資源簡介

（17）科學探究：凸透鏡成像—八年級物理教科版（2024）上冊課前導學
學習目標：
1.能正確區分凸透鏡和凹透鏡；能在圖中標出凸透鏡的主光軸、光心、焦點和焦距；能說出凸透鏡對光起會聚作用、凹透鏡對光起發散作用。
2.理解凸透鏡成像的規律。
3.了解凸透鏡在照相機、攝像頭、幻燈機和投影儀中的應用；學會運用凸透鏡成像規律解釋一些簡單的現象。
知識集錦
一、凸面鏡和凹面鏡
1、球面鏡
如果鏡子的反射面是球面的一部分，這樣的鏡子就叫球面鏡。球面鏡分為__________和__________兩類。
2、平面鏡、凸面鏡、凹面鏡的對比分析
平面鏡 凸面鏡 凹面鏡
定義 反射面是平面的叫做平面鏡 反射面是凸面的叫做凸面鏡 反射面是凹面的叫做凹面鏡
對光線的作用 平面鏡對光線既不會聚也不發散 凸面鏡對光線有__________作用 凹面鏡對光線有__________作用
應用 梳妝鏡、潛望鏡等 汽車的后視鏡、街頭拐彎處的反光鏡等 太陽灶、探照燈等
共同點 凸面鏡、凹面鏡和平面鏡一樣，都是利用__________工作的，都遵循光的反射定律，都遵循__________原理
二、實驗：探究凸透鏡成像的規律
1、物距和像距
（1）物距：__________到透鏡光心的距離，用字母u表示
（2）像距：__________到透鏡光心的距離，用字母v表示
2、探究凸透鏡成像的規律
實驗目的：探究凸透鏡成像的規律
實驗器材：光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏、火柴
實驗步驟：
（1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安放在光具座上，調整它們的高度，使燭焰的中心、凸透鏡的光心和光屏的中心大致在__________。
（2）把蠟燭放在凸透鏡____________________的地方并點燃，然后調整光屏到凸透鏡的距離，知道光屏上出現清晰的燭焰的像，觀察并記錄像的大小和正倒，測出物距u和像距v，改變物距，重做這一步。
（3）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離等于____________________，移動光屏，直到光屏上出現清晰的燭焰的像，觀察并記錄像的大小和正倒，測出物距u和像距v。
（4）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在__________與__________之間，移動光屏，直到光屏上出現清晰的燭焰的像，觀察并記錄像的大小和正倒，測出物距u和像距v。改變物距，重做這一步。
（5）把蠟燭繼續靠近凸透鏡，讓蠟燭位于凸透鏡的__________上，移動光屏，觀察是否能夠成像。
（6）把蠟燭移動到凸透鏡的__________以內，移動光屏，觀察在光屏上能否看到燭焰的像；如果不能，可從光屏這一側透過凸透鏡觀察，記錄所看到的像的正倒、大小以及此時的物距u。改變物距，重做這一步。
（7）將實驗數據和觀察結果填入表中。
二、凸透鏡成像規律
1、凸透鏡成像規律
物距（u） 像的性質 像距（v）
倒正 大小 虛實
①__________ 縮小 實像 ②__________
倒立 ③__________ 實像
④__________ 倒立 放大 實像
⑤__________ 不成像，光屏上呈現圓形光斑 ——————
⑥__________ 放大 ⑦__________
2、理解凸透鏡成像規律
（1）分界點：二倍焦距處是成放大實像與縮小實像的分界點。焦點是成實像與虛像的分界點。
（2）動態特性：物體通過凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小，像變小；物距減小，像距增大，像變大。物體通過凸透鏡成虛像時，物距增大，像距增大，像變大；物距減小，像距減小，像變小。
自我檢測
1.某同學探究凸透鏡成像規律時，光屏上得到了燭焰清晰的像（像未畫出），如圖所示。下列說法正確的是( )
A.光屏上的像是正立的 B.光屏上的像是放大的
C.投影儀是利用此成像原理制成的 D.撤去光屏，燭焰的像仍然在原處
2.小華用彈性膜充水制作了一個水凸透鏡，通過注射器注水或抽水改變透鏡的厚度，如圖是他用其模擬眼睛看物體的實驗裝置。模擬正常眼睛時，固定透鏡，將一個F形光源放在合適的位置后，調節光屏得到清晰的像，下列說法正確的是( )
A.此時光源放在透鏡2倍焦距以內
B.此時光屏上成倒立放大的實像
C.光源遠離透鏡時，要將光屏靠近透鏡才能再次得到清晰的像
D.模擬近視眼的成因時需要從透鏡向外抽水
3.甲、乙、丙三個凸透鏡的焦距的大小關系為，如圖所示，用乙透鏡進行實驗，物體到透鏡的距離等于它的兩倍焦距時，光屏上成清晰的等大、倒立的像；用甲、丙透鏡進行實驗時只把透鏡放在乙透鏡原來的位置，不改變物距前后移動光屏，以下判斷正確的是( )
A.用甲透鏡實驗，光屏上能成倒立、縮小的像
B.用甲透鏡實驗，光屏上能成正立、放大的像
C.用丙透鏡實驗，光屏上能成倒立、縮小的像
D.用丙透鏡實驗，光屏上能成倒立、放大的像
4.如圖所示，請畫出入射光線經過凹透鏡后的出射光線。
5.圖中的光線經過平面鏡反射后水平射向豎直放置的凸透鏡，請畫出平面鏡的入射光線和凸透鏡的折射光線。
答案以及解析
知識集錦
一、凸面鏡和凹面鏡
1、凸面鏡 凹面鏡
2、發散 會聚 光的反射 光路可逆
二、實驗：探究凸透鏡成像的規律
1、物體 像
2、同一高度 二倍焦距以外 二倍焦距 一倍焦距 二倍焦距 焦點 一倍焦距
三、凸透鏡成像規律
1、①倒立 ② ③等大 ④ ⑤ ⑥正立 ⑦虛像
自我檢測
1.答案：D
解析：由圖可知，此時物距大于像距，根據凸透鏡成像的規律，成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像，照相機就是利用此原理制成的，A、B、C錯誤；由于此時成的是實像，所以即使實驗中撤去光屏，燭焰的像仍然在原處，D正確。
2.答案：C
解析：人的眼睛相當于一架照相機，成的是倒立縮小的實像，光源在2倍焦距之外，故A、B錯誤。光源遠離透鏡時，物距變大，像距變小，要將光屏靠近透鏡才能再次得到清晰的像，故C正確；近視眼的成因是像成在了視網膜的前方，此時晶狀體變厚，對光的會聚作用變強，所以應該向透鏡內注水，故D錯誤。
3.答案：C
解析：用甲透鏡實驗，由于，此時的物距小于二倍焦距；若物距在一倍焦距和二倍焦距之間，移動光屏，光屏上能成倒立、放大的實像；若物距等于一倍焦距，此時不成像；若物距小于一倍焦距，成正立、放大的虛像，虛像不能成在光屏上，故A、B錯誤；用丙透鏡實驗，由于，此時的物距大于二倍焦距，移動光屏，能在光屏上呈現倒立、縮小的實像，故C正確，D錯誤。
4.答案：見解析
解析：平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點；過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變，如圖所示：
5.答案：如圖所示
解析：過入射點作平面鏡的垂線，根據反射角等于入射角，作出入射光線；反射光線平行于凸透鏡的主光軸，經凸透鏡折射后過焦點，作出折射光線。

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