华师大版八年级下册3 凸透镜成像导学案

这是一份华师大版八年级下册3 凸透镜成像导学案，共11页。学案主要包含了热身训练，知识回顾，经典例题，课堂小练，课后作业等内容，欢迎下载使用。

初中科学备课组
教师
班级
学生
日期：
上课时间:
主课题： 凸透镜成像,视力矫正
教学目标：
了解透镜的基本概念
掌握典型光路的画法
掌握凸透镜的成像规律
知道近视、远视的矫正方法
教学重难点：
典型光路的画法
凸透镜的成像规律
教学内容
一、热身训练
1.物体由远处沿凸透镜主光轴向焦点移近过程中，像到凸透镜的距离与实像大小的变化情况是（ A ）
A、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变大
B、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变小
C、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变大
D、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变小
2、物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到了物体倒立、缩小的清晰实像，该凸透镜的焦距可能是（ D ）
A．20cm B．15cm C．10cm D．5cm
3、在探究凸透镜成像规律的时候，应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到_____________，这样才能使烛焰的像成在____ _____。实验中，我们所说像的倒立或正立，是相对于_________的。同一高度 光屏中央 烛焰
4、凸透镜成放大实像和缩小实像的分界点是_________；凸透镜成实像和虚像的分界点是_________。
一倍焦距 二倍焦距
5、在“研究凸透镜成像”实验中，保持凸透镜位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d和e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么：
（1）把烛焰放在________点，屏上出现的像最小。a
（2）把烛焰放在________点，屏上出现的像最大 d
（3）把烛焰放在________点，屏上不出现烛焰的像 e
（4）如果把烛焰从a移动到b点，像到凸透镜的距离________，像的大小______（变大，变小，不变）
变大 变大
6、将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20cm的纸上接到一个很小的亮斑。当将一个物体放在距这个透镜50cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（ B ）
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的实像 D.正立、缩小的实像
7.如图所示，是第一套2010年上海世博会特种邮票。用焦距为15cm的凸透镜观察这张邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离（ C ）
A.大于15 cm B.大于30 cm C.小于15 cm D.小于30 cm
8、放电影时，电影胶片上的图案经凸透镜在银幕上成的是（ D ）
A.倒立、放大的虚像 B.正立、放大的实像
C.正立、放大的虚像 D.倒立、放大的实像
9、某同学拿了一个焦距为15cm的凸透镜，要想观察细小的物体应将物体放在距凸透镜_________的下方；要想用它得到放大的实像，物体到凸透镜的距离应该_________，此时像的位置在_________的范围；要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离应该_________，此时像的位置在__________的范围。
小于15cm、 大于15cm小于30cm、 大于30cm、 大于30cm、 大于15cm小于30cm
10、小明探究凸透镜成像规律的实验装置如图所示，其中焦距为12cm的凸透镜固定在光具座上，位于50cm刻线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小明将蜡烛移至20cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、 的实像（选填“放大”或“缩小”）。小明将蜡烛移至40cm刻度线处时，他通过凸透镜看到了烛焰的像，则该像是 像。（选填“虚”或“实”）放大 虚
二、知识回顾
1．透镜的种类：
（1）凸透镜： 的透镜，对光线具有 作用，有 个焦点。
中间厚，边缘薄 会聚 2
eq \\ac(○,1)透镜的光心、主光轴
光心：薄透镜的中心，通过光心的光线传播方向 。
主光轴：通过两个球面球心的 。
不变 直线
eq \\ac(○,2)焦点、焦距、物距、像距
焦点：跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后，在主光轴上会聚的点叫实焦点；
焦距： 到透镜 的距离。
物距： 到透镜 的距离。
像距： 到透镜 的距离。
焦点 光心 物体 光心 像 光心
（2）凹透镜： 的透镜，对光线具有 作用，有 个虚焦点。
中间薄，边缘厚 发散 2
跟主光轴平行的光通过凹透镜折射发散后，折射光线的反方向延长线与主光轴相交的点叫虚焦点。
2．凸透镜成像规律
在研究凸透镜成像实验中：
（1）需要用到的实验器材是：带刻度的 、蜡烛、凸透镜、 和火柴。
实验时在光具座上从左到右依次放置 、 和 。
光具座 光屏 蜡烛、凸透镜 光屏
（2）为了使烛焰的像能成在光屏的中间，首先要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在 。
同一高度
（3）实验时先在带刻度的光具座上固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现
为止。
清晰的烛焰像
（4）观察像的性质，同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和二倍焦距作比较得出结论。
（5）如果用f表示凸透镜的焦距，u表示物距，v表示像距，则有如下重要不等式关系：
a．u>2f，f倒立、缩小 照相机 实
b．u=2f， v=2f，像物异侧，成 、 的 像；
倒立、等大 实
c．f2f，像物异侧，成 、 的 像，应用： ；
倒立、放大 幻灯机 实
d．u=f，不成像点；
e．u正立、放大 虚 放大镜
应注意的问题：
（1）二倍焦距处为放大实像与缩小实像的转折点；
（2）焦点处是成实像与成虚像的转折点，但焦点处是不成像点；
（3）物离焦点越近，像越大，像距也越大。
（4）利用凸透镜成像特点解题时主要用“不等式法”。
3、凸透镜成像规律
（1）成像分类
在光学中，由实际光线汇聚而成，且能在光屏上呈现的像称为实像；
由光线的反向延长线会聚而成，且不能在光屏上呈现的像称为虚像。
实像和虚像的区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”
（2）成像应用
平面镜、凸透镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；
凹透镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，都是倒立的。
（3）凸透镜成像图解
（4）表格归纳成像规律
物距(u)
像距(v)
正倒
大小
虚实
应用
特点
u>2f
f倒立
缩小
实像
照相机
-
u=2f
v=2f
倒立
等大
实像
测焦距
大小分界点
fv>2f
倒立
放大
实像
投影仪
幻灯机
-
u=f
不成像
平行光源测焦距
实虚分界点
uv>u与物同侧
正立
放大
虚像
放大镜
虚像在物体同侧，虚像在物体之后
（5）凸透镜成像口诀
一倍焦距分虚实, 两倍焦距分大小。 物近，像远，像变大；物远，像近，像变小。
4. 近视与远视
近视患者所成像投在视网膜之后（眼球前后径过短），需佩戴 透镜加以纠正。
远视患者所成像投在视网膜之前（眼球前后径过长），需佩戴 透镜加以纠正。凹 凸
三、经典例题
凸透镜和凹透镜的作用
例1.为了制作一束平行光，班里的同学提出了以下的方法，你认为可行的方法是（ B ）
A. 选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的焦点上；
B. 选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的焦点上；
C. 选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的2倍焦点处；
D. 选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的2倍焦点处。
方法与技巧：凹透镜对光线具有 作用，无论将小灯泡放在它的焦点上，还是2倍焦点处，灯泡所发出的光射到透镜上都是发散的，这些光通过透镜后会更加发散，不会得到平行光，故选项A、C错误；凸透镜对光线具有 作用，它能使平行于主光轴入射的光线，会聚到焦点上，由光路的可逆性可知，从焦点上发出的光经凸透镜后，会平行于主光轴射出；当发光点在凸透镜的2倍焦点处时，灯泡所发出的光则会聚到透镜另一侧的2倍焦点处，不会是平行的。发散 会聚
典型光路
例2. 如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，凸透镜和平面镜相距为d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点A，则此凸透镜的焦距为（ C ）
A. dB. C. D.
方法与技巧：本题将凸透镜与平面镜结合在一起进行考查典型光路，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到 上，但光线还未到达焦点时，就被一平面镜反射了，由图可知，如果没有平面镜的话，光线应会聚在平面镜后 点上，由平面镜成像规律，A的像点到平面镜的距离与点A到平面镜的距离是 的，所以焦距 。焦点 点A的像 相等
例3. 如图画出了光线通过透镜前、后的方向，请在图中虚线框内画出适当类型的透镜。
答案：凹透镜 凹透镜
方法与技巧：甲图中的透镜使光线的会聚点向后移动了，这说明透镜对光线起到了 的作用，所以甲图中应为 透镜。乙图中的透镜将本应聚集于一点的光线变成了平行光线，这也是对光线起到了 的作用，所以乙图中也应为 透镜。
此类题在判断透镜的类型时，关键是看透镜对光线起到了什么样的作用，本题除了利用以上方法进行判断外，还可比较折射光线与入射光线，看它们是相互“靠近”还是相互“远离”（即折射光线与入射光线相比，是“偏离”了主光轴，还是“偏向”了主光轴）。如果折射光线相互远离，透镜对光线起 作用，应为 透镜；反之，若对光线起的是 作用，则为 透镜。
发散 凹 发散 凹 发散 凹 会聚 凸
3.凸透镜成像规律
例4.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。
（1）如图3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。最小最明亮 10
（2）请在图中画出凸透镜的主光轴。略
（3）小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度后，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 。
烛焰在凸透镜焦距以内
（4）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。上
例5. 在探究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是（ ACD）此题多选
A. 蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上；
B. 蜡烛距凸透镜距离大于焦距；
C. 蜡烛距凸透镜距离小于焦距；
D. 蜡烛距凸透镜距离等于焦距。
方法与技巧：在该实验中，光屏上不能呈现清晰的像的原因无非有两个：
一是 ；
二是 。
当蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上时，蜡烛即使成实像，实像的位置会比光屏的位置偏高或偏低，从而可能导致光屏上承接不到清晰的像，所以A项正确；
当蜡烛距凸透镜的距离大于焦距时，蜡烛一定会成一个实像（可能是放大的，也可能是缩小的），如果其它操作正确的话，在光屏上应该能承接的到这个像，所以B项错；
当蜡烛距凸透镜的距离小于焦距时，蜡烛成的是虚像，根本无法用光屏来承接，所以C项也正确；
当蜡烛距凸透镜的距离等于焦距时，经过凸透镜后的光线是平行的，不能成像，所以D项也正确。
实验中所成的像为虚像或根本不能成像 由于光屏放置的位置不合适而承接不到所成的实像
易错点归类
1.凸透镜成像规律和光路图结合应用
例1. 下图表示分别从凸透镜的两倍焦距和一倍焦距处射向透镜的光线。请在图中画出它们通过透镜后的光路（P、P’是与透镜距离等于2倍焦距的位置）

点评：本题是一道关于光路的作图问题，主要考查的是凸透镜对光线的作用，凸透镜的成像规律，及光学作图的知识。凸透镜对光线有会聚作用，当光线经焦点射向透镜时，这条光线经透镜后会 ；当光线经过透镜的二倍焦距处射向透镜后又会怎样呢？因为物体在凸透镜的二倍焦距处所成的像是 ，所以我们可以将左边的点P看作透镜前的一个物点，则点P通过凸透镜所成的像点应在透镜的右边，且这两点是关于透镜对称的，所以这条光线经凸透镜折射后应经过右边的点P’。
平行于主光轴射出 等大的实像
四、课堂小练
1、烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小倒立的像，若保持透
镜位置不变，把烛焰与光屏的位置对调一下，则（ B ）
A．光屏上仍能呈现出一个缩小的像
B．光屏上将能呈现出一个放大的像
C．光屏上不能呈现出像，但眼睛透过透镜能看到像
D．光屏上没有像，需调节光屏的位置像才能呈现出来
2、老奶奶用放大镜看报时，为了看得更大的清晰的像，她常常这样做（ B ）
A．报与放大镜不动，眼睛离报远些 B．报与眼睛不动，放大镜离报远些
C．报与放大镜不动，眼睛离报近些 D．报与眼睛不动，放大镜离报近些
3、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（ BC ）此题为多选
A．v2f D．f4、当烛焰离凸透镜60厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立的，缩小的实像。该凸透镜的焦距可能为（ A ）
A．20厘米 B．30厘米 C．60厘米 D．80厘米
5、我们可以看到露水下的花脉更“清晰”，这是花脉的（ D）
A 倒立放大的像。 B 倒立缩小的像。 C 正立缩小的像。 D 正立放大的像。
6、物体放在凸透镜前某一位置时，在透镜另一侧离透镜20厘米的光屏上成一个倒立缩小的像。当物体放在距该透镜焦点10厘米处，所成的一定是（ C ）
A．倒立的像B．正立的像 C．放大的像D．缩小的像
7、烛焰到凸透镜的距离为30厘米，在凸透镜另一侧的光屏上呈现一个清晰缩小的烛焰像，则凸透镜的焦距可能为（ A ）
A 10厘米。 B 15厘米。 C 20厘米。 D 30厘米。
8、当烛焰离凸透镜40厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立的、放大的实像。该凸透镜的焦距可能为（D ）
A 10厘米。B 15厘米。C 20厘米。D 30厘米。
9、在“验证凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10厘米，蜡烛距凸透镜16厘米且位置不变。在图中，光屏上成的像符合凸透镜成像规律的是 （ A ）
10、蜡烛放在离凸透镜20厘米的主光轴上，在透镜的另一侧光屏上得到缩小的像，若将蜡烛向远离透镜方向移动10厘米，则所成的像一定是 （ A ）
A．倒立缩小的 B．倒立放大的 C．正立放大的 D．倒立等大的
11、当烛焰离凸透镜40厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的像。当烛焰离凸透镜10厘米时，所成的像（ A ）
A 一定是虚像。 B 一定是缩小的像。 C 一定是放大的实像。 D 可能是缩小的像。
12、如图6块光学元件。要使下面的光路图成立，虚线框内应单独放入的镜是（ A ）
A.1或3 B.2或4 C.1或2 D.5或6
13、如果要用来配制近视眼镜，则应选用上题答案中的（ B ）
14、物体经凸透镜成像于光屏上，若用一小圆纸片遮住该凸透镜的中心部分，结果应是 （ B ）
A.像的中心部分消失，其余部分则保存 B.仍能成完整的像，但像比原来变暗了
C.与原来的像完全一样，无任何变化 D.中心部分变暗，其余部分无任何变化
表一
位置
甲凸透镜
乙凸透镜
A
倒立、放大
倒立、放大
B
倒立、放大
倒立、缩小
C
倒立、缩小
倒立、缩小
15．如图15所示，小李和小华分别用甲、乙凸透镜正对着前方的一支点燃的蜡烛，当凸透镜在A、B、C三个位置时，他们透过凸透镜观察到的烛焰的像如表一所示。
图15 图16
根据看到的现象他们猜想：凸透镜所成像的性质可能与物距和 有关。凸透镜的焦距
为了进一步验证他们的猜想，小李和小华分别选用不同的凸透镜，并按图16所示安装调整好器材后进行了多次实验，每次都在光屏上得到发光体清晰的像，测量并记下相应的物理量，记录数据如表二和表三所示。
①分析比较实验序号2或3或4或7或8中物距与焦距的大小关系及相关条件，可得出的初步结论是 ，物体经凸透镜能成缩小的实像。物距大于两倍焦距
② 分析比较实验序号1、2、3与4（或5、6、7与8）中第二、三、五列数据的变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一物体经同一凸透镜成实像时， 。物距越大，像距越小，像越小
③ 分析比较实验序号1与5，（或2与6，或3与7，或4与8）中数据及相关条件，可得出的初步结论是： 。同一物体经不同的凸透镜成实像时，物距相同，焦距越大，像距越大，成的像越大
④ 根据上述实验结果可以判断：表一中甲凸透镜的焦距 （13） 乙凸透镜的焦距。（选填“大于”、“等于”或“小于”）大于
五、课后作业
1．如右图所示，蜡烛经透镜所成的像是（ C ）
A．倒立缩小的实像 B．正立放大的虚像 C．倒立放大的实像 D．正立缩小的虚像
2、“五·四”青年节那天，学校请来摄影师给我们拍毕业照，列好队后，摄影师发现有几位同学没有进入取景框内，这时他重新调整照相机的正确方法是（ D ）
A．照相机向前移，镜头向前伸B．照相机向前移，镜头向后缩
C．照相机向后移，镜头向前伸D．照相机向后移，镜头向后缩
3、琦琦同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时用画像代替蜡烛，她在透明的玻璃板上用黑色笔画了个画像，实际大小如图（甲）所示。把这个玻璃板放在光具座上，并用平行光源对着玻璃板上的画像照射，如图（乙）所示。移动光屏直到在光屏成清晰像为止。此时画像在光屏上所成的像是图（丙）中的哪一个？（ A ）
4、在教室里用一个焦距为10cm的凸透镜在一张白纸上得到了窗外一颗树清晰的像，这个像是（ A ）
A．缩小、倒立的实像B．缩小、倒立的虚像 C．放大、倒立的实像D．放大、正立的虚像
5、关于实像和虚像，下列说法正确的是（ C ）
A．实像能用光屏承接，虚像也能用光屏承接
B．实像是光的折射形成的，虚像是光的反射形成的
C．实像是实际光线会聚而成的，虚像是光线反向延长线会聚而成的
D．实像是实际存在的像，虚像是实际不存在的像，是人的幻觉形成的
6、如图所示，一玻璃砖内有一凸形气泡，一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会（ C ）
A．仍然平行 B．会聚 C．发散 D．无法确定
7、物体放在凸透镜前10厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。当物体距凸透镜5厘米时，所成的像 （ B ）
A．可能是倒立缩小的实像B．一定是正立放大的虚像
C．可能是倒立放大的实像D．一定是倒立放大的实像
8、某同学经过对凸透镜的实验探究，写出了如下一些结论，其中不正确的是（ D ）
A、凡是实像，都是倒立的 B、凸透镜所成的实像，既有放大的，又有缩小的
C、凡是虚像，都是正立的 D、凸透镜所成的虚像，既有放大的，又有缩小的
9、窗台上放着装有水的圆形玻璃缸，太阳光透过玻璃缸射到屋内窗台旁的桌面上，发现桌面有个光斑比桌面上太阳直接照到的地方还亮，下列解释中错误的是（ D ）
A、凸透镜对光线有会聚作用 B、装有水的圆形玻璃缸相当于凸透镜
C、缸中的水对光线有折射作用 D、装有水的圆形玻璃缸相当于凹透镜
10、图9中成虚像的是（ A ）
A、a、d B、b、c C、a、c D、a、b
11、关于凸透镜成像的实验，下列说法正确的是（ B ）
A、成实像时，物距（物体与镜的距离）越大测得的像距（像与镜的距离）也越大
B、成实像时，像距不可能小于透镜的焦距
C、物距大于像距则像放大
D、物体与像一定分居凸透镜两侧
12、如图10为凸透镜成像的示意图.由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中阴影部分），则所成的像将（ D ）
A.像的A′部分消失了 B.像的B′部分消失了
C.成像的效果不受影响 D.像A′B′是完整的，亮度变暗
13、如图 所示，眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的 镜，视网膜相当于照相机的 ，外界物体在视网膜上所成的像是 的实像。（ 选填“正立”或“倒立”）
凸透镜 底片 倒立
14、在中考体检时，医生让李华同学观察前方平面镜中的视力表来确定视力，视力表在李华的后方，他在镜中看到的是视力表的一个 立、等大的虚像。测试后，医生发现李华眼睛近视，他需配戴 透镜矫正视力。正 凹透镜
15．现有焦距为5厘米、10厘米、20厘米的三个凸透镜，小高同学选择其中的一个进行实验。如图14所示。他先将蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致调节在 上。再将蜡烛放于光具座A点处，保持位置不变，移动光屏至E点找到清晰缩小的像，这个像一定是 像（选填“实”或“虚”），他所选的凸透镜焦距为 厘米，此时凸透镜应位于光具座 两点之间（选填：“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）。
同一高度； 实； 5； CD。
16、照相机的镜头相当于一个________镜，胶卷相当于________．若镜头的焦距为f=5cm，则相机中的胶卷应放在_______cm与_______cm之间的位置．凸透 光屏 5 10
17、如图4所示，用焦距是10厘米的凸透镜使烛焰在光屏上成倒立、缩小的实像，蜡烛在光具座上的位置应该小于 厘米，当蜡烛在光具座上的位置大于 厘米时，透过凸透镜能看到正立、放大的 像。
30，40，虚。
18、如图16所示，蜡烛的烛焰在凸透镜的右侧光屏上成一个倒立、缩小的像，图中O点是凸透镜的中心，A、B、C、D四个点中有一点是凸透镜的焦点，且，根据成像情况可知，______点是凸透镜的焦点．
D
19、人的眼球和照相机的镜头都属于 透镜，使用普通照相机拍照时，调节照相机上的 和感光底片之间的距离，可以使一定距离处的物体在底片上清晰成像；人眼是通过调节晶状体的形状来改变它的 ，使不同处的物体在视网膜上清晰成像。凸； 镜头； 焦距。