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4.5科学探究：凸透镜成像 学案

一、知识回顾
1.当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线，法线在_____；折射光线和入射光线分居_____，折射角_____入射角，入射角增大时，折射角_____，光线垂直射向介质分界面时，传播方向_____；在折射现象中，光路是_____（选填“可逆”或“不可逆”）的．
2.一束光线从空气中斜射入某透明介质上，在界面上发生了反射和折射．已知入射光线与界面的夹角是34°，反射光线与折射光线垂直，则反射角为_____，折射角为_____．
二、学习目标
1.了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，透镜的焦点、焦距。
2.了解凸透镜和凹透镜对光的作用、会画透镜对三条特殊光线折射的光路图。
3. 知道凸透镜成像规律，了解凸透镜成像规律的应用。
4.通过合作探究活动，探究凸透镜成像的规律、体验科学探究的过程和方法。
三、课前预习
1.凸透镜是中间_____________两边________。凸透镜对光线有__________作用
2.凹透镜是中间_____________两边________。凹透镜对光线有__________作用
3. 主轴：通过透镜两个球面__________的直线。
4.焦点：和主光轴平行的光线射到凸透镜上后会折射，折射光线相交于主轴上的一点，这一点叫实焦点，用________表示。和主光轴平行的光线射到凹透镜上后会折射，折射光线的反向延长线相交于凹透镜另一侧主轴上的一点，这一点叫虚焦点，用 表示。
5.光心：即凸（凹）透镜的几何中心，光线通过此点_________改变方向。
6. 焦距：凸透镜的___________与____________之间的距离，用______表示。
7. 用太阳光测出凸透镜的焦距，说出你的方法
8.在空格处画出相应的凸（凹）透镜（三种特殊光路）

1．平行的入射光经凸透镜折射后通过焦点 2．从焦点射出的光线经凸透镜折射后变成平行光线 3．通过光心的光线不改变方向，即沿直线传播。


1．平行的入射光经凹透镜折射后的折射光线的反向延长线通过焦点 2．发散的光线经凹透镜折射后变成平行光线 3．通过光心的光线不改变方向，即沿直线传播。

9.【合作探究】
（一）提出问题
回顾以上观察的过程，我们发现凸透镜所成的像的性质，即大小、虚实、正倒是不同的，根据你的观察，你认为凸透镜成像的性质与什么因素有关？ 进行实验，完成下面的探究报告。
（二）猜想与假设
凸透镜成不同像的原因可能是和_____________________有关。
（三）设计实验
小组内讨论完成下列问题
1、明确你所用凸透镜的焦距f=______cm
2、为了让像成在光屏的中心，应把凸透镜、烛焰、光屏三者中心摆在__________________
3、焦点到光心的距离叫焦距，那么物体到光心的距离叫_________，用 表示，像到光心的距离叫________________，用 表示。
4.实像是有能量的 ，能承接在 。虚像是没有能量的 ， 承接在光屏。
（四）、进行实验
1、在光具座上固定好凸透镜，把蜡烛放在不同位置，移动光屏，找到两个蜡烛火焰缩小清晰的像，将观察到的现象记录在下表中。分析物距和焦距的关系，你能找到什么条件下成缩小的像吗？
2、把蜡烛放在不同位置，移动光屏，找到两个蜡烛火焰放大清晰的像，将观察到的现象记录在下表中。
4、当u=2f时，你将观察到怎样的像？把数据填入表格。

5、当u=f时，凸透镜还能成像吗？把数据填入表格。


表格设计：凸透镜的焦距f= ?????cm
项目次数 物距f/cm 物距与焦距的关系 像距v/cm 像距与焦距的关系 像的性质
正倒 大小 虚实
1
2
3
4
5
6
7
（五）分析论证
分析得出的数据，思考下列问题：
（1）凸透镜什么条件下成实像？什么条件下成虚像？

（2）凸透镜什么条件下成缩小的实像？什么条件下成放大的实像？
（六）归纳结论
（1）当物体位于凸透镜的__________________时，成等大、倒立的_______________像；
（2）当物体位于凸透镜的_____________ _____之间时，成放大、倒立的___________像；
（3）当物体位于凸透镜的______________________之外时，成缩小的________________像；
（4）当物体位于凸透镜的_____________________之内时，成_____________、正立的虚像；
通过观察，我们还发现：
当蜡烛从2倍焦距以外的距离向凸透镜移动时，像的大小有什么变化？像的位置有什么变化？
10.凸透镜成像规律的应用
（1）照相机的原理是 。
（2）电影放映机和投影仪的原理是 。
（3）放大镜的原理是 。
四、达标练习
1.在研究凸透镜成像的实验中，
（1）、用一束平行光正对着凸透镜射入，经凸透镜后会聚于A点，测得A点距凸透镜8CM，则此透镜的焦距是__________CM。
（2）、一蜡烛放在此凸透镜前6CM处，经透镜折射后可得到一个____________________的像。
（3）、此蜡烛放在此凸透镜前10CM处，经透镜折射后可得到一个____________________的像。
（4）、此蜡烛放在此凸透镜前16CM处，经透镜折射后可得到一个____________________的像。
（5）、此蜡烛放在此凸透镜前19CM处，经透镜折射后可得到一个____________________的像。
2、凸透镜成缩小实像的条件是物距应满足：（? ）
A、小于2倍焦距；?????? B、大于2倍焦距；
C、等于焦距；????????? ?D、在1倍焦距和2倍焦距之间；
3、在凸透镜的成像现象中、下列说法中错误的是：（???? ）
A、凡是实像必是倒立的；???????? B、凡是虚像必是正立的；
C、凡是放大的像必是虚像；?????? D、凡是缩小的像必是实像
4、有一物体在凸透镜5倍焦距以外的地方、沿着主光轴逐渐移到1.5倍焦距处、像的变化是：（? ）
A、从小变大；? ?B、从大变小；
B、不变； ??????D、从小变大、又从大变小；
5、一个凸透镜的焦距为7厘米、物体在凸透镜前11厘米处、通过凸透镜所成的像是：（????? ）
A、倒立、放大的实像；???????????? B、正立、放大的实像；
C、正立、放大的虚像；???????????? D、倒立、缩小的实像。
6、根据入射光线和折射光线在右图中画出适当的透镜。

7、如下图所示，画出经过凸透镜折射后的两条光线。




五、知识梳理
通过这节的学习我知到了：



六、拓展延伸

1、有一副眼镜，如何知道它是凸透镜还是凹透镜？如果知道了是凸透镜，那又如何测量出它的焦距？
2、小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图所示。a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。

（l）在a、b、c、d、e这五个点中：
①把烛焰放在______点上，可以成正立、放大的虚像。
②把烛焰放在______点上，成像最小。
③把烛焰放在______点上是属于照相机原理。
④把烛焰放在______点上是属于投影仪原理。

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