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5.3 凸透镜成像的规律
教学幻灯片分页内容
第 1 页：标题页
标题：5.3 凸透镜成像的规律
副标题：探究物距与成像特点的关系
配图：凸透镜成像实验装置图 + 不同物距下的成像效果对比图
备注：突出 “规律探究” 主题，衔接上节生活中透镜的应用内容
第 2 页：回顾与引入
标题：从现象到规律
知识回顾：
凸透镜对光线有会聚作用，能成实像或虚像。
生活中：照相机成缩小实像，投影仪成放大实像，放大镜成放大虚像。
核心问题：
凸透镜所成的像的大小、正倒、虚实与物体到透镜的距离有什么关系？
为什么同一个凸透镜能成不同类型的像？关键影响因素是什么？
配图：三种典型成像场景的光路对比图（标注物距差异）
备注：通过问题引导学生思考物距对成像的影响，明确探究方向
第 3 页：实验目的与器材
标题：设计实验探究规律
实验目的：
探究凸透镜成像时，像的大小、正倒、虚实与物距（u）、焦距（f）的关系。
实验器材：
光具座（带刻度，便于测量距离）、凸透镜（已知焦距 f）、蜡烛（物体）、光屏、火柴、刻度尺。
关键参数：
物距（u）：物体到凸透镜光心的距离。
像距（v）：像到凸透镜光心的距离。
焦距（f）：凸透镜的焦点到光心的距离（实验前需测量或已知）。
配图：光具座实验装置实物图（标注各器材及 u、v、f 的位置）
备注：明确实验变量和测量对象，为规范操作奠定基础
第 4 页：实验步骤与注意事项
标题：规范操作获取数据
实验步骤：
① 组装器材：将蜡烛、凸透镜、光屏依次固定在光具座上，使三者中心在同一高度（确保像成在光屏中央）。
② 确定焦距：若焦距未知，用阳光聚焦法测量凸透镜的焦距 f 并记录。
③ 改变物距实验：
使蜡烛在u ＞ 2f处，移动光屏，直到出现清晰的像，记录像的特点（大小、正倒、虚实）和像距 v。
使蜡烛在u = 2f处，重复上述操作。
使蜡烛在f ＜ u ＜ 2f处，重复操作。
使蜡烛在u = f处，观察能否成像。
使蜡烛在u ＜ f处，移动光屏观察能否成像，再从透镜另一侧用眼睛直接观察。
注意事项：
实验时环境稍暗，便于观察光屏上的像。
每改变一次物距，需重新调节光屏位置，直到像最清晰为止。
配图：实验步骤分解示意图（标注不同物距的操作位置）
备注：强调 “三心等高” 的重要性，确保实验数据准确
第 5 页：实验数据记录与分析
标题：整理数据发现规律
实验次数
物距 u 与焦距 f 的关系
物距 u/cm
像距 v/cm
像的大小（与物比较）
像的正倒
像的虚实
1
u ＞ 2f
缩小
倒立
实像
2
u = 2f
等大
倒立
实像
3
f ＜ u ＜ 2f
放大
倒立
实像
4
u = f
无像
——
——
——
5
u ＜ f
与物同侧
放大
正立
虚像
分析结论：
当 u ＞ f 时，成实像；当 u ＜ f 时，成虚像（u = f 是实像与虚像的分界点）。
当 u ＞ 2f 时，成缩小实像；当 f ＜ u ＜ 2f 时，成放大实像（u = 2f 是放大与缩小实像的分界点）。
配图：数据记录表填写示例 + 不同物距下的成像效果图
备注：通过表格清晰呈现数据，引导学生从数据中归纳规律
第 6 页：凸透镜成像规律总结
标题：物距决定成像特点
u ＞ 2f（物体在 2 倍焦距外）：
像的特点：倒立、缩小的实像。
像距：f ＜ v ＜ 2f（像在 1 倍焦距到 2 倍焦距之间）。
应用：照相机、摄像机。
u = 2f（物体在 2 倍焦距处）：
像的特点：倒立、等大的实像。
像距：v = 2f（像在 2 倍焦距处）。
应用：测量凸透镜焦距（f = u/2 = v/2）。
f ＜ u ＜ 2f（物体在 1 倍焦距到 2 倍焦距之间）：
像的特点：倒立、放大的实像。
像距：v ＞ 2f（像在 2 倍焦距外）。
应用：投影仪、幻灯机。
u = f（物体在焦点处）：
成像情况：不成像（折射光线平行射出，无交点）。
应用：制作平行光源（如手电筒、探照灯）。
u ＜ f（物体在 1 倍焦距内）：
像的特点：正立、放大的虚像。
像距：v ＞ u（像与物体在透镜同侧，像距大于物距）。
应用：放大镜、老花镜。
配图：五种情况的光路示意图（标注 u、v、f 的关系及像的特点）
备注：分点总结规律，结合应用加深理解
第 7 页：成像规律的动态变化
标题：物距变化对成像的影响
成实像时（u ＞ f）：
物体靠近凸透镜（u 减小）：像远离凸透镜（v 增大），像的大小变大。
物体远离凸透镜（u 增大）：像靠近凸透镜（v 减小），像的大小变小。
规律口诀：“物近像远像变大，物远像近像变小”。
成虚像时（u ＜ f）：
物体靠近凸透镜（u 减小）：像靠近凸透镜，像的大小变小。
物体远离凸透镜（u 增大，但始终小于 f）：像远离凸透镜，像的大小变大。
实像与虚像的区别：
实像：倒立，能被光屏承接，与物体分居透镜两侧。
虚像：正立，不能被光屏承接，与物体在透镜同侧。
配图：实像动态变化示意图 + 虚像动态变化示意图（用箭头标注变化方向）
备注：通过动态分析，帮助学生理解物距变化与像的变化关系
第 8 页：规律应用 —— 焦距的测量方法
标题：如何确定凸透镜的焦距？
阳光聚焦法：
原理：平行光（太阳光）经凸透镜会聚于焦点，测量焦点到透镜的距离即为焦距。
操作：凸透镜正对阳光，移动光屏找到最小亮斑，测量距离。
二倍焦距法：
原理：当 u = 2f 时，v = 2f，成等大实像，因此 f = u/2 = v/2。
操作：调节物体位置，使光屏上出现等大实像，测量物距或像距并计算。
放大镜法：
原理：当物体在焦点处时，成像最模糊；物体刚能成虚像时，u 近似等于 f。
操作：用放大镜看课本上的字，逐渐远离直到字开始模糊，测量此时的物距即为焦距。
配图：三种测量方法的操作示意图
备注：结合成像规律介绍实用测量方法，强化知识应用
第 9 页：典型错误分析与纠正
标题：这些误区要避免
误区 1：认为 “凸透镜只能成实像”。
纠正：当 u ＜ f 时，凸透镜成正立放大的虚像（如放大镜）。
误区 2：混淆 “像的大小与物距的关系”，认为 “物体越近像越小”。
纠正：成实像时 “物近像远像变大”，成虚像时 “物远像远像变大”（需区分实像和虚像）。
误区 3：实验时未调节 “三心等高”，导致光屏上找不到像。
纠正：蜡烛、凸透镜、光屏的中心必须在同一高度，否则像会成在光屏上方或下方。
误区 4：认为 “虚像不能被看到”。
纠正：虚像虽不能被光屏承接，但能被人眼看到（人眼能接收反射或折射光线的反向延长线）。
配图：错误操作与正确操作的对比示意图
备注：针对学生常见错误进行解析，帮助规范认知
第 10 页：典例分析
标题：规律应用的解题思路
例 1：一个焦距为 10cm 的凸透镜，当物体放在距透镜 15cm 处时，成______、的______像；当物体放在距透镜 25cm 处时，成、______的______像。
答案：倒立；放大；实；倒立；缩小；实（解析：15cm 在 f~2f 之间，25cm 在 2f 外）
例 2：用焦距为 10cm 的凸透镜观察课本上的字，为得到放大清晰的像，课本到透镜的距离应（ ）
A. 大于 20cm B. 等于 10cm C. 小于 10cm D. 在 10cm~20cm 之间
答案：C（解析：放大镜成虚像需 u ＜ f）
第 11 页：知识梳理
标题：凸透镜成像规律框架
分界点：
实像与虚像分界：u = f（u ＞ f 成实像，u ＜ f 成虚像）。
放大与缩小实像分界：u = 2f（u ＞ 2f 缩小，f ＜ u ＜ 2f 放大）。
成像规律表：
物距 u
像距 v
像的特点
应用举例
u ＞ 2f
f ＜ v ＜ 2f
倒立、缩小实像
照相机
u = 2f
v = 2f
倒立、等大实像
测焦距
f ＜ u ＜ 2f
2024人教版版物理八年级上册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
5.3凸透镜成像的规律
第五章 透镜及其应用
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
观察图片，思考：我们了解它们都是利用凸透镜成像 , 那么它们所成的像分别有什么特点呢 这其中有什么规 律吗
照相机
投影仪
放大镜
倒立、缩小的实像
倒立、放大的实像
正立、放大的虚像
1.提出问题：凸透镜成像的不同与什么因素有关呢？
2.猜想：凸透镜成像规律是什么？
知识点
探究凸透镜成像的规律
进行新课
提出问题：
像的虚实、大小、正倒与物距有怎样的关系？
猜想与假设：
凸透镜到物体的距离（物距）
凸透镜的焦距
实验思路：
①把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐靠近；
②把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等记录在表格中；
③比较实验数据，看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找规律。
（1）实验装置：
　　凸透镜、发光二极管、光屏、光具座
实验过程：
调节发光物、透镜和光屏，使三者的中心处于同一水平高度。
目的是使发光物的像成在光屏中央
（2）实验步骤
①组装实验装置，将发光物中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。
②将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把发光物放在较远处，使物距u＞2f，移动光屏，使发光物在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
③把发光物向凸透镜移近，改变物距u，仍使u＞2f，仿照步骤 ② 再做2次实验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
④把发光物向凸透镜移近，改变物距u，使 f＜u＜2f，调整光屏到凸透镜的距离，使发光物在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
⑤把发光物向凸透镜移近，改变物距u，仍使f＜u＜2f，仿照步骤④ 再做2次试验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
⑥继续把发光物向凸透镜移近，改变物距u，使u＜f，在光屏上不能得到发光物的像，此时成虚像，应从光屏一侧向透镜里观察发光物的像，观察虚像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
把实验得到的数据和观察的结果填入下表：
物距/cm 像的性质 像距/cm
虚实 大小 正倒 34.00 实像 缩小 倒立 15.50
20.00 实像 等大 倒立 20.50
17.00 实像 放大 倒立 29.00
10.00 不能成像
8.00 虚像 放大 正立
凸透镜的焦距f =10cm
分析上表中的记录，找出凸透镜成像的规律。
1. 像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
2. 像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？
3. 像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
F
F
2F
2F
作图法验证凸透镜成像规律
当u>2f 时，成倒立、缩小的实像，fF
F
2F
2F
作图法验证凸透镜成像规律
当u=2f 时，成倒立、等大的实像，v=2f
作图法验证凸透镜成像规律
F
F
2F
2F
当 f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，v＞2f
作图法验证凸透镜成像规律
F
F
2F
2F
当u= f 时，不成像
作图法验证凸透镜成像规律
F
F
2F
2F
当u＜f 时，成正立、放大的虚像，v＞u
凸透镜成像规律：
u＞f 时成实像，u＜f 时成虚像
u＞2f 时成缩小的像，u＜2f 时成放大的像
实像都是倒立的，与物体异侧
虚像都是正立的，与物体同侧
物体向焦点F靠近时，像变大像距也变大
一焦分虚实
二焦分大小
实像异侧倒
虚像同侧正
物近像远大
规律方法：
一焦分虚实，二焦分大小
实像异侧倒，虚像同侧正
像跟物体跑，物近像远大
评估与反思
蜡烛烧短后，像成在光屏上方，此时应该怎么操作？
①光屏往上移
②凸透镜往下移
③蜡烛往上移
点击图片播放
评估与反思
用纸板挡住凸透镜一部分，此时光屏上会得到怎样的像？
依然完整但变暗的像
想想议议：
在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大
u>2f ，f想想议议：
在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大
f＜u＜2f ，v＞2f，成倒立、放大的实像
知识点1 探究凸透镜成像的规律
1.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所选凸透镜的焦距为 ，
实验过程中保持凸透镜的位置不变，请你根据所学知识完成下列填空。
（1）调节发光体、凸透镜、光屏，
使它们的中心在__________，目的
是__________________。
同一高度
使像成在光屏中央
（2）移动发光体，使其位于 的刻度线处，移动光屏，发光体在
光屏上形成______、______的实像，像成在与 刻度线之间,
________（填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）与此成像原理相同。
倒立
缩小
照相机
（3）移动发光体，使其位于 的刻度线处，移动光屏，发光体在
光屏上形成______、______的实像,像成在____ 刻度线处。
倒立
等大
60
（4）若将发光体沿光具座移至 刻度线处，需将光屏向____
（填“左”或“右”）移动，直到光屏上呈现发光体清晰的像；发光体在光
屏上形成______、______的实像,像成在 刻度线的____（填“左”或
“右”）侧，________（填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）与此成像原理
相同。
右
倒立
放大
右
投影仪
（5）改变发光体的位置使其在 刻度线处，移动光屏发现光屏上
______（填“能”或“不能”）成像，从凸透镜的右侧通过透镜可以看到
______、______的____像，________（填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）
与此成像原理相同。
不能
正立
放大
虚
放大镜
（6）成实像过程中，随着物距的变小，像距会______（填“变大”“变小”
或“不变”）。
变大
知识点2 判断凸透镜成像情况
2.如图所示记录了三次改变物距的成像情况，请用、、 分别对应
标出物体在位置、、 时所成的像。
[答案]
3.某同学在做探究凸透镜成像规律的实验时，蜡烛和光屏的位置如图所
示，此时在光屏上得到了倒立、等大清晰的实像。接下来把蜡烛移动到
刻度线处，则应将光屏向____（填“左”或“右”）移动，光屏上才
可得到倒立、______、清晰的实像。
右
放大
4.某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，此时光屏上呈现
了烛焰清晰的像，该像是倒立、______（填“放大”或“缩小”）的实像。
如果保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏交换位置，光屏上____
（填“能”或“不能”）呈现清晰的像，如果能，此时成的像是倒立、
______（填“放大”或“缩小”）的实像。
缩小
能
放大
知识点3 判断像距、物距、焦距
5.如图是物体通过凸透镜成像的示意图，当物体 放在哪个位置时，才
能产生图中所成的像 ( )
A
A. B. C. D.
6.如图所示，蜡烛距凸透镜,能在距凸透镜 的光屏上得到一
个倒立、缩小的实像，则透镜的焦距可能是( )
C
A. B. C. D.
知识体系构建
7.请补全关于“像”的知识结构图。
（1）__________；
（2）________；
（3）__________。
直线传播
凸透镜
正立虚像
8.如图所示，移动光屏直至看到清晰像。此时在不透光的白板光屏上看
到的缩小的像是下图中的（观察时人眼位于发光体同侧）( )
A
A. B. C. D.
9.张同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，如图甲所示，先测量了凸
透镜的焦距，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图乙所示的位置，
光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是( )
B
A.凸透镜焦距为
B.光屏上的像是倒立、缩小的实像
C.焟烛燃烧变短，屏上像的位置会下降
D.取走光屏，则凸透镜不成像
10.在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组
测量出物距和像距数据，并绘制成如图所示的
图像，根据图像可知( )
D
A.该凸透镜的焦距
B.当物距 时，所成的像能用光屏承接
C.当物距 时，成倒立、缩小的实像
D.若物体从距凸透镜处向距凸透镜
处移动，所成的像会逐渐变大
11. 生物课上，小晋和同学们一起用凸透镜观察一只七星
瓢虫（如图甲所示），小晋认为，图乙中的四幅图都是通过凸透镜观察
到的像，你认为小晋的说法是______（填“正确”或“错误”）的，理由是
____________________________。
错误
凸透镜不能成正立、缩小的像
12.［2024河北］如图所示，烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像，此成
像原理可用于制作________。不改变蜡烛与光屏的位置，向____
（填“左”或“右”）移动凸透镜到某一位置，能再次在光屏上成清晰的像。
若烛焰的高度大于凸透镜的直径，在足够大的光屏上____（填“能”或
“不能”）成清晰且完整的像。
投影仪
右
能
课堂小结
物距u与焦距 f 的关系 像的性质 像距v与焦距 f 的关系
正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 fu＝2f 等大 v＝2f
f2f
u＝f 折射光线平行射出，不能成像 uu
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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