蜡烛、凸透镜（保 持不动)、光屏在光具座上的位置如图所示， 这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。 下列说法中 WW吓 0cm102030405060708090100 ①图中成像规律与照相机成像原理相同 ②把蜡烛适当右移，光屏适当左移，会再次在 光屏上成清晰的像 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，移动光屏， 可在光屏上成正立、放大的像 A.只有①②正确 B.只有①③正确 C.只有②④正确 D.只有①③④正确 8.(2024·扬州)在探究凸透镜成像规律时，蜡 烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，光屏上的 像清晰，此成像规律的应用是 0cm102030405060708090100 A.照相机 B.放大镜 C.摄像机 D.投影仪 9.(2024·常州)《重庆市消防条例》规定：2023年 7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进 入电梯轿厢，一旦有人违规操作，会被电梯内 的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止 运行并发出声、光警报，如图所示，某次警报 时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm,则 凸透镜的焦距可能为 ( 心电动车禁止进入电样 A.5 mm B.10 mm C.15 mm D.20 mm