3-4透镜成像
一、引入新课
我们前面学过平面镜成像及其规律，知道了镜中像、水中月。 今天我们认识一下新的仪器：透镜 1、凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。 透镜的几个名称： 光心：透镜的中心
通过透镜中心的光线不会改变传播方向 主光轴：透镜有一定的厚度，两侧的面为球面，
两球面的圆心的连线即为主光轴
2、透镜的作用：凸透镜有汇聚作用，
凹透镜有发散作用。
1） 如右图：当一束平行光通过凸透镜时，在另一侧会相交于一点，叫做焦点，这个点在主光轴上记为F，从光心到该点的距离为透镜的焦距f
2） 当一束平行光通过凹透镜时，透镜另一侧的折射光线的反向延长线交于入射光线的一侧，该点为凹透镜的虚焦点F，到光心的距离为焦距f。当物体通过凹透镜时，会形成一个虚像。虚像与物体在透镜同侧，像比实物小。 3） 生活中的应用：
A、当平行光通过凸透镜时，将光汇聚一点，可以增大焦点处的温度。如：光盘上读取数据
B、根据光路的可逆性，可以在凸透镜的焦点处放一个点光源，就可以在异侧得到平行光。如：幻灯机、投影仪、舞台追光灯 3、凸透镜成像
现在再回顾一下生活中的照相机、投影仪、放大镜等仪器，他们是怎样 思考：他们有一个部分是共同的，是什么呢？
（都有凸透镜，放大镜本身就是凸透镜，并且照相机能使景物在相片上成倒立的像，所成的像比物体小，投影仪能把小的胶片上的画面放大到屏幕上，供大家观看，这就说明所成
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的像比物体大，是倒立的；放大镜能把小小的物体放大，使我们看清楚它们，所成的像是正立、放大的。）
问题：你们知道凸透镜在什么条件下成正立的像，什么情况下成倒立的像？
什么情况下成放大的像，什么情况成缩小的像?什么情况下能用光屏能收到像，什么情况下在光屏上不成像？什么条件下像与物在凸透镜两侧，什么条件下在同侧？ 二、新课学习
（一）、凸透镜成像的规律
1. 提出问题：凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？大家想一想、大胆的猜一猜。
2. 猜想 给学生几分钟时间和提示，做出尽量合理的猜测。
3. 设计实验 同学们猜想得很好，现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确。学生们讨论，制定实验方案，教师巡回指导。 现在我们桌子上有光具座，上面的座可以插蜡烛、光屏、透镜，能来回移动，从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系、蜡烛（做物体用）、光屏（白色的硬纸板作屏）、凸透镜（焦距在10～ 20 cm之间）。 4. 进行实验
（1）测凸透镜的焦距 让凸透镜在阳光下来回移动，找着最小、最亮的点，用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离，这就是这个凸透镜的焦距。也可以让凸透镜离灯光 5 m以外，找亮点，测定出凸透镜的焦距。 （2）开始进行探究实验
方案一：①把透镜放在光具座标尺中央，从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置。
②点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 ③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离。把数据记录成表。 ④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出，将数据记录成表。
⑤当蜡烛到一定位置上时，光屏没有像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜、像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小的，像的正倒，填入表格。 方案二：①把透镜放在桌子中央，把蜡烛、光屏放在其两侧，刻度尺放在桌子上。 ②点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
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③移动蜡烛，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒、测出蜡烛与凸透镜、光屏与凸透镜的距离。把数据记入表格。
④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化，是放大、等大还是缩小，是正立还是倒立，将蜡烛与凸透镜的距离，光屏与凸透镜的距离数据记入表格。
⑤当蜡烛移到透镜的焦点时，在光屏上看不到蜡烛的像，继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上看不到蜡烛的像，拿去光屏，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像。把蜡烛与凸透镜的距离，像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小、正立还是倒立的填入表格。 ⑥归纳总结：
当把蜡烛放在2倍焦距以外的位置，像在凸透镜的另一侧，成倒立、缩小的像。像与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间。
当把蜡烛放在2倍焦距的位置，像在凸透镜的另一侧，像的大小与物体大小相等。是倒立的，像与凸透镜的距离也等于2倍焦距。
当把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间的位置时，像在凸透镜的另一侧，成倒立放大的像，像与凸透镜的距离大于2倍焦距。
当把蜡烛放在1倍焦距的位置时，光屏不成像。
当把蜡烛放在1倍焦距之内，光屏上不成像，像与蜡烛在凸透镜同侧，成正立、放大的像。
当把蜡烛放在大于凸透镜焦距的位置时，物体成倒立的像。当物体从较远处向透镜靠近时像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大。
当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立、放大的像。这个像光屏上得不到。 物体与凸透镜的距离叫物距，用u表示，像与凸透镜的距离叫像距，用v表示。我们接下来把总结的规律和数据填入到书上的表格中。 练习一：
1、下列光学仪器或元件中，对光起发散作用的是（ ）
A．潜望镜 B．平面镜 C．凹透镜 D．凸透镜
2、日常生活中我们经常提到“影”，如“做手影游戏”、“看电影”、“湖中树的倒影”、“用照相机摄影”等。以上词语中的“影”与物理知识对应关系正确的是（ ） A．手影──光的折射 B．倒影──平面镜成像 B．摄影──光的反射 D．电影──光的直线传播
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3、如图1是小明同学画的一条通过凸透镜或凹透镜后折射的光线光路图，错误是
（ ）
4、小明同学做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像。保持透镜位置不变，把蜡烛与光屏的位置对换，则（ ）
A．光屏上有倒立、缩小的实像 B．光屏上有倒立、放大的实像
B．光屏上有正立等大的虚像 D．光屏上没有像 5、光的世界是丰富多彩的，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛应用。 你认为下面的介绍不符合．．． 实际的是（ ） A．近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用 B．照像时，被照者应站在距镜头二倍焦距之外
C．借助放大镜看世界地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距 D．阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，是利用凸透镜对光线的会聚作用
6、把高2 cm的发光棒立于焦距为5 cm的凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了 4 cm高的像，物体离凸透镜的距离可能是（ ）
A．7．5 cm B．12．5 cm C．4．5 cm D． 10 cm 7、投影仪在现代教学中已经得到广泛的应用，投影仪的镜头相当于是一块焦距 不变的凸透镜，下列有关说法正确的是（ ） A．无论物距多大，凸透镜均可成清晰的像 B．投影仪所成的像可以是实像，也可以是虚像
C．要使投影仪清晰成像在更远的屏幕上，投影仪的镜头要距投影片更近一些 D．放大镜就是一个凸透镜，它和投影仪所成像的特点是一样的 8、给某人拍照，先拍全身像，再拍半身像，应当（ ）
A．人离镜头近些 B．人离镜头远些，同时暗箱缩短一些
B．照相机离人近一些，暗箱缩短一些 D．人离镜头近一些，暗箱拉长一些
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三、填空题（每空1分共28分）
9、透镜是利用光的 现象制成的，凸透镜对光线有 作用，凹透镜对光线有 作用。
10、某凸透镜焦距离为10cm，物体放在到凸透镜距离15cm处，凸透镜成的像是______、 的 像。如果将它移向离透镜30cm处，在此过程中，它的像 ，像到透镜的距离 ，（填“变大”、“变小”），在30cm处物体通过透镜成的是_______、________、________像。
11、如图3所示晶状体相当于凸透镜成像实验中的_________。 当眼睛看近处时，睫状体紧张，晶状体变_______，让像落在 视网膜上；当看远处时，睫状体_______，晶状体变______， 也让像落在视网膜上。
12、经常提到的像：①电影银幕上的像，②放大镜中的像，③投影仪上的像，④平面镜成像，其中属于实像的是______，属于反射成像的是____________，属于成正立的像的是_____________(填序号)
13、如图4所示是幻灯机的工作原理图。幻灯机的镜头相当于
一个 镜。为了使观众看到正立的像，幻灯片要 (填
“顺着”或“倒着”)插入架上．用强光照射幻灯片，幻灯片上的 画面在屏幕上形成 像(填“实”或“虚”)。
14、如图5是十字路口处安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶的汽车照片，摄像头的镜头相当于一个 镜。A、B是一辆汽车经过十字路口时，先后拍下的两张照片，可以看出汽车是 摄像头（“靠近”、“远离”）。观察照片可以发现，几乎看不见车内的人，但车的外表却很清晰，是因为车内的人 ，摄像头几乎 无法成像。夜晚，为了不影响司机开车，车内的灯应 。
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四、作图题
15、根据图6中光的传播方向，判断透镜的类型。
16、根据图7中折射光线画入射光线
17、如图8经凸透镜折射光线射到焦点处上平面镜上，请画出入射光线和反射光线。
18、如图9，画出经凸透镜所成的像。 19、如图10，请画出经凸透镜的折射光线。
五、实验题（16分+6分+6分=28分）
20、小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作 并得到了相关结论，请你将空缺部分补充完整。
(1) 将一束平行光射向凸透镜，得到如图11所示的光路图，则该透镜的焦距为 ________cm。
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(2) 将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在 。(3)按如图12所示的方案进行实验和观察，并将观测情况记录在下表中． ①
上表中实验序号2中像的性质为 ，实验序号4
中像距为 cm。 ②当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在
光屏上得到清晰的像，光屏应向 (选填“靠 近”或“远离”）透镜的方向移动。 ③若在光屏上得到如图12所示的图像，成像在光屏的左上角。若要通过调整透镜让像 在光屏的中央，应向_____________（右下，左上，右上，左下）调节。
21、在物理实践活动中，某活动小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律，他们用了 A、B两个焦距不同的透镜分别进行了若干次操作，并把实验数据及部分现象准确地记录在 下表中：
请你完成上表并帮助他们分析从表中获得的信息，把能得出的探究结论填在横线上。 示例：结论一：在成实像的情况下，物体到凸透镜的距离相同时，凸透镜的焦距越长， 像到凸透镜的距离越大。
结
下
论
二
：
在
成
实
像
的
情
况
，
。 22、小苗进行“视力矫正”的探究活动。如图所示（甲）所示它将自己戴的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间。在光屏上得到了一个缩小倒立的清晰实像。
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⑴如图（乙）所示的四幅小图中，正确表示近视眼成像情况的是________图，其中矫正做法正确的是________图。（选填“A”、“B”、“C”、“D”）
⑵若在图中（甲）实验中“取下”近视眼镜。为使光屏上的像清晰。在保持烛焰和透镜位置不变的条件下，应将光屏（ ）
A．保持在原来的位置 B．靠镜透镜 C．远离透镜 D.无论怎样移动光屏都不能使像清晰 参考答案：
选择题 1-8 C B C A C A C D
二、填空题 9、折射 汇聚 10、放大 倒立 实 变小 变小 缩小 倒立 实 11、凸透镜 厚 放松 薄 12、①③ ④ ②④ 13、透镜 倒立 14、凸透 靠近 反射的光线很弱 熄灭
三、作图题 15、略 16、17、18、19如下图
四、实验题 20、(1)10 (2)同一水平高度 (3) ①倒立 缩小 实像 30 ②远离 ③右下 21、放大 缩小 焦距相同在成实像的情况下，物体到凸透镜的距离变大时，像变小。 22、(1)A D (2)B
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第2课时 分析论证
（二）、实像与虚像 我们把光屏上得到的像叫做实像，得不到的像叫做虚像。光屏上能承接的像是实际光线的会聚点。而虚像不能用光屏收到，只能用眼睛看到，它不是实际光线会聚点，而是它们的反向延长线的交点。
（三）、什么情况下凸透镜成实像、什么情况下成虚像。 1. 物体在1倍焦距以外时，成倒立的实像。 2. 物体在1倍焦距内时，成正立的虚像。
例：照相机的原理是物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。
投影仪的原理是物体到凸透镜的距离在2倍焦距和1焦距之间时，成倒立、放大的实像。放大镜的原理是物体到凸透镜的距离小于焦距时，成正立、放大的虚像。 （照相机中调焦环是调节镜头到胶片的距离，拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，拍摄远的景物时，镜头往后缩，离胶片近一些，调焦环上刻着数字，表示拍摄的景物到镜头的距离。光圈是用来控制进入镜头的光的多少，光圈可以开大或缩小，光圈环上刻有光圈数。 快门是用来控制曝光时间的，曝光时间可以从快门上的数字知道。现代的照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门，得到曝光适度的相片，还能自动测量景物到相机的距离，进行自动调焦。这样高度自动化的相机用起来很方便，即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片，所以人们戏称为“傻瓜相机”。 投影仪的构造及作用 投影仪的构造主要有：镜头（相当于一个凸透镜）、投影片（相当于物体）、屏幕（相当于光屏）、聚光镜、光源和反光镜等部分。光源是用来照亮投影片的，聚光镜是由两块螺纹透镜组成，这两块螺纹透镜是用来增大聚光面积，增加投
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影片的亮度。反光镜是平面镜，作用是把射向投影片的光反射到屏幕上。 （四）、小结 本节课我们知道了以下内容； 1.照相机的原理：， 成倒立、缩小的实像。 2.投影仪的原理：， 成倒立、放大的实像。 3.放大镜的原理： 成正立、放大的虚像。 （五）、板书设计 练习二：
一、选择题（每小题2分，共40分）
1、根据图6所示，可判断出蚂蚁到放大镜的距离（ ）
A、小于焦距 B、大于焦距，小于两倍焦距 C、等于两倍焦距 D、大于两倍焦距
2、某凸透镜焦距是10cm，将物体放在离焦点5cm的地方，所成的像（ ） A、一定是实像 B、一定是虚像 C、一定是放大的像 D、一定是缩小的像 3、探究凸透镜成像规律时，小明在凸透镜前放一燃着的蜡烛，移动光屏并在光屏上找到清晰的像。然后将蜡烛远离透镜，调节光屏再次找到一个清晰的像，比较两像 A. 像距增大，像增大 B. 像距减小，像增大 B. 像距减小，像减小 D. 像距增大，像减小
4、在做“探究凸透镜成像实验”时，将焦距为10cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上，位置如图所示。则在光屏上
A．成倒立放大的实像 B．成倒立缩小的实像 B．光屏上不会得到像 D．像距大于10cm小于 20cm 5、一个物体在凸透镜前20cm处时，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距f符合（ ）
A.10cm ＜f＜20cm B.f＞10cm C.f＜10cm D.f＞20cm
6、物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透镜的焦距可能是（ ） A．6cm B．10 cm C．16 cm D．20 cm
7、在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（ ）
A. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动
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B. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动 C. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动
21、一位同学探究“凸透镜成像规律”，凸透镜的焦距是10cm, 某次实验蜡烛距透镜18cm, 移动光屏，光屏上出现清晰像的特点是 ，据此人们
制成了 。 22、凸透镜对光有 作用；把一个焦距是3cm的凸透镜当放大镜使用时，物体到透镜的距离应 （选填“大于”、“小于”或“等于”）3cm。 23、将物体放在距凸透镜2倍焦距外时，在凸透镜另一侧某处成__像。 24、照相机镜头相当于一个 镜，被拍摄的物体应放在离镜头 位置上。 25、一个焦距为10cm的凸透镜，当蜡烛距它15cm时，在光屏上得到一个倒立、 _________ （填：“放大”、“缩小”或“等大”）的像；将蜡烛向透镜移近7cm后，在光屏上 _________ （填：“能”或“不能”）成像． 26、有位同学在做凸透镜成像实验时,不小心将用书将凸透镜挡住了一半,则在光屏上得_____(填能或不能)到完正的像. 27、矫正近视眼所配戴眼镜的镜片是_____________镜, 矫正远视眼所配戴眼镜的镜片是_____________镜。(选填“凹透镜”或“凸透镜”) 28、全国中学生体质健康调研数据表明：中学生近视发生率约为55.22％，且急剧低龄化．如图7所示， (选填“甲”或“乙”)图表示近视眼折光系统的光路示意图，矫正近视眼应佩带 (选填“凸”或“凹”)透镜制成的眼镜片． 29、近视眼只能看清近处的物体，看不清远处物体，为矫正视力，近视眼眼镜的镜片应采用_______透镜，它对光起__________作用。 30、目前，青少年近视现象十分严重，近视眼在看远处物体时，物体的像落在视网膜的____________（选填“前方”或“后面”），需要配戴对光线有________作用的_____透镜进行矫正，使远处物体在视网膜上成倒立、_________的实像。 三、实验,探究题（每空1 分，共 12分） 31、小豪用焦距12cm的凸透镜做成像实验，他把蜡烛和光屏分别置于凸透镜两侧，移动蜡烛与光屏，在光屏上得到清晰的像，记下蜡烛和光屏到凸透镜的距离，数据如下表： 实验次数 蜡烛到凸透镜的距离/cm 光屏到凸透镜的距离/cm 烛焰像的大小/烛焰的大小 1 30 20 0.7 2 24 24 1 3 18 36 2 4 15 60 4 从上表中的数据可以看出： （1）当物体向焦点移动时，物距变小，像距逐渐 ，像的大小逐渐 （选填“变小”、“变大”或“不变”）； 找红酒木盒包装厂,上山东韵舟 广告 所有红酒木盒包装均采用纯实木制作,以精湛的工艺,稳定的质量, 查看详情 > 上海包装
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盒-昆山旭果包装,咨询: 广告 上海包装盒,开发追求更高品质,专业生产各类精细及高端包装产品,厂家直销,量大优惠 查看详情 > 5 （2）四次实验中，像与物之间的最短距离是 cm。 32、在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，凸透镜固定在50cm处，并调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，如图所示． （1）当蜡烛放在光具座30cm处，移动光屏，光屏上得到倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距f= cm． （2 ）当蜡烛放在光具座20cm处，移动光屏，得到像的特点是：倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像， 就是利用这一原理制成的（填一光学仪器名称）． （3）当蜡烛放在光具座上的45cm处，观察正立、放大的 像（选填“实”或“虚”）． 33、小强用一个焦距为8cm的凸透镜做“凸透镜成像规律实验”，装置如图所示。首先，他们将凸透镜固定在光具座标尺上50cm的位置．再
将蜡烛放在38cm的位置，左右移动光屏，直到屏上出现清晰的像。 ①此时的像是 的实像(填“放大”或“缩小”)。向左移动蜡烛，像变 (填 “大”或“小”) 。 ②此时，若有一只苍蝇落到凸透镜上，则屏上 成完整的烛焰的像(填“能”或 “不能”)。 ③小强将自己的近视跟镜放在
凸透镜前，若想得到清晰的像，应向 移动光屏(填 “左”或“右”)。 ④透镜位置不变，将蜡烛移到标尺上45cm处，此时小强应站在 侧(填“蜡烛” 或“光屏”)，观察蜡烛的像。 四、作图题（每空2分，共8分） 34、
如图18所示，请在答题卡的图18中作出AB入射光线经凸透镜折射后的折射光线。 6 35、如图8所示，请画出入射光线A、B、C经过透镜后的折射光线。 36、根据入射光线和折射光线，在如图的虚线框内画出适当的透镜。 参考答案 一、选择题 1、A 2、C 3、C 4、A 5、C 6、B 7、A 8、B 9、B 10、D 11、D 12、C 13、B 14、B 15、B 16、C 17、A 18、A 19、C 20、A 二、填空题 21 、 22、会聚； 小于23、倒立缩小的实 24、凸透镜 大于2f25、放大；不能26、能 27、 凹透 凸透 28、 乙 凹29、 凹 发散 30、前方 发散 凹 缩小 三、实验,探究题 31、变大 变大 48 32、（1）当蜡烛放在光具座30cm处，移动光屏，光屏上得到倒立、等大的实像，说明蜡烛到透镜的距离为二倍焦距，凸透镜固定在50cm处，因此凸透镜的焦距是10cm； （2）当蜡烛放在光具座20cm处，蜡烛到透镜的距离为50cm﹣20cm=30cm＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机； （3）当蜡烛放在光具座上的45cm处，
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蜡烛到透镜的距离为50cm﹣45cm=5cm＜f，成正立放大的虚像，应用是放大镜． 故答案为：（1）10；（2）缩小；照相机；（3）虚．33、①放大 小 ②能 ③右 ④光屏 六、作图题 34、答案如图18所示 35、 36、如答图1所示（2分）
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