53探究凸透镜成像规律分析

《探究凸透镜的成像规律》教学设计一、基本信息二、教学分析教学重点 探索凸透镜成像规律的过程。

教学难点理解凸透镜成像的变化规律。

教学方法与策略采取小组合作探究与讨论交流相结合的教学方法。

教学媒体实物投影仪、多媒体课件、PowerPoint 课件三、教学过程请采用下述的表格式描述，尽量采用写实的方式描述教学过程的真实情景，尽量将教学中的关键环节以及教学过程中某些值得注意和思考的现象和事件描述清楚。

教学环节教师活动 学生活动对学生学习过程的观察和考查，以及设计意图创 设 情 境， 引 出 课 题 【图片展示】 【引导语】假期老师去旅游拍了一些风景，大家一起来欣赏。

【问题导引】用到了哪些器材才把美丽的景色搬上了银幕？【图片展示】【问题导引】1．大家是否想过，照相机、投影仪的镜头都是凸透镜，为什么一个成缩小的像，另一个成放大的像呢？2．透镜的什么不一样？描述透镜的重要参数是什么？【观察】美丽的西藏风光的图片。

【思考】根据自己的生活经历，思考老师提出的问题。

【回答】用照相机照相然后用投影仪投到银幕上。

【观察】照相机和投影仪的图片。

【回答】1．照相机和投影仪的镜头不一样。

2．凸透镜的焦距不一样。

教师通过展示美丽的西藏风光，自然顺畅的创设了凸透镜成像的情境，为提出本节课的问题做了铺垫，有助于学生将日常的生活经验与本节课的新知识建立联系，体现了从生活走向物理的理念。

另外通过对照相机和投影仪成像的比较分析，补充了学生的认知经验，从而顺利的构成了凸透镜成像大小与凸透镜的焦距有关的知识。

【引导语】通过观察同学们发现焦距不同的凸透镜所成像的大小可能是不同的，那焦距相同的凸透镜所成像的大小就一定是相同的吗？我们一起来研究研究。

【器材展示】【问题导引】1．光屏上成的像与物体比较有什么特点？2．光屏上成的像是实像还是虚像？【实验演示】教师缓慢移动透镜，光屏上的像由大变小。

【问题导引】1．光屏上的像发生了什么变化？2．谁的变化引起了像的变化？3．透镜位置变化造成了透镜与谁的距离的变化？【课件展示】【知识总结】物体到透镜的距离叫物距（u）；像到透镜的距离叫像距（v）。

探究凸透镜成像的规律——实验报告班级：___________ 实验日期：____________ 指导教师：___________学生姓名：________ 合作者：_____________一、实验目的（1）通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。

（2）通过经历探究过程，提升学生对证据的分析和论证能力。

（3）通过探究活动，体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义。

二、知识准备（1）凸透镜是许多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像。

凸透镜在照相机中成、立的_____像；通过投影仪成、立的像；用凸透镜做放大镜时，成、立的像。

（2）实像和虚像的区别：实像由光线会聚而成，虚像由实际光线的会聚而成；实像是的（选填“倒立”或“正立”）；实像用光屏承接，虚像（选填“能”或“不能”）。

三、进行实验（1）实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、带刻度尺的光具座。

（2）提出问题照相机和投影仪都成倒立的实像，所不同的是：物体距离照相机的镜头比较远，在胶片上成缩小的实像；物体距离投影仪的镜头比较近，在屏幕上成放大的实像。

当凸透镜作为放大镜使用时，成的是放大的虚像，物体必须距离放大镜比较近。

可见，像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的有关系。

像的虚实、大小、正倒跟物距有什么对应关系呢?（3）猜想与假设结合《生活中的透镜》跟小组同学讨论，提出合理的猜想。

①可能与的距离有关。

生活中的支持事例：照相机、投影仪和放大镜的成像特点不同，是因为物体到透镜的距离不同。

②可能与有关。

生活中的支持事例：同一物体通过照相机成像，当照相机的焦距改变时（调焦），凸透镜所成像的大小会改变。

（4）设计实验①物距和像距：物距u是指物体到透镜光心的距离；像距v是指像到透镜光心的距离。

②如图所示，我们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。

以焦距为参照距离，对物距和像距进行研究。

（5）实验提示①实验时把凸透镜放在光具座的中央位置不动，并调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在处。

专题五透镜及其应用5.3凸透镜成像规律——三年（2021—2023）中考真题分项精编一、单选题1．（2023·宁夏·统考中考真题）如图是“探究凸透镜成像规律”的实验，其中成像性质与投影仪成像性质相同的是（）A．B．C．D．【答案】C【详解】A．由图可知，物距大于像距，且能在光屏上成实像，因此可知，此时成倒立缩小的实像，应用于照相机，故A不符合题意；B．由图可知，物距等于像距，且能在光屏上成实像，因此可知，此时成倒立等大的实像，可以判断凸透镜焦距，故B不符合题意；C．由图可知，物距小于像距，且能在光屏上成实像，因此可知，此时成倒立放大的实像，应用于投影仪，故C符合题意；D．由图可知，不能在光屏上成实像，因此可知，物距在一倍焦距之内，因此此时成正立放大的虚像，应用于放大镜，故D不符合题意。

故选C。

2．（2023·山东日照·统考中考真题）某兴趣小组开展“创新服务生活，科技改变未来”的科技创新活动，模拟制作一款“智能”行驶玩具车。

该玩具车利用车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，完成“自动”驾驶。

作为传感器之一的摄像头，下列说法正确的是（）A．摄像头的镜头是凹透镜B．遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸C．摄像头成的像是正立的虚像D．成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内【答案】B【详解】AC．物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用是照相机，摄像头成像的原理与照相机原理相同，摄像头的镜头相当于凸透镜，故AC错误；B．凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大，故遇障碍物时，要想成更大的像，镜头应该向前伸，故B正确；D．在物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，故摄像头成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以外，故D错误。

故选B。

3．（2023·湖南株洲·统考中考真题）如图，放大镜能使我们看清邮票的细微之处。

下列能用来说明其成像原理的图是（）A．B．B．C．D．【答案】C【详解】放大镜能使我们看清邮票的细微之处，是利用凸透镜成像规律，物距在一倍焦距之内，成正立、放大的虚像；A．小孔成像是利用光的直线传播原理，故A不符合题意；B．人从平面镜看到蜡烛，是利用光的反射原理，故B不符合题意；C．蜡烛在凸透镜的一倍焦距之内，根据凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像。

凸透镜成像规律知识·解读一、基本概念1、物距：物体到凸透镜光心的距离，用u表示；2、像距：像到凸透镜光心的距离，用v表示；3、焦距：焦点到凸透镜光心的距离，用f表示。

二、成像规律物距(u) 像距(v) 像的性质像物应用u>2f f<v<2f 倒立、缩小的实像异侧照相机u＝2f v＝2f 倒立、等大的实像异侧f<u<2f v>2f 倒立、放大的实像异侧投影仪u＝f 平行光不成像u<f |v|>u 正立、放大的虚像同侧放大镜1、一焦分虚实：u＝f是成实像与虚像的分界点，u>f成实像；u＝f不成像；u<f成虚像。

2、二焦分大小：u＝2f是成缩小实像与放大实像的分界点，u>2f成缩小的实像；u＝2f成等大的实像；f<u<2f成放大的实像。

3、实像皆倒立，虚像皆正立。

四、凸透镜成像公式:典例·解读类型一透镜焦距判断例1、某物体放在凸透镜前20 cm处时，在光屏上得到了物体倒立、缩小的清晰实像，则该凸透镜的焦距可能是( )。

A．20 cm B．15 cm C．10 cm D．5 cm【答案】D【解析】根据凸透镜成像规律，当在光屏上成倒立、缩小的实像时，物距(物体到凸透镜的距离)应大于2倍焦距，而实际物距为20 cm，由此推断焦距小于10 cm，故正确选项为D。

题型二透镜成像规律例2、对同一种色光，下列各光路图中正确的是（）【答案】C【解析】根据u＝2f时，v＝2f。

此时成倒立、等大的实像。

像与物关于透镜刚好对称。

故应选C。

题型三透镜的前后调节问题例3、蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎风蝶，他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，为了拍摄照片乙，应（）A.相机适当靠近蝴蝶，镜头略向外伸B.相机适当靠近蝴蝶，镜头略向内缩C.相机适当远离蝴蝶，镜头略向外伸D.相机适当远离蝴蝶，镜头略向内缩【答案】A【解析】由图可知，甲图中的蝴蝶的像小于乙图，即从甲图到乙图，像变大，则应缩小物距，将相机靠近蝴蝶。

探究凸透镜成像规律的实验报告实验报告：探究凸透镜成像规律一、实验目的：1. 掌握凸透镜的基本原理。

2. 研究凸透镜成像的规律，包括物距、像距、倍率与透镜焦距的关系。

二、实验原理：1. 凸透镜是由透明的玻璃或其他材料制成的，两个表面都是曲面。

其中一面是凸面，另一面是凹面。

凸透镜可以将光线聚焦到一个点上，这个点叫做焦点。

2. 凸透镜的主轴是一个虚线，连接凹面和凸面的中心。

在对称的透镜中，主轴经过透镜的中心，称为光轴。

3. 物体到凸透镜的距离叫做物距，用符号"u"表示；像到凸透镜的距离叫做像距，用符号"v"表示；物体的高度叫做物高，用符号"h"表示；像的高度叫做像高，用符号"h’"表示。

4. 根据凸透镜成像公式，可以得到以下关系：1/u + 1/v = 1/fh'/h = -v/u其中，f表示焦距。

三、实验材料和器材：1. 凸透镜2. 直尺3. 定位器4. 屏幕5. 光源6. 实验装置固定架7. 实验平台四、实验步骤：1. 将凸透镜放置在实验装置固定架上，并调整透镜与主轴的夹角为0度。

2. 将光源放在实验平台上，使光线垂直射向凸透镜的中心。

3. 在主轴上方放置一个屏幕，并与凸透镜成一定距离，调整屏幕与主轴的高度对准目标光点。

4. 将不同高度的物体放在凸透镜的主轴上，测量物体与透镜的距离，并记录下物体与屏幕的距离。

5. 分别测量不同物体高度的像高，并记录下来。

五、实验数据记录与处理：根据实验步骤得到的数据，可以计算出不同物距、像距、物高和像高之间的关系。

利用凸透镜的成像公式可以验证实验结果。

通过实验数据和成像公式进行比对，可以得出凸透镜成像规律的实验结论。

六、实验结论：根据实验数据的分析结果，可以得出凸透镜成像规律如下：1. 当物体距离凸透镜的距离增加时，像的距离减小。

2. 当物体距离凸透镜的距离等于焦距时，像距离无限大，即像位于无穷远处。