2022年八年级物理上册第四章透镜及其应用探究凸透镜成像规律导学案 .pdf
学习必备欢迎下载第四章 透镜及其应用探究凸透镜成像实验准备知识: 【实验目的】:1. 通过观察和实验,加深对实像和虚像的认识, 2. 收集有关现象和实验数据, 从中归纳出凸透镜成像的规律. 【准备】 : 1. 了解下列与透镜有关的光学名词的物理意义. 焦点 : ;焦距 : ; 物距 : ;像距 : ; 实像 : ;虚像 : ; 2. 了解估测凸透镜焦距的简易方法. 3. 实验器材 : 光具座 ; 4. 步骤(1) 估测所用凸透镜的焦距约为 cm. (2) 实验时 , 将有关器材放置在水平桌面上, 应使在同一直线上，并使蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上，（3）当凸透镜成实像时，移动光屏，使光屏上得到最清晰的像时，光屏的位置才是像的位置，（4）实验时，注意收集凸透镜成不同性质的像时，物距、像距、和焦距的相关实验数据，并将实验结果填入设计的表格内：像的性质实验序号透镜焦距f/cm 物距 u/cm 像距 v/cm 导学案 23 烛焰透镜光屏精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页学习必备欢迎下载【当堂练习】 ：1. 在探究凸透镜成像的实验中，王聪同学先将凸透镜对着太阳光，调整凸透镜和白纸间的距离，直到太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的点，如图所示，这一操作的目的是；（2）在探究凸透镜成像的实验中，由于蜡烛火焰的高度不合适，在光屏上得到如图所示不完整的像，要得到蜡烛火焰完整的像，应将蜡烛向调节；2. 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律。如图所示， 为了测出凸透镜的焦距， 小明同学将 凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧， 改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个的光斑， 就可以测出该凸透镜的焦距为 cm。请在图中画出凸透镜的主光轴。小明将烛焰、 凸透镜和光屏的中心高速到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因可能是。实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向移动。3. 在“探究凸透镜成像规律”时，所用的凸透镜的焦距为10cm。现将凸透镜、蜡烛和光屏放在如图16 所示的光具座上进行实验。若图中C位置上放置光屏，则B位置上应放置。如图 16 所示，现要在光屏上成缩小的像，蜡烛应向移动，光屏应向移动。 （填“左”或“右” ）4. 如图 8 所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。当把烛焰放在距该凸透镜25cm处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个的实像( 填写像的性质) ；如果此时将蜡烛远离透镜，仍要在光屏上得精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页学习必备欢迎下载到清晰的像，光屏应向( 选填“靠近”或“远离”) 透镜的方向移动。二、探究凸透镜成像规律导学案（一）一、基础知识导入新课：1. 请同学们将凸透镜紧靠书上的字，若适当增加凸透镜与字之间的距离，并调节眼睛与透镜的距离，仔细观察，看到的像有没有变化呢？2. 讨论并交流观察到现象。 献出你的疑问 : 刚才同学们针对你们观察到的各种像，你们想了解一点什么呢？思考： （1）什么时候成正立放大的像？（2）什么时候成倒立缩小的像？（3）什么时候又成倒立放大的像？2. 为了研究凸透镜成各种不同的像时，有什么规律，我们还需要介绍几个知识点：（ 1）物距（ u） ：物体到透镜的距离；（ 2）像距（ v） ：像到透镜的距离；（ 3）实像：能在光屏上呈现的像，它是由实际光线会聚而成的。（也可用眼睛观察到）（ 4）虚像：不能呈现在光屏上的像，只能用眼睛观察到。 设计实验 3. 学生讨论、设计出实验方案：（ 1）测凸透镜焦距的方法。（ 2）本实验中得到各种不同像时的物距、像距分别与焦距之间有什么关系。导学案 24 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习必备欢迎下载 进行实验，收集证据 学生进行分组实验，及时记下各种数据，记入表中: 分析与讨论 ：同学们针对验证实验进行交流，实验中还发现了什么新的问题/ （ 1）凸透镜成实像与虚像的分界点在哪儿？（ 2）凸透镜成放大像与缩小像的分界点在哪儿？（ 3）什么情况下，像与物在凸透镜两侧？什么情况下像与物在凸透镜同侧？（ 4）当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距是怎样变化的？像距与焦距间有什么关系？同学们针对记录的各种数据和讨论，进行归纳总结出凸透镜成像的规律：（ 1）（ 2）（ 3）换另一焦距的凸透镜，重复上述实验验证得出规律与重复实验的结果是否相符【课堂巩固】: 1、根据右图所示，将物体分别在a、b、c、d各点放置时，凸透镜的成像情况并举例回答其应用，均填于下表中。（设物体到凸透镜的距离为u，像到凸透镜的距离为v）序号物距（ u）像的大小像的到正像的虚实像距（ v）应用实例1 2 3 4 位置物距（ u）像的大小像的到正像的虚实像距（ v）应用实例a b c d F c b a f 2f F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页学习必备欢迎下载二、探究凸透镜成像规律导学案（二）一、基础知识1.在“研究凸透镜成像”的实验中，点燃的蜡烛分别放在a、b、c、d、e 五个位置，如图所示。其中蜡烛放在处所得的实像最小；放在处所得的实像与烛焰大小相同；放在处所得的实像比烛焰大；放在处能看到放大的虚象。若在实验中发现光屏上所成的像偏左偏上，为了使烛焰的像能成在光屏中央，应向、向调烛焰的位置（选填“上”“下” “左”“右” ） 。2.如图所示，在“研究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上出现了清晰的烛焰像已知凸透镜的焦距为f ，由此可以判断像距v和物距u所在的范围是AvfBfv2fDfu2 二、难点思考本节难点：探究“凸透镜镜成像特点”实验在观察凸透镜成放大实像的条件的实验中：把凸透镜、蜡烛、光屏放在上, 点燃蜡烛并调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一。确定像的位置时, 沿凸透镜主光轴移动光屏,直到光屏上出现的烛焰的像。从蜡烛到凸透镜距离等于2倍焦距处开始, 向焦点移动蜡烛, 在这过程中 , 像到透镜的距离 ,像，实验得到的结论是：凸透镜成放大实像的条件是：凸透镜到物体的距离。三、献出你的疑惑四、自我尝试1、 凸透镜的焦距为10cm， 若把物体放在离它们15cm处， 则成的像为、， 它 应 用 于。 若 把 物 体 放 在 离 它 们25cm 处 ， 则 成 的 像为、，它应用于。若把物体放在离它们5cm处，则成的像为、，它应用于（照相机、幻灯机、放大镜） 。2. 如图所示 ,f 是凸透镜的焦点 , 将点燃的蜡烛依次放在a、b、c、d 等 位置 , 则在屏上生成最大的像时 , 蜡烛的位置是 ( ) A.a 点 B.b点C.c 点 D.d点教学案 25 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页学习必备欢迎下载一、典例分析例 1、一束平行光正对凸透镜照射, 在离透镜 10cm处的光屏上得到一个亮点, 那么当物体在凸透镜前 25cm处时 , 在透镜的另一侧可以得到 ( ) A.倒立缩小的实像B.倒立放大的实像C.正立缩小的实像D.正立放大的实像2在观察凸透镜成放大实像的条件的实验中：把凸透镜、蜡烛、光屏放在上, 点燃蜡烛并调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一。确定像的位置时, 沿凸透镜主光轴移动光屏,直到光屏上出现的烛焰的像。从蜡烛到凸透镜距离等于2倍焦距处开始, 向焦点移动蜡烛, 在这过程中 , 像到透镜的距离 ,像，实验得到的结论是：凸透镜成放大实像的条件是：凸透镜到物体的距离。二、巩固练习1. 一个同学在观察凸透镜成像时, 发现蜡烛与凸透镜的距离比28 厘米小一些时 , 在透镜另一侧的光屏上总成放大的像； 距离大于 28 厘米时 , 屏上总成缩小的像 , 则这个凸透镜的焦距是 （）A.约为 28 厘米 B.约为 14 厘米 C.大于 28 厘米 D.小于 28 厘米2.用凸透镜成像时 ( ) A.实像看得见 , 虚像看不见B.实像与虚像都能在屏上成清晰的像C.实像与虚像都可能是放大或缩小的D.实像总是倒立的 ,虚像总是正立的3关于凸透镜成像，下列说法不正确的是：（）A成实像时，像一定比物小 B成虚像时，像一定比物大C成实像时，像和物一定在透镜的两侧D成虚像时，像和物一定在透镜的同侧4在凸透镜及其应用的结论中, 正确的是 ( ) A.照相机、幻灯机的镜头都是用凸透镜制成的B.物体放在凸透镜前任何位置都能在透镜的另一侧通过透镜看到一个放大的虚像C.照相机镜头的焦距大于或等于暗箱的最大长度D.放幻灯时 , 幻灯片总是倒插于幻灯机镜头的焦距之内5以下现象中，属于凸透镜镜成像的是（）A.平静的湖面有岸边树木的倒影B.幻灯机把幻灯片投到银幕上成像C.被抛光的铜面可以照出人影D.童话“猴子捞月”中井里的月亮二、探究凸透镜成像规律导学案（三）教学案 26 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页学习必备欢迎下载一、基础知识1放映幻灯时 , 要想在屏幕上得到更大的像, 应该采取的做法是 ( )A.换上大屏幕B.增大屏幕到镜头的距离, 同时减小幻灯片与镜头的距离C.减小屏幕到幻灯机的距离, 同时增大幻灯片与镜头的距离D.增大幻灯片到镜头的距离2物体距凸透镜20 时，在凸透镜的另一侧距镜30 的光屏上得到清晰的像，则该是A放大的B缩小的C等大的D无法判断3放映幻灯片时 ,想要在屏幕上出现“ F”字母, 那么幻灯片正确的放法是图所示的（）4物体放在凸透镜的主光轴上，在距透镜40 厘米处的光屏上得到一个倒立、放大的像，则该透镜的焦距可能为：( ) A 40厘米 B 30厘米 C 20厘米 D 10厘米三、献出你的疑惑二、课堂例题：5 在研究凸透镜成像的实验中 ,当蜡烛位于凸透镜前某位置时 ,在透镜的另一侧的光屏上呈现一个倒立、缩小的像 ,若保持凸透镜的位置不变 , 把蜡烛与光屏的位置相互交换 , 则光屏上将出现一个（）A.倒立、放大的清晰的像 B.倒立、缩小的清晰的像C.倒立、等大的清晰的像 D.正立、放大的清晰的像6物体放在凸透镜前，到凸透镜的距离是16cm，此时光屏上得到的是放大的像，则所用透镜的焦距可能是： （）A4cm B8cm C10cm D 18cm 7某同学做“观察凸透镜成像”的实验时，将蜡烛点燃后放在距凸透镜15cm的地方，在光屏上得到一个清晰、倒立、 放大的烛焰的像， 当他将蜡烛移到距凸透镜7cm处后（）A移动光屏，仍然可以得到一个倒立、放大的像B移动光屏，可以得到一个倒立、缩小的像C无论怎样移动光屏，在光屏上始终看不到烛焰的像D移动光屏，可以在光屏上看到一个正立、放大的像8如图 A，当蜡烛向右移动时，要使光屏上成像，则光屏向（左、右）移，并且光屏上的像是渐渐（增大、 减小）；如图 B，当蜡烛向左移动时，要使光屏上成像， 则光屏向（左、右）移，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页学习必备欢迎下载并且光屏上的像是渐渐（增大、减小）三、课后作业：1将一物体放在凸透镜前, 使物距依次为 6cm 、18cm和 24cm,分别得到放大的虚像、 放大的实像和缩小的实像 ,则凸透镜的焦距f 满足关系式 ( ) A.f 6cm B.6cmf 18cm C.9cm f 12cm D.18cmf24cm 2幻灯片和镜头位置之间的距离S在 15S30cm 之间变动 ,为了能在屏幕上得到放大的像, 应选下列何种焦距的镜头( ) A.焦距 15cm B.焦距 4.5cm C.焦距 6cm D.焦距 30cm 3如图，这个玻璃杯的杯底向上凸起（相当于一个凸透镜），在凸起处的下方夹着一张演员的相片，当杯中没有倒入酒时，杯底里什么都没有。倒入酒后杯底出现演员的像，请说出其中道理？4如图中 A为烛焰上一点 ,A为 A在光屏上的像点 , 画出 a、b 经过透镜后的传播方向。5在物理实践活动中，某活动小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律，他们用了 AB两个焦距不同的透镜分别进行了若干次操作，并把实验数据及部分现象准确地记录在下表中：请你完成下表并帮助他们分析从表中获得的信息，把能得出的探究结论填在横线上。（示例）结论一：在成实像的情况下，物体到凸透镜的距离相同时，凸透镜的焦距越长，像到凸透镜的距离越长。结论二： 在成实像的情况下，。6如图所示是上课经常使用的投影仪，请按要求回答(1) 平面镜的作用是：_。 (2) 灯泡的作用是：_。(3) 若在屏幕上的像比较模糊( 与投影片无关) ，调整方法是： . 凸透镜焦距（cm）物到凸透镜距离 （ cm）像到透镜距离（cm ）像的情况正、倒大、小虚、实凸透镜A 14 20 47 倒立实像30 26 缩小40 22 缩小60 18 缩小凸透镜B 16 20 80 倒立放大实像30 34 40 27 缩小60 22 缩小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页学习必备欢迎下载凸透镜成像规律课后巩固练习1.如图 16所示，甲是小艳利用某透镜观察到的小明眼睛的像；乙是小亮利用某眼镜观察到的课本上 “物理” 字的像。 关于上述两种情况中所观察到的像或用到的光学仪器，下列说法正确的是 A 甲图中的像一定是虚像，像的位置可能在小艳的眼睛和透镜之间 B 甲图中的像可能是实像，像的位置可能在小明的眼睛和透镜之间 C 乙图中的像一定是虚像，该眼镜是近视镜 D 乙图中的像可能是实像，该眼镜是老花镜2.如图 6 所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点。下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是A幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的B照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的C使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似D人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似3.凸透镜成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为其焦点。图乙是运用经过凸透镜的两条特殊光线，所画物体AB经凸透镜成的像AB的光路图。请参照图乙，在图丙中画出物体CD经过凸透镜所成的像CD的光路图。4.某小组在探究凸透镜成像规律时，不小心将透镜掉在地上碎成三块他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等，于是选取其中一块镜片，准备测量其焦距（1）请你设计一个简单实验，测量所选镜片的焦距所用的主要器材有；在图中虚线框内画出你所设计的实验示意图（图中镜片已画出）（2）测量后，发现这块镜片的焦距与原透镜相等，由此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论他们这种推断方法存在精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页学习必备欢迎下载的主要问题是5.在“凸透镜成像规律”实验中，某同学进行了如下两个探究：（1）为研究像距与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验，实验数据记录如下表。分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，则所成实像的像距越 (选填： “大”或“小”) 。（2）该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图15 甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好，且物距调节为6cm 时,在光屏上成的像如图15 乙所示 , 则他选用的是三个透镜中焦距为 cm的凸透镜；如果只将 “E” ，换成“R” ，并在同一位置观察，光屏上成的像应是图15 丙中的 (填数字序号 ) 。6.如图4 甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个透镜，它的工作原理与（选填“照相机” 、 “投影仪”或“放大镜”）相似。如图4 乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片，由图可以看出汽车是逐渐（选填“靠近”或“远离” ）摄像头。7.在探究凸透镜成像规律的过程中，将光屏移到图中位置时，光屏上出现了清晰的像。这个像的性质是。如果要想使像变小，蜡烛应向侧移动。8.在探究凸透镜成像规律时，调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心在同一直线上，并且大致在同一高度，当物距为20cm 时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的等大、倒立的实像当物距为25cm 时，移动光屏，可得到一个清晰的、倒立的实像当物距为 5cm时，成像，在放大镜和投影仪中，成像情况与此类似的是物距u/cm 实验序号焦距f cm 像距v/cm 10 1 2 2.5 2 5 10 3 8 40 甲乙丙图 15 乙丙甲图 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页
