1、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
2、，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 【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 导学案 23 烛焰 透镜 光屏 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，
3、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
4、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 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
5、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？ 导学案 24 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
6、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。 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？ 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 同学们针对记录的各种数据和讨论，进行归纳总
7、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） 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
8、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 Avf Bfv 2f Dfu2 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
9、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 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 教学案 25 Fcba f2f F 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.
10、 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 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
11、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
12、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
13、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
14、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） 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
15、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
16、 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 D18cm 7某同学做“观察凸透镜成像”的实验时，将蜡烛点燃后
17、放在距凸透镜 15cm 的地方，在 教学案 26 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，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
18、,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.6cm f 18cm C.9cm f 12cm D.18cm f 24cm 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
19、，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
20、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， 。 像的情况凸透镜焦距 （cm） 物到凸 透镜距 离 （cm） 像到透 镜距离 （cm） 正、倒 大、小 虚、实 20 47 30 26 缩小 40 22 缩小 凸 透 镜 A 14 60 18 倒立 缩小 实像 凸 透 镜 B 16 20 80 倒立 放大 实像 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： . 凸透镜成像规律课后巩固练习 1. 如 图 16所 示 ， 甲是小艳利用某透
21、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
22、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。 30 34 40 27 缩小 60 22 缩小 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
23、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 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
24、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
25、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。 物 距 u/cm 实验序号 焦距 fcm 像距 v/cm 1 2 2.5 2 5 1010 3 8 40 甲 乙 丙 图 15 乙 丙甲 图 4 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
