3.3 凸透镜成像的规律 导学案-2026-2027学年初中物理苏科版八年级上册

3.3凸透镜成像的规律 课堂导学案 【学习目标】 1．通过实验探究，了解凸透镜成像的规律。 2．经历完整的实验探究过程，会组装、使用相关仪器，能从观察到的现象和收集到的实验数据中进一步发现问题、收集证据、归纳总结出凸透镜成像的规律。 3．认真完成实验，体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义。 【知识框架】 【学习过程】 Q1：用凸透镜观察课本上的字，当凸透镜由贴近课本逐渐远离时，像会发生什么变化？什么时候能看到倒立的像？ 一、探究凸透镜成像的规律（学生实验） Q2：本实验的研究对象是什么？需要测量哪些物理量？什么叫物距、像距、实像、虚像？ Q3：为什么要调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度？如果不在同一高度，会出现什么问题？ Q4：实验中怎样改变物距？怎样判断光屏上得到了清晰的像？ （1）设计实验： 器材：光具座、_______、蜡烛、_______、火柴。 （2）证据获取： 步骤1：将蜡烛从远处开始逐渐向凸透镜靠近，分别记录 u>2f、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f 时的成像情况。 步骤2：把实验数据填入表格： 　物距 u/cm　　像距 v/cm　　像的性质（正立/倒立、放大/缩小、实像/虚像） 交流与评估： 1．当 u>2f 时，成_______、_______的_______像，像距范围是_______。 2．当 f<u<2f 时，成_______、_______的_______像，像距范围是_______。 3．当 u<f 时，成_______、_______的_______像，像与物在透镜_______侧。 4．一倍焦距处是_______像和_______像的分界点；二倍焦距处是_______像和_______像的分界点。 例1：凸透镜的焦距为 10 cm，当物体放在距透镜 25 cm 处时，成_______、_______的_______像。 例2：用照相机拍照时，被照物体应放在镜头的_______以外；用放大镜看字时，字应放在镜头的_______以内。 例3：如图所示，蜡烛在光屏上成清晰像。若保持凸透镜位置不动，将蜡烛移到 15 cm 刻度处，光屏应如何移动？像的性质如何变化？ 【课堂反馈】（限时约8分钟，当堂完成） 1．☆（单选）为了保障校园安全，某学校引进了“校园智能门禁系统”，师生可以通过“刷脸机”鉴别身份打开闸机进入校园，如图所示。刷脸时，人在刷脸机内成的像是（　　） A．正立、缩小的实像　　B．倒立、缩小的实像 C．倒立、放大的实像　　D．正立、放大的实像 【答案】B 【解析】刷脸机的镜头相当于凸透镜，成像原理和照相机相同。刷脸时，人到镜头的距离大于镜头的二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。 故选B。 2．☆（单选）小华利用如图装置探究凸透镜成像规律，此时光屏上恰好成清晰的像（像未画出），下列说法正确的是（　　） A．此时的成像原理与放大镜相同 B．实验前应将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一直线上 C．将蜡烛和光屏互换位置，光屏上将不能呈现清晰的像 D．将近视眼镜放到蜡烛和凸透镜中间，需将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像 【答案】D 【解析】A．由图可知，物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像，放大镜的原理是物距小于焦距，成正立、放大的虚像，和此时成像原理不同，故A错误； B．实验前应将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调到同一高度，目的是使像成在光屏中央，“同一直线”的描述错误，故B错误； C．折射光路可逆，将蜡烛和光屏互换位置后，依然可以在光屏上呈现清晰的像，此时成倒立、放大的实像，故C错误； D．近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，放入蜡烛和凸透镜之间后，光线会延迟会聚，像向右移动，因此需要将光屏向右移动才能得到清晰的像，故D正确。 故选D。 3．☆（填空）如图所示、在探究凸透镜成像规律的实验中，为使烛焰的像呈现在光屏中央，调节烛焰、凸透镜和光屏三者高度比较快捷的方法是将三者________（靠拢/远离）调节凸透镜和光屏，使它们的中心正对________的中心，调节时，还应保证透镜面和光屏面与光具座轨道________。 【答案】靠拢 烛焰 垂直 【解析】将三者靠拢时，更方便观察对齐中心，是更快捷的调节方法。 烛焰是成像物体，调节时需要让凸透镜、光屏的中心正对烛焰的中心，保证三者中心同高。 为保证主光轴平行于光具座轨道，让像正常成在光屏上，需要保证透镜面和光屏面与光具座轨道垂直。 4．☆（填空）如图1所示，B透镜比A透镜对光的_____作用更强；图2中烛焰通过凸透镜A恰好在光屏上成清晰的像（未画出），若保持蜡烛和透镜的位置不动，将凸透镜A换成B，则应向_____（选填“左”或“右”）移动光屏才能呈现清晰的像。 【答案】会聚 左 【解析】凸透镜对光有会聚作用，凸透镜的焦距越短，对光的会聚作用越强。由图可知B透镜的焦距比A透镜的焦距短，所以B透镜比A透镜对光的会聚作用更强。 因为B透镜比A透镜对光的会聚作用更强，所以将凸透镜A换成B，应向左移动光屏才能呈现清晰的像。 5．☆（填空）晶莹的露珠是大自然创造的“透镜”，如图甲所示，露珠下的叶脉看起来比实际的大，这是因为露珠就是一个__________透镜，对光有__________作用。在探究凸透镜成像规律的实验中，发光体“F”、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时发光体在光屏上呈现清晰的高为的像，发光体到凸透镜的距离为，光屏到凸透镜的距离为。保持发光体和光屏的位置不变，凸透镜向右移动的距离为__________时，光屏上再次呈现清晰的高为的像，则__________（填“>”“=”或“<”）。 【答案】凸 会聚 > 【解析】露珠中间厚、边缘薄，符合凸透镜的外形特征，叶脉看起来被放大，正是凸透镜成虚像的效果； 根据凸透镜的基本光学性质可知，凸透镜对光有会聚作用； 在发光体和光屏位置固定不变时，根据光路可逆原理，再次成清晰的像，原来的物距s1会变成后来的像距，原来的像距s2会变成后来的物距，初始时凸透镜距离发光体s1、距离光屏s2，移动后凸透镜到发光体的距离变为s2，因此凸透镜需要向右移动的距离为； 由图乙可知初始时物距s1小于像距s2，此时成倒立放大的实像，凸透镜右移后，新的物距等于原来的像距s2，新的像距等于原来的物距s1，此时物距大于像距，成倒立缩小的实像，物体的高度不变，因此第一次的像高h1大于第二次的像高h2。 【内容巩固】（尽量少选择，多问解答、实验等） 一、基础性作业 1．☆（单选）探究凸透镜成像实验时，蜡烛、凸透镜、光屏的中心需要调整到同一高度，目的是（     ） A．使蜡烛更亮　　B．使凸透镜成像更清晰 C．使像成在光屏中央　　D．方便测量物距和像距 【答案】C 【解析】C．探究凸透镜成像实验中，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心到同一高度，目的是让烛焰的像完整成在光屏的中央，方便观察成像，故C符合题意； ABD．该操作不会改变蜡烛亮度；成像清晰度由物距、凸透镜焦距等因素决定，不是该操作的目的；测量物距、像距和调整三者中心同高无关，故ABD不符合题意。 故选C。 2．☆（单选）关于虚像和实像，下列判断正确的是（     ） A．虚像是人的幻觉并没有光线进入人的眼睛，实像则相反 B．由光的反射而成的像是虚像，由于光的折射成的像一定是实像 C．平面镜成的一定是虚像，凸透镜一定成实像 D．实像能用光屏接到，虚像不能用光屏接收到 【答案】D 【解析】A．虚像是光线进入人眼后，人眼逆着光线的反向延长线感知到的像，有光线进入人眼，不是幻觉，故A错误； B．光的折射可以成虚像，例如放大镜成的正立放大的像就是折射形成的虚像，因此折射成的像不一定是实像，故B错误； C．当物距小于凸透镜一倍焦距时，凸透镜成正立放大的虚像，因此凸透镜不一定成实像，故C错误； D．实像是实际光线会聚形成的，能用光屏承接，虚像是光线的反向延长线会聚形成的，不能用光屏承接，故D正确。 故选D。 3．☆（单选）如图甲所示，平行于主光轴的光射向凸透镜在屏上形成一个最小最亮的光斑。利用该透镜“探究凸透镜成像的规律”的实验中，下列说法正确的是（     ） A．光屏上形成清晰的像后，不小心用指尖触碰到了凸透镜，则光屏上会仍有烛焰完整的像但亮度变暗 B．随着蜡烛的不断燃烧，要想使像成在光屏的中央，可把光屏向下调节 C．时，为了观察到像，去掉光屏后眼睛在透镜的左侧观察 D．该透镜的焦距为 【答案】A 【解析】A．不小心用指尖遮挡住凸透镜的一部分时，烛焰发出的光仍可以通过凸透镜剩余部分折射会聚成完整的烛焰像，只是透过透镜的总光线减少，所以光屏上仍有完整的烛焰像，仅亮度变暗，故A正确； B．蜡烛燃烧不断变短，烛焰位置向下移动，根据“过光心的光线传播方向不变”，光屏上的像会向上移动，因此要使像成在光屏中央，应该把光屏向上调节，故B错误； C．当时，凸透镜成正立放大的虚像，虚像与物体都在透镜的同侧，因此需要去掉光屏后，眼睛在透镜的右侧对着透镜观察才能看到像，故C错误； D．由图甲可知，凸透镜在刻度处，焦点在刻度处，因此焦距，故D错误。 故选A。 4．☆（单选）如图是探究凸透镜成像规律的实验，在光屏上得到了烛焰清晰的像，若透镜焦距为10cm，则下列说法正确的是（   ） A．如果此时撤掉光屏，就没有像了 B．当蜡烛因燃烧逐渐变短，光屏上的像会逐渐向下移动 C．若遮挡凸透镜的一部分，光屏上将得不到完整的像 D．若蜡烛向一倍焦距靠近时，为了让屏上的像清晰，可将光屏向右移动 【答案】D 【解析】A．撤掉光屏，只是无法承接实像，但像依然存在（实像是实际光线会聚而成，与是否有光屏无关），故A错误； B．蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，根据凸透镜成像“过光心的光线传播方向不变”，光屏上的像会向上移动，故B错误； C．遮挡凸透镜的一部分，只是减少了通过透镜的光线，会使像变暗，但仍然能成完整的像，故C错误； D．根据凸透镜成像规律：物近像远像变大。当蜡烛向一倍焦距靠近（物距减小），像距会增大，因此为了让屏上的像清晰，需要将光屏向右移动（增大像距），故D正确。 故选D。 5．☆（单选）在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在凸透镜前，移动光屏始终无法得到清晰的像，下列原因不可能的是（     ） A．烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度　　B．蜡烛在一倍焦距以内 C．蜡烛在焦点上　　D．光具座长度不够，像距太大 【答案】A 【解析】A．烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度，像会成在光屏的边缘或外侧，仍能在光屏上呈现，只是不在中央，故A错误； B．蜡烛在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故B正确； C．蜡烛在焦点上，不成像，光屏上无法得到清晰的像，故C正确； D．当物距接近一倍焦距时，实像的像距会极大，超出光具座能容纳的范围，光屏无法移动到像的位置，承接不到清晰像。，故D正确。 本题选择不可能的原因，故选A。 6．☆（单选）在“探究凸透镜成像规律”实验中，某小组做了四次实验，并将实验数据记录如表所示（没有记录第4次实验的像距），根据表格中数据，小聪同学做了如下推测，其中正确的是（     ） A．该小组使用的凸透镜的焦距为20cm B．做完第1次实验后，保持光源和光屏不变，只移动凸透镜就可以得到第3次的数据 C．放大镜就是根据第4次成像情况工作的 D．从第1次到第3次的过程中，光屏上所成的像逐渐变小 次数 1 2 3 4 物距/cm 30 20 15 13 像距/cm 15 20 30 【答案】B 【解析】A．由第2次实验数据，，，根据凸透镜成像规律，当 时成等大倒立实像，得，故A错误； B．第1次实验物屏总距 第3次实验物屏总距 ，根据光路可逆原理，保持光源和光屏不变，移动透镜可实现两次成像，故B正确； C．第4次物距，满足 成倒立放大实像，对应投影仪工作原理，放大镜成像条件为，故C错误； D．第1到3次实验，物距始终大于，物距逐渐减小，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，像逐渐变大，故D错误。 故选B。 7．☆（单选）在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（     ） A．该凸透镜的焦距 B．当物距时，成倒立、放大的实像 C．当物距时，所成的像能用光屏承接 D．当物距时，将光屏拆下，从光屏一侧适当位置可看到烛焰的实像 【答案】D 【解析】A．由物距和像距的图像可知，当物距和像距都为20cm时能够成像，所以焦距 故A不符合题意； B．物距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，故B不符合题意； C．物距，此时成虚像，虚像不能用光屏承接，故C不符合题意； D．，此时成倒立、放大的实像，可以直接用眼睛观察到，故D符合题意。 故选D。 8．☆（单选）将点燃的蜡烛、凸透镜（）、光屏放在光具座上并正确调节，如图所示。下列操作中可使烛焰在光屏上成清晰像的是（　　） A．只将蜡烛移至30cm刻度线处 B．只将蜡烛移至45cm刻度线处 C．只将光屏移至60cm刻度线处 D．将蜡烛移至30cm刻度线处，同时光屏移至80cm刻度线处 【答案】A 【解析】AD．蜡烛移到刻度线处，物距，根据凸透镜成像规律，时，像距，像的位置为，光屏正好在刻度线处，因此光屏上能成清晰的像，故A正确，D错误； B．蜡烛移到刻度线处，物距，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，无法在光屏成像，故B错误； C．只移光屏到刻度线处，蜡烛不动，物距，此时光线经凸透镜后变为平行光，无法成像，故C错误。 故选A。 9．☆（单选）如图所示，一个圆柱形水杯里装入水，在水杯后面紧靠水杯放置一个小泥娃，在将泥娃逐渐远离水杯的过程中，透过水杯观察到小泥娃的像会（      ） A．一直变瘦　　B．先变胖后变瘦 C．一直变高　　D．先变高后变矮 【答案】B 【解析】圆柱形水杯装水后，横向相当于一个凸透镜，当泥娃紧靠水杯（物距小于焦距）时，成正立、放大的虚像，且随着物距的增大，像逐渐变大，故看起来“变胖”；随着泥娃逐渐远离水杯，物距大于焦距成倒立的实像，且随着物距的增大，像逐渐变小，看起来“变瘦”，水杯在竖直方向上的形状不会起到凸透镜的放大或缩小的作用，所以像的高度不会发生变化。故像是先变胖后变瘦。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．☆（单选）探究凸透镜成像规律的实验中，凸透镜位于光具座处（图中未画出），光屏在处得到烛焰清晰的像如图甲；保持凸透镜位置不变，移动蜡烛，光屏在处时得到烛焰清晰的像如图乙，则（　　） A．点位置在的左侧　　B．蜡烛的移动方向向右 C．甲一定是放大的实像　　D．乙一定是缩小的实像 【答案】B 【解析】AB． 已知甲的像大于乙的像，即光屏由A到B过程中像变小，表明像距在变小，故凸透镜一定在的右侧，像距变小，表明物距在变大，蜡烛远离凸透镜就是向右移动，故A错误，B正确。 CD．由于不知道物体的大小，也不知道焦距的大小，甲乙可能都是放大或缩小的实像，故CD错误。 故选B。 11．☆（单选）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，蜡烛和光屏间的距离是60cm，当凸透镜在某一位置时，光屏上成清晰的像，只将凸透镜向蜡烛移动10cm后，光屏再次呈现烛焰清晰的像．下列说法正确的是（     ） A．第一次的像是缩小的像　　B．第二次成的像可能是等大的 C．第二次成的像一定比第一次小　　D．凸透镜的焦距可能是8cm 【答案】A 【解析】根据光路可逆，两次成像时物距像距互换，设第一次物距为，像距为，得……① 第二次的物距等于第一次的像距，故透镜向蜡烛移动10cm后，物距 故……③ 联立式①③解得第一次的物距，像距。 故第二次的物距，像距。 A. 第一次，物距大于像距，成倒立缩小实像，故A正确； B. 第二次，成倒立放大实像，故B错误； C. 第一次成缩小像，第二次成放大像，第二次像更大，故C错误； D. 由第一次成像规律：即，且即，解得，8cm不在该范围，故D错误。 故选A。 12．☆（填空）一幅如图甲所示的漫画立在桌面上，小霞把一个装水的玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙。小霞观察分析：透过水杯看到的是老鼠的_______（选填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足_______（选填“”“”或“”）。 【答案】实 【解析】装水的圆柱形玻璃杯横向相当于凸透镜。由现象可知，透过水杯看到的老鼠“掉头”说明成的是倒立的像，“变胖”说明是放大的像。 根据凸透镜成像规律可知，当时，凸透镜成倒立、放大的实像。 13．☆（填空）找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装入水。把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔。把铅笔从靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，透过玻璃瓶看到笔尖逐渐变长，此时看到的是________，铅笔移动到某一位置时，铅笔尖会突然改变方向，此时看到的是________。（两空均选填“实像”或“虚像”） 【答案】虚像 实像 【解析】装水的圆柱形玻璃瓶相当于凸透镜：铅笔靠近玻璃瓶时，铅笔位于凸透镜的一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，因此看到笔尖逐渐变长，此时成的是虚像。当铅笔移动到一倍焦距以外时，凸透镜成倒立的实像，原本正立的虚像变成倒立的实像，因此笔尖会突然改变方向，此时看到的是实像。 14．☆（填空）“探究凸透镜成像的规律”，分别测出物距u和像距v的实验数据如下表所示。由此推断出使用的凸透镜的焦距是________cm，所成的像最大的是第________次实验。 实验次数 1 2 3 4 物距u/cm 60 30 20 15 像距v/cm 12 15 20 30 【答案】10 4 【解析】由凸透镜成像规律，当物距等于像距时，即时成倒立等大的实像，第3次实验中，故凸透镜的焦距为 当时，凸透镜成实像，物距越小像越大，4次实验中第4次物距最小，故所成的像最大。 15．☆（填空）将凸透镜正对太阳光，当光屏上呈现图①所示光斑时，测得透镜距光屏15cm。将透镜逐渐靠近光屏，光屏上首次出现图②所示光斑时测得透镜距光屏10cm。根据这些数据可判断该透镜焦距在_______范围内。 【答案】5cm~7.5cm 【解析】平行的太阳光经凸透镜折射后，会聚在凸透镜的焦点处，焦点处的光斑最小最亮。 将凸透镜正对太阳光，在距离透镜15cm的光屏上呈现光斑如图乙①所示，此时“光斑”的中间暗、外圈亮，此时光屏到凸透镜的距离大于2倍焦距，即 将透镜逐渐靠近光屏，当首次呈现如图乙②所示的光斑时，此时光斑中间亮，且中间部分较小，透镜距光屏10cm。说明此时光屏到凸透镜的距离在一倍焦距和两倍焦距之间，即 联立以上两不等式可知 16．☆（填空）如图，在探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜、蜡烛、光屏放在__________上。当烛焰在B点时，成像在A点；当烛焰在A点时，成像在C点，则凸透镜一定固定在__________（选填“A、B”或“B、C”）之间，两次成像的虚实情况__________（选填“相同”或“不同”）。 【答案】光具座 B、C 不同 【解析】【小题1】在探究凸透镜成像规律的实验中，凸透镜、蜡烛、光屏需要放在光具座上，这样可以方便调节三者的高度和位置。 若凸透镜在A、B之间，根据光路可逆，烛焰在B点成像应在A点，烛焰在A点成像应在B点，与题目“烛焰在A点成像在C点”矛盾。若凸透镜在B、C之间：烛焰在B点时，物距小于焦距，成正立放大的虚像，像与物同侧，即A点；烛焰在A点时，物距大于焦距，成倒立的实像，像与物异侧，即C点，符合题意。 所以凸透镜固定在B、C之间。 烛焰在B点时成虚像，像与物同侧；烛焰在A点时成实像，像与物异侧，故两次成像的虚实情况不同。 17．☆（填空）如图所示的实验说明了光从空气射向透镜，凸透镜对光有________。凸透镜不能成的像是________（①倒立、放大的实像；②正立、缩小的虚像；③正立、放大的虚像；④倒立、缩小的实像）（选填序号）。 【答案】会聚作用 ② 【解析】由图可知，平行光经过凸透镜后会聚为一束，说明光从空气射向凸透镜时，凸透镜对光有会聚作用。 根据凸透镜成像规律：物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像（④存在），物距在1倍到2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像（①存在），物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像（③存在）， 凸透镜无法成正立、缩小的虚像，因此选②。 二、探究性作业 1．☆☆（实验）如图所示，在做“探究凸透镜成像的规律”实验中： (1)小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射，移动光屏到图甲位置时，光屏上出现了最小、最亮的光斑，这说明凸透镜对光有___________（选填“会聚”或“发散”）作用，此凸透镜的焦距是__________cm。 (2)实验中出现如图乙所示的实像，他判断此像是实像的依据应是___________________________。 (3)在（2）的基础上，保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜，直到光屏上又出现烛焰的像，此时成像的情况是______________（填像的性质）的实像。 (4)蜡烛燃烧变短，为了使像仍能成在光屏的中央，这时最合理的调整是_____________（填写字母）。 将凸透镜向下移动一些 将光屏向上移动一些 将凸透镜和光屏都向下移动一些 (5)小龙同学换另一个焦距未知的凸透镜进行实验，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分别距离光屏24cm和38cm时，均可在光屏上得到清晰的像，则该透镜的焦距范围是__________（选填字母）。 12cm＜f＜24cm 12cm＜f＜19cm 19cm＜f＜24cm 【答案】(1) 会聚 20.0 (2)能用光屏承接 (3)倒立、缩小 (4)C (5)B 【解析】（1）据甲图可知，凸透镜将光线会聚，说明凸透镜对光具有会聚作用；甲图中刻度尺的分度值是1cm，光斑到凸透镜光心的距离为该凸透镜的焦距，则焦距为 （2）实验中若像能够成在光屏上，说明成的是实像，乙图中在光屏上承接到倒立的像，则该像是实像。 （3）图乙中物距为30.0cm，像距等于60.0cm，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。保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜，此时物距变大，若物距为60.0cm，像距为30.0cm，根据光路的可逆性及凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。 （4）燃烧时间较长蜡烛变短，由于过光心的光线传播方向不变，像会向上移动，为了使像成在光屏中央，实验中需要使烛焰、凸透镜、光屏的中心调至同一高度，因此最合理的是将凸透镜和光屏都向下移动一些，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）移动透镜分别距离光屏24cm和38cm时均可在光屏上得到清晰的像，由凸透镜成像规律可知，像距大于一倍焦距且小于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，像距大于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，则① ② 联立①②解得，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 2．☆☆（实验）某实验小组进行探究凸透镜成像的实验，操作如下： (1)实验前，调整烛焰中心、凸透镜中心和光屏的中心在________________________。 (2)正确测出凸透镜的焦距f，当物距时，烛焰成________像（选填“正立”或“倒立”）；当时，_________（选填“能”或“不能”）观察到烛焰的像。 (3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上所成倒立、___________（选填“放大”或“缩小”）的实像。 (4)若仅将图甲中的凸透镜换成直径相同，焦距稍小的凸透镜，需将光屏________（选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像。 (5)在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小明只对凸透镜进行了调整就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是_______。 左、右适当移动凸透镜 上、下适当移动凸透镜 适当扭转凸透镜 左右适当移动光屏 (6)将透镜、蜡烛及光屏置于光具座上，（如图丙）做成像实验，记录每次成实像的物距u、像距v、物像间距（），此处（）表示=（）。绘出图线（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥______（用f表示）。物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，结合乙、丙两图，可知当物距时，_______。 【答案】(1)同一高度 (2) 正立 不能 (3)放大 (4)向左 (5)C (6) 4f 2 【解析】（1）为了使像成在光屏中央，实验前，应调整烛焰中心、凸透镜中心和光屏的中心在同一高度上。 （2）正确测出凸透镜的焦距f，当物距u＜f时，烛焰成正立放大的虚像； 当物距u=f时，烛焰不成像，即不能观察到烛焰的像。 （3）由图甲可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像。 （4）若仅将图甲中的凸透镜换成直径相同，焦距稍小的凸透镜，比起原来就相当于将物距变大了，那么像距就要减小，像变小，光屏要靠近凸透镜，即向左移动才能成清晰的像。 （5）发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧较模糊，说明中间部分的物距此时正好在光屏上成清晰的像，两侧部分的物距大于或小于中间部分的物距，因此适当扭转凸透镜，使凸透镜与光屏平行，从而在光屏上得到清晰的像，故C正确。 故选C。 （6）根据凸透镜的成实像时满足u>f，由图丙可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距u=2f时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f； 由图丙可知，当物距u=3f时，物像间距L=4.5f，像距 因在光的折射中，光路是可逆的，故当物距u=1.5f时，像距 则放大率 三、实践性作业 1．☆☆☆（阅读）天宫课堂。 2021年12月9日15点40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，并面向全球直播。这次授课中，三位太空老师带来了5个物理实验，印象最深刻的是“水球透镜”实验。请阅读下面的内容，并完成相关问题：本次“天宫课堂”，王亚平对实验做了一个小小的升级，通过透镜看到的竟然是一正一反两个像，这是为什么呢?其原理解释是：    (1)如图甲所示，加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜。王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），我们眼睛看到的是她倒立、______的实像（A．放大B．等大C．缩小）。 (2)中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈部分的凸透镜虽然没有原来完整，但对光线仍然有______作用，依然能够成像，只不过透过的光线变少了而已，所以依然呈现出一个倒立的像；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个正立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像。 (3)根据上面的实验，可推测出凹透镜成______（A．放大B．缩小C．等大）的______像（A．实B．虚）。 (4)请将图中的入射光线通过透镜后的折射光线补全。 【答案】(1)C (2)会聚 (3) B B (4) 【解析】（1）水球可以被看作是一个凸透镜，王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），由凸透镜成像规律可知，，成倒立、缩小的实像，故选C。 （2）水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水，这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。 （3）[1][2]内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个正立的像，实验中内圈正立像的尺寸比原物体小，成缩小的像，因为虚像是正立的，所以成的是虚像。 （4）平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后，折射光线过异侧焦点，据此作图。 平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过同侧焦点，据此作图。 （实践拓展）用一支蜡烛（或手机手电筒）、一个凸透镜和一张白纸做“成像”实验：固定透镜，移动“物体”和“光屏”，找出能成倒立放大、倒立缩小像的位置，记录物距与像距的关系。 （实践拓展）找一个圆柱形透明玻璃瓶装满水，透过瓶子观察放在后面的小物体（如铅笔、泥娃），改变物体到瓶子的距离，描述像的大小、正倒变化，并尝试用凸透镜成像规律解释。 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3凸透镜成像的规律 课堂导学案 【学习目标】 1．通过实验探究，了解凸透镜成像的规律。 2．经历完整的实验探究过程，会组装、使用相关仪器，能从观察到的现象和收集到的实验数据中进一步发现问题、收集证据、归纳总结出凸透镜成像的规律。 3．认真完成实验，体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义。 【知识框架】 【学习过程】 Q1：用凸透镜观察课本上的字，当凸透镜由贴近课本逐渐远离时，像会发生什么变化？什么时候能看到倒立的像？ 一、探究凸透镜成像的规律（学生实验） Q2：本实验的研究对象是什么？需要测量哪些物理量？什么叫物距、像距、实像、虚像？ Q3：为什么要调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度？如果不在同一高度，会出现什么问题？ Q4：实验中怎样改变物距？怎样判断光屏上得到了清晰的像？ （1）设计实验： 器材：光具座、_______、蜡烛、_______、火柴。 （2）证据获取： 步骤1：将蜡烛从远处开始逐渐向凸透镜靠近，分别记录 u>2f、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f 时的成像情况。 步骤2：把实验数据填入表格： 　物距 u/cm　　像距 v/cm　　像的性质（正立/倒立、放大/缩小、实像/虚像） 交流与评估： 1．当 u>2f 时，成_______、_______的_______像，像距范围是_______。 2．当 f<u<2f 时，成_______、_______的_______像，像距范围是_______。 3．当 u<f 时，成_______、_______的_______像，像与物在透镜_______侧。 4．一倍焦距处是_______像和_______像的分界点；二倍焦距处是_______像和_______像的分界点。 例1：凸透镜的焦距为 10 cm，当物体放在距透镜 25 cm 处时，成_______、_______的_______像。 例2：用照相机拍照时，被照物体应放在镜头的_______以外；用放大镜看字时，字应放在镜头的_______以内。 例3：如图所示，蜡烛在光屏上成清晰像。若保持凸透镜位置不动，将蜡烛移到 15 cm 刻度处，光屏应如何移动？像的性质如何变化？ 【课堂反馈】（限时约8分钟，当堂完成） 1．☆凸透镜成实像和虚像的分界点是_______处；成放大像和缩小像的分界点是_______处。 2．☆☆当物距大于二倍焦距时，凸透镜成_______、_______的_______像，生活中_______利用了这一规律。 3．☆☆若物体放在凸透镜焦点以内，则在光屏上_______（选填“能”或“不能”）得到像，此时通过透镜可看到_______、_______的_______像。 【内容巩固】（尽量少选择，多问解答、实验等） 一、基础性作业 1．☆物体到透镜的距离叫_______，像到透镜的距离叫_______。能在光屏上承接的像叫_______像。 2．☆凸透镜焦距为 10 cm，物体放在 15 cm 处，成_______、_______的_______像。 3．☆课本“实践与练习”第1题：如图3-24记录三点 A、B、C 时所成的像，作出 A′、B′、C′。 二、探究性作业 4．☆☆课本“实践与练习”第2题：想一想生活中哪些地方用到了凸透镜？为什么这些地方要用凸透镜？ 5．☆☆课本“实践与练习”第3题：将凸透镜正对太阳，距凸透镜 20 cm 处出现最小最亮光斑，将蜡烛放在距凸透镜 30 cm 处，画出像的位置。 三、实践性作业 6．☆☆课本“实践与练习”第4题：凸透镜成实像时，物距越远，像距越近；若物体距凸透镜 10 cm 处时成缩小的像，则所成的像距凸透镜的距离可能为 4～10 cm。请设计一种简单的测凸透镜焦距的方法。 7．☆☆用焦距不同的凸透镜分别做实验，比较同一物体在不同焦距透镜中的成像特点，写出一条你的发现。 学科网（北京）股份有限公司 $