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(共38张PPT)
探究凸透镜成像的规律
第2节
教材实验到新考法
1
安徽近6年真题
2
实验 探究凸透镜成像的规律
安徽近6年考情及趋势分析
课标要求
课标内容要求 命题点概览
一级主题 二级主题 三级主题及活动建议
(四)实验探究 4.2 探究类学生必做实验 4.2.8 探究凸透镜成像的规律． 例8　用蜡烛(或F形光源)、凸透镜、光具座、光屏等，探究凸透镜成像时，像的正倒、大小、位置、虚实等与物距的关系．(2022年版课标新增) 活动建议： (1)用可变焦距的眼睛模型，演示并说明近视眼、远视眼看不清物体的原因．(2022年版课标新增) 命题点　探究凸透镜成像的规律(2023.19)
考情分析
年份 题号 分值 实验探究要素
提出问题，猜想与假设 设计实验，收集证据 得出结论，做出解释 交流合作，评估反思
2023 19 4 / 现象分析 (1)平面镜与凸透镜的成像特点 (2)凸透镜成像规律的应用
命题点　探究凸透镜成像的规律(2023.19)
考情及趋势分析
探究凸透镜成像的规律(2022年版课标学生必做实验；2023.19)
教材实验到新考法
实验
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人教八上P97－P98 设计实验
我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情况．由于凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距f有关系，所以研究物距u的变化时，焦距可能是一个应该注意的参照距离．比如，我们可以注意观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距……时，物体成像的情况，如图1所示．
教材实验过要点
图1
进行实验与收集证据
用一支蜡烛作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，研究烛焰的成像情况，如图2所示要点1．
图2
要点1　实验装置：
1. 实验前调节装置时，应______(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛，调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使三者的_____大致在_________，目的是__________________
2. 光屏的作用是________________________
_______
点燃
中心
同一高度
使像成在光屏中央
承接物体通过凸透镜所成的实像
要点2　实验操作：
3.当蜡烛位于2倍焦距外：
4. 当蜡烛位于1倍焦距与2倍焦距之间：
把蜡烛放在较远处，调整光屏到凸透镜的距离要点2，使烛焰在光屏上成______(选填“清晰”或“模糊”)的____像．观察实像的大小和正倒，测出物距u和像距v(像到凸透镜的距离).
清晰
实
把蜡烛向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作要点3．
要点3　多次实验：
5. 操作：多次改变_____到透镜的距离，移动______寻找烛焰清晰的像
目的：______________
寻找普遍规律　
蜡烛
光屏
继续向凸透镜移动蜡烛并调整光屏的位置，你总能在屏上得到蜡烛的像吗？撤去光屏，从光屏一侧向透镜方向看去，能否观察到蜡烛的像？像在什么位置要点4
要点4　观察虚像：
6. 观察虚像的操作：撤去光屏，从______一侧向透镜方向看去，可以观察到烛焰的像，像的位置在蜡烛____(选填“前”或“后”)
光屏
后
把实验中得到的数据和观察结果填入上表要点5．每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据．
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
虚实 大小 正倒
……
像与物距的关系　凸透镜的焦距f＝____cm
要点5　表格设计：
7. 实验表格设计时，应注意物距和像距要带______
单位
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
虚实 大小 正倒
……
像与物距的关系　凸透镜的焦距f＝____cm
分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律要点6．
要点6　实验结论：
8. (1)当u>2f，f(2)当u＝2f，v＝2f 时成______、______的实像
(3)当f2f 时成______、______的实像
(4)当u＝f 时不成像
(5)当u虚
倒立
倒立
倒立
缩小
等大
放大
放大
正立
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？______
u>f
u>2f
f没有
u1. 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？_____
u>f
u想想议议
查看上表的数据，凸透镜成放大的实像时，物距跟像距相比，_____比较大．成缩小的实像时，物距跟像距相比，_____比较大. 由此你可以得出的结论是_______________________________________________________
_____________________．凸透镜所成的像，______(选填“有”或“没有”)正立的实像，______(选填“有”或“没有”)倒立的虚像．
像距
物距
凸透镜成实像时，成放大的像时，像距大于物距；成缩小的像时，像距小于物距
没有
没有
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
虚实 大小 正倒
……
像与物距的关系　凸透镜的焦距f＝____cm
其他版本教材拓展要点7
北师八下P7 在成虚像和成实像的两种情况下，轻轻吹蜡烛火焰，使它向左侧或右侧偏斜，观察火焰的像是向左侧还是右侧偏斜，注意像与物的左右关系．
成实像时，轻吹蜡烛火焰，使它向左侧偏斜，观察到的像向___方向偏斜.
成虚像时，轻吹蜡烛火焰，使它向左侧偏斜，观察到的像向___方向偏斜.
左
右
要点7　教材拓展：
成实像时，物和像左右______
成虚像时，物和像左右______　
一致
相反
实验要点补充
要点1　实验装置
1. 焦距的测量及判断：
a. 一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光斑时，焦距等于光屏到透镜中心的距离，如图甲；
b. 当凸透镜成倒立、等大的实像(成清晰像时物距等于像距) 焦距等于蜡烛或光屏到凸透镜中心距离的一半，如图乙．
甲
要点2　实验操作
2. 验证光路可逆的方法：光屏上成清晰的像时，对调蜡烛和光屏，保持其他不变，光屏上能成清晰的像．
要点3　交流评估
3. 器材安装正确，光屏上仍找不到像的原因．
(1)物距小于或等于一倍焦距；
(2)蜡烛到透镜的距离稍大于一倍焦距，像距太大，成像在光具座外(在不更换光具座的情况下，可换用焦距更小的凸透镜).
4. 蜡烛燃烧变短的相关分析：
(1)像的位置会逐渐向上移；
(2)调节方法：光屏上移或蜡烛上移或凸透镜和光屏同时下移．
5. 用纸板遮住透镜上(下)半部分，光屏上会成完整的较暗的像．
6. 验证凸透镜成实像时像与物的左右关系(沿垂直于光具座方向吹动蜡烛，观察光屏上像的晃动方向与烛焰的晃动方向).
7. 在蜡烛和凸透镜间加眼镜镜片时，移动光屏，成清晰的像．
(1)加近视眼镜：光屏向远离透镜的方向移动；
(2)加远视眼镜：光屏向靠近透镜的方向移动．
8. 保持透镜和蜡烛位置不变，换用焦距不同的透镜：
(1)换用焦距更小的凸透镜：折光能力变强，光线提前会聚，光屏应向靠近透镜的方向移动；
(2)换用焦距更大的凸透镜：折光能力变弱，光线延迟会聚，光屏应向远离透镜的方向移动．
9. 水透镜抽水、注水分析(抽水：焦距变大；注水：焦距变小).
例　小明用凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验：
(1)(操作细节)实验前小明将实验室的窗帘拉上后再开始组装实验装置，这一操作的目的是___________________________________________．
中考考法一题通
基础设问
减小其他光线对实验的影响，使实验现象更明显
(2)由于不确定所选择透镜的焦距，小明将一束平行于主光轴的光射向该凸透镜，调整光屏的位置，直至光屏上出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为______cm.
10.0
(3)(操作细节)小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，下列操作中的情况属于已经调整好的是_____．
C
(4)当各器材位置如图乙所示时，光屏上成清晰的像(图中未画出)：
①此时光屏上得到的是倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像，生活中的_________就是利用这一成像原理制成的．
缩小
照相机
②接着将蜡烛移动至45 cm处时，移动光屏，______(选填“能”或“不能”)承接到烛焰的像，原因是此时烛焰成______(选填“实像”或“虚像”)，此时眼睛从_________(选填“光屏一侧”或“蜡烛一侧”)通过透镜观察，此时烛焰如图丙中A所示，看到的像可能是图丙中的___．此时小明看到的像是光从______(选填“烛焰”或“所成像”)发出，通过凸透镜后进入人眼．
[2023.19(2)]
丙
烛焰
不能
虚像
光屏一侧
E
(5)实验一段时间后，由于_______________，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，这时应____________移动，烛焰的像就能重新回到光屏中央.
蜡烛会燃烧变短　
将蜡烛向上
(6)(操作分析) 人教八上P99内文改编 实验中，小明不小心用指尖触摸到了凸透镜，光屏上______(选填“会”或“不会”)出现指尖的像．
能力提升
不会
(7)(换透镜) 人教八上P99内文改编 保持凸透镜和蜡烛在图乙中的位置不变，改用焦距略大的凸透镜继续进行实验，要在光屏上成清晰的像，可以进行的操作有_______________；若保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，在蜡烛与凸透镜之间加一个透镜也能使光屏上成清晰的像，该透镜可以矫正_______(选填“近视眼”或“远视眼”).
将光屏向右移动
远视眼
(8)(更换直径不同的透镜)(2022江西)实验过程中，光屏上呈现了一个清晰的像，此时小明将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原透镜，则光屏上呈现的像比原来的______(选填“更大”“更小”或“更亮”).
(9)(实验设计) 北师八下P7内文改编 某同学认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的，请你设计一种简单的方法，验证该同学的观点：_______________________________________
_______________________________________________________________
_________________________________________．
更亮
沿垂直于光具座的方向水平吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反(或用左右不对称的发光元器件作为光源，然后观察具体的成像状况)
(10)(创新装置)(2023广东改编)小明用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后，小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列改进，如图丁所示．与装置图乙对比，请分析改进后实验装置的优点：_______
_________________________________________________________．(任写一点即可)
丁
新考法
光屏上成像更清晰、稳定(或从光屏上可以准确得出像与物的大小关系)
相同、相似装置实验对比　平面镜、凸透镜实验对比
实验名称 探究平面镜成像的特点 探究凸透镜成像的规律
实验装置
共同的实验器材 蜡烛、光屏、刻度尺(光具座)
实验名称 探究平面镜成像的特点 探究凸透镜成像的规律
像的特点 1. 正立、_____的虚像 2. 像与物左右相反 1. 成像特点与物距(u)与焦距(f )的关系有关
2. 当u＞f 时，所成像均为倒立的实像，像与物体左右相反、上下______
a. u＞2f 时，成缩小的像；b. u＝2f时，成等大的像；
c. f＜u＜2f 时，成放大的像
3. 当u＝f 时，不成像
4. 当u＜f 时，成正立_____的虚像，像与物形状、左右、上下均相同
放大
等大
颠倒
实验名称 探究平面镜成像的特点 探究凸透镜成像的规律
观察像 的位置 1. 不用光屏时透过玻璃板观察 2. 使用光屏时直接观察光屏 1. 物距大于一倍焦距时直接观察光屏
2. 物距小于一倍焦距在光屏一侧透过透镜观察
注：针对性练习见“专题二　相同、相似装置组合实验”
1. (2023安徽19题)某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点，将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图1所示.
在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图2中的甲所示．
安徽近6年真题
(1)在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中的像，小明在BC之间观察光屏．此后，小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之间观察光屏上的像．上述实验过程中，小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的____(选填“①”“②”
“③”或“④”).
①甲、丙、戊　　　　
②乙、丙、丁
③乙、乙、丁　　　　
④乙、乙、戊
②
(2)小亮继续实验，要在光屏上得到一个缩小的像，可保持光源位置不变，将凸透镜向_____(选填“A”或“C”)移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像．
C
2. (2023定心卷)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，实验装置如图所示，凸透镜焦距为10 cm.
(1)将凸透镜固定在50.0 cm刻度线处，蜡烛移至20.0 cm刻度线位置时，移动光屏，直到光屏上呈现烛焰清晰的像，这个像是倒立、______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像；
拓展训练
缩小
(2)近视眼产生的原因是远处物体所成清晰的像落在了视网膜的前方，为了模拟这一情形，需保持蜡烛位置不变，选择焦距______(选填“大于”
“小于”或“等于”)10 cm的凸透镜替换原凸透镜，然后将光屏向新凸透镜的方向移动才能得到清晰的像．
小于

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