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沪科版（2024）八年级（全一册）第二节 探究：凸透镜成像的规律获奖课件ppt
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这是一份沪科版（2024）八年级（全一册）第二节 探究：凸透镜成像的规律获奖课件ppt，文件包含42探究凸透镜成像的规律教学课件pptx、42探究凸透镜成像的规律分层作业原卷版docx、42探究凸透镜成像的规律分层作业解析版docx等3份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
在中国航天的“太空授课”中，航天员在空间站内，做出了水透镜。通过这个水透镜，我们看见了航天员倒立缩小的像。我们已经知道平面镜成像的特点，那么凸透镜成像有怎样的特点呢?是否一定成倒立缩小的像?下面，我们通过实验来进行探究。
第二节 探究：凸透镜成像的规律
1 通过观察与实验，了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。（科学探究）2 能认识光心、焦点和焦距，会画光路图。（科学思维）3 能用这些知识解释生产生活中的相关现象。（物理观念）
1 学习新课2 课堂总结3 课后作业全解4 综合提升训练
一、探究凸透镜成像的规律
【实验目的】1. 探究凸透镜成像的规律。2. 体会实像与虚像的区别。【实验器材】凸透镜（已知焦距）、光具座（带刻度尺）、蜡烛（或其他光源）、光屏和火柴。
【实验设计】在光具座上，将点燃的蜡烛从离透镜较远的位置（2倍焦距外）逐渐靠近凸透镜。调整光屏位置使烛焰发出的光经凸透镜折射后，在光屏上成清晰的像；光屏上不能成像时，透过凸透镜观察烛焰的像。通过观察分析得出凸透镜成像的规律。
物距u：物体到透镜光心的距离。像距v：像到透镜光心的距离。
【实验步骤】1. 将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，注意三者之间的相对位置，如图所示。2. 点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度。
3. 将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中。4. 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，同时调整光屏，在烛焰经凸透镜折射后在光屏上分别成等大清晰的像、放大清晰的像时，将成像的情况和物距、像距等记录在表中。5. 将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像。再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像。撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像。将观察到的情况记录在表中。6. 重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况。
凸透镜焦距 f=10 cm
1. 将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），取u=30cm；烛焰经凸透镜折射后在光屏上成倒立、缩小的实像；像距v=15cm。
缩小 倒立 实像 30 15
等大 倒立 实像 20 20
2. 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，当在光屏上成等大清晰的像时，像距u=20cm，物距v=15cm；光屏上的像是倒立的。
3. 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，当烛焰在光屏上成放大清晰的像时，物距u=15cm，像距v=30cm；光屏上的像是倒立的。
等大 倒立 实像 15 30
4. 将蜡烛移到凸透镜焦点处，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。
5. 将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察到烛焰在光屏上不能成像。撤去光屏，眼睛透过凸透镜，能看到虚像。
放大 正立 虚像 7
（1）实验中，怎样确定光屏上的像是清晰的?（2）实像与虚像有哪些不同?
（1）实验中，确定光屏上的像是清晰的方法：当成像边缘比较整齐、亮度最大的时候，可以认为这个像是最清晰的。（2）实像与虚像的不同：实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。虚像虽然能用眼睛直接观看，但不能用光屏承接。
（3）太空授课中航天员成像时，物距与水球的焦距存在怎样的关系?（4）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？（5）像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的像？在什么条件下成放大的像？
（3）太空授课中航天员成像时，物距与水球的焦距的关系是：因为图中所成的像为倒立、缩小的实像，所以物距在水球的两倍焦距之外。（4）u=f 是成虚像和实像的分界点，当物距大于透镜的1倍焦距时，成实像，当物距小于透镜的1倍焦距时，成虚像。（5）u=2f 是成像大小的分界点，当物距大于透镜的2倍焦距时，物体成缩小的像，当物距小于2倍焦距时，物体成放大的像。
（6）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？（7）物距、像距与像的大小关系：凸透镜成放大像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小像时，物距跟像距相比，哪个比较大？
（6）凸透镜所成的实像都是异侧倒立，虚像都是同侧正立。（7）不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距大于物距，成缩小的像时必定像距小于物距。
物距减小，像距变大，像变大。
（8）像和像距随物距的变化规律是什么？
一焦分虚实，二焦分大小；物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。
【凸透镜成像规律的口诀记忆】
【凸透镜成像规律的表格记忆】
动画演示—《凸透镜成像规律》
视频演示——《探究凸透镜成像的规律》
【例题1】如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则：①把烛焰放在_________点，屏上出现的像最大；②把烛焰放在_________点，屏上出现的像最小。③把烛焰放在_____点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。④把烛焰放在_____________点，光屏上不会出现像。
根据凸透镜成像规律，物体放在焦点之外，物距越小，像距越大，实像越大。当屏上像最大时，则物距是最小的，c点符合；当屏上像最小时，则物距是最大的，a点符合；烛焰放在c点时，屏上出现最清晰像时，屏距凸透镜最远。物体放在焦点处或之内时，屏上均不能成像，d、 e点符合。
【例题2】在第一次凸透镜成像的实验课上，昊轩同学利用如图所示器材进行探究，将焦距为10cm的凸透镜固定在50cm刻度线处。（1）实验前，调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在________；（2）当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏的中心成清晰的像，此时光屏上所成像的特点与__________原理相同；（3）当小海将蜡烛移至35cm刻度线处时，应移动光屏，才能在光屏上成清晰的倒立、______ 的实像。
（1）实验前，调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度，使像成在光屏的正中央。（2）当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏的中心成清晰的像，物距大于两倍的焦距，像距在一倍焦距和两个焦距之间，此时光屏上所成像成倒立的缩小的实像，是照相机。（3）小海将蜡烛移至35刻度线处时，物距等于15cm，此时物距在一倍焦距和两倍焦距之间，则像距会大于两倍焦距，此时应该向右移动光屏，而且光屏上成清晰的倒立、放大的实像。
【例题3】小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验，实验所用凸透镜的焦距为f=10cm，他把凸透镜固定在光具座上50cm处，调节蜡烛的烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。①如图所示，若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏应在_________（选填“50～60cm”、“50～60cm”）范围内移动；②保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在 30cm刻度线处，调整光屏到透镜的距离，则会在光屏上看到烛焰_____（选填“放大”、“缩小”或“等大”）倒立的像；
③为了使光源更加比较稳定，发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源进行实验。当“F”形光源在35cm刻度处，在光屏上得到清晰的像，应该是图丙中的______（填序号）。
①由图可知，物距u=40cm>2f，则成倒立、缩小的实像，像距满足fu=50.0cm-35.0cm=15.0cm>f所以成倒立、放大的实像，成像时左右颠倒，上下相反。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
1. 照相机 （1）照相机原理： 物距u＞2f 时 ，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f
二、凸透镜成像规律的应用
①调节依据：凸透镜成倒立、缩小的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法当像偏小时，使物体靠近相机，暗箱拉长；当像偏大时，物体远离相机，暗箱缩短。
人们常用照相机留存生活中的珍贵瞬间。无论是胶卷相机还是数码相机，其镜头都相当于凸透镜。使用胶卷的照相机通过镜头在照相机内部的底片上形成倒立缩小的实像。用纸板做两个可套在一起且能前后滑动的纸筒，纸筒一端固定凸透镜，即镜头；另一纸筒的一端粘贴半透膜，即底片。将镜头正对景物，前后伸缩纸筒调节成像位置，使半透膜上出现景物缩小、倒立的实像，这就是照相机成的像。用你自制的相机给同学们“拍个照”吧!
（1）投影仪原理： 物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f
①调节依据：当凸透镜成倒立、放大的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法：当像偏小时，使投影片靠近镜头，投影仪远离屏幕；当像偏大时，投影片远离镜头，投影仪靠近屏幕。
（1）放大镜成像原理当物距 u
由图甲可知，物距大于二倍焦距，所以是照相机的工作原理。图乙，蜡烛到凸透镜的距离小于焦距，此时在凸透镜的另一侧可以观察到正立、放大的虚像，所以乙是放大镜的工作原理。
【例题4】如图所示，甲是__________的工作原理图，乙是_______的工作原理图。（选填“照相机”、幻灯机”或“放大镜”）
【例题5】物理实验课上，如图所示为小海做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，当点燃的蜡烛、透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像。则（ ）A．物距为40cm，像距为50.0cmB．光屏上成倒立、缩小的实像C．照相机应用了该次实验的成像规律D．投影仪应用了该次实验的成像规律
AB．由图示知，物距为 u=40.0cm-30.0cm=10.0cm光屏到凸透镜的距离，即像距为 v=90.0cm-40.0cm=50.0cm则物距小于像距，成倒立、放大的实像，故AB不符合题意；C．照相机所成的像是倒立、缩小的实像，故照相机不是应用该次实验的成像规律，故C不符合题意；D．投影仪成倒立、放大的实像，故投影仪应用了该次实验的成像规律，故D符合题意。
三、用作图法研究凸透镜成像规律
1. 凸透镜的三条特殊光线
③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点
2. 物距大于2倍焦距，即u＞2f 时
物距 u>2f 时， 成倒立、缩小的实像，像距v f
物距U：f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，像距 v>2f
当物距u
当物距u=2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，像距v=2f
5. 物距u=2f 时
当物距u=f 时，凸透镜不成像
物距 u=f 时，折射光线不能会聚，反向延长线也不能会聚。
6. 物距u=f 时
平行于主光轴的光线折射后过焦点，通过光心的光线传播方向不变，两条折射光线交点即是A的像A′。
【例题6】请用作图法找出蜡烛火焰A点的像A′ 。
表格总结——凸透镜成像规律
视频总结——《凸透镜成像规律》
1．透过一滴水珠看物体，你看见的“物体”会有什么变化？尝试解释观察到的现象。
水珠相当于凸透镜。透过一滴水珠看物休时，若物体在其2倍焦距以外，看到的是物体倒立、缩小的实像；若物体在其1倍焦距和2倍焦距之间，看到的是物体倒立、放大的实像；若物体位于其1倍焦距以内，看到的是成正立、放大的虚像。
1．请完成“探究凸透镜成像的规律”的实验报告，并在实验报告中说明你收集的证据是怎样支持实验结论的。
实验目的：1.探究凸透镜成像的规律。 2.体会实像与虚像的区别。实验器材：凸透镜、光屏、光具座 、蜡烛和火柴等。实验步骤：┈┈┈分析论证：┈┈┈实验结论：┈┈┈反思交流：┈┈┈
2．透过一颗水珠看物体，你看见的“物体”会有什么变化？尝试解释观察到的现象。
水珠相当于凸透镜。透过一滴水珠看物体时，若物体在其2倍焦距以外，看到的是物体倒立、缩小的实像；若物体在其1倍焦距和2倍焦距之间，看到的是物体倒立、放大的实像；若物体位于其1倍焦距以内，看到的是成正立、放大的虚像。
3．探究凸透镜成像的规律，完成下列各题:（1）按图（a）所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为多少?（2）调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度的目的是什么?（3）将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论如何移动光屏总找不到像，可能的原因是什么?（4）假设在如图（b）所示的条件下，烛焰恰好能在光屏上成清晰的像。若在此情况下沿光具座移动蜡烛远离凸透镜，为能再次在光屏上看见烛焰清晰的像，应怎样移动光屏?
（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以图甲中凸透镜的焦距f=60cm-50cm=10cm（2）调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度的目的是像成在光屏的中央。（3）将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论如何移动光屏总找不到像，可能的原因是：物距小于焦距，成了虚像；也有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；还有可能是物体放在焦点上，不能成像。（4）如果将蜡烛在图（b）的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，即物距变大，像距应该变小，故光屏应向靠近透镜的方向（左）移动。
这个像与图中D选项相近.把点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外，即物距大于2倍焦距，在凸透镜另一侧的光屏上成倒立、缩小的实像。
4．如图所示，把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜 2 倍焦距以外，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像，这个像与图中哪个选项相近?请说明理由。
5．照相时，在某位置从取景器只能看到被拍者身体的上半部分。如果想拍到其全身像，在其他条件不变的情况下，相机应该靠近还是远离被拍者?为什么?
照相机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于凸透镜的2倍焦距外时，能在胶片上得到倒立缩小的实像，物距越大，所成的像越小。在某位置从取景器只能看到被拍者身体的上半部分，说明像太大，相机离被拍者太近。如果想拍到其全身像，在其他条件不变的情况下，相机应该远离被拍者，以增加物距，使像变小。
由图可知，此时的物距等于像距，即u=v=20.0cm，光屏上成的是倒立、等大的实像，则 u=2f=20.0cm 故f=10.0cm 将蜡烛移动到35cm刻度处，此时的物距u=50.0 cm- 35.0 cm= 15.0cm物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，故应向右移动光屏，因为像距大于物距，光屏上呈现倒立、放大的清晰的像。
6．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35 cm刻度处，则应将光屏向________（选填“左”或“右”）移动，光屏上才可得到倒立、________、清晰的实像。
此时像距小于物距，光屏上的像时倒立缩小的实像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏交换位置后，光屏上还能呈现清晰的像。如果凸透镜的位置保持不变，将蜡烛和光屏的位置互换，根据光的折射中光路可逆的原理，光屏上仍然能够成像。此时，像距大于物距，凸透镜成倒立放大的实像。
7．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、_______（选填“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，光屏上还能呈现清晰的像吗?如果能，此时烛焰的像有什么特点?
智能手机的成像原理主要涉及到光学技术、感光元件、以及图像处理技术。首先，智能手机的镜头系统通过透镜将光线聚焦在感光元件上，形成清晰的图像。感光元件是手机相机的核心部件，能够将光线转换成电信号，从而形成图像。随着技术的进步，手机相机的感光元件已经能够实现更高的像素和更广的动态范围，捕捉更多的细节和色彩。其次，手机成像原理还涉及到图像处理技术。手机相机通过内置的图像处理芯片对捕捉到的图像进行优化和修饰，提供更加真实和艺术化的效果。最后，智能手机拍照原理是通过光学系统聚焦光线，影像传感器将光线转化为电信号，图像处理器对电信号进行处理，最后存储在存储器中。
8. 人们现在广泛使用智能手机来拍照。请上网查询与手机镜头成像原理有关的内容，并查询不同型号的手机镜头的成像原理是否一样，整理了解到的信息，然后跟同学分享你的收获。
1．凸透镜成放大的实像时，物距与像距哪个更大?成缩小的实像时，情况又如何?答：凸透镜成放大的实像时，物距大于像距；成缩小的实像时，物距小于像距。2. 示例：我们已经知道了凸透镜能够成像，那么凹透镜能够成像吗?答：凹透镜可以成像，但只能成正立、缩小的虚像。
1．图记录了三次改变物距的成像情况，请用 A′、B′、C′分别对应标出物体在位置 A、B、C 时所成的像。
物体在位置 A、B时，物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立缩小的实像，且物距越大，像越小；物体在位置 C时，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，凸透镜成倒立放大的实像。
2. 在如图所示光具座上，将凸透镜放在蜡烛与光屏间某位置后，观察到光屏中央成清晰等大的像。若将蜡烛移至“45厘米”刻度处，再移动光屏，看到的现象是（ ）A．倒立放大的实像B．倒立缩小的实像C．正立放大的虚像D．光屏上不成像
根据凸透镜成像规律可知，当u=v=2f时，成倒立等大的实像，由图可知u=v=2f=20.0cm故f=10.0cm，若将蜡烛移至45cm处，则物距为5.0cm，小于1倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上不成像。故选D。
3．用焦距为f的凸透镜探究成像规律的实验中，当发光物体和凸透镜的位置如图所示时，光屏上所成清晰的像在图中______（填数字序号）区域（图中光屏未画出），将发光物体与光屏的位置互换，光屏上仍能成清晰的像，成像规律与________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。
由图可知，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像，像在2倍焦距以外，故光屏上所成清晰的像在图中④区域，将发光物体与光屏的位置互换，由光路的可逆性可知，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，成像规律与照相机相同。
4．如图所示，现在有很多场所的安保工作中采用人脸识别系统，识别系统的摄像机可以自动将镜头前1 m处的人脸拍摄成数码相片传递给计算机进行识别，摄像机的镜头（ ）A．相当于凸透镜，焦距可为0.5 mB．相当于凸透镜，焦距可为0.1 mC．相当于凹透镜，焦距可为0.5 mD．相当于凹透镜，焦距可为0.1 m
摄像机的镜头相当于一个凸透镜，是利用了凸透镜成倒立、缩小的实像原理，此时物距大于2倍焦距，即u＞2f，得出 f＜0.5m.所以选B。
5. 如图所示为某同学用放大镜观察挂图上的昆虫的情景，下列说法正确的是（ ）A．此时人眼看到的是昆虫正立、放大的实像B．此时人眼到放大镜的距离一定小于焦距C．放大镜成像是因为光通过放大镜时发生了折射D．该现象的成像原理与投影仪的成像原理相同
ABC．放大镜是利用凸透镜对光的折射成像，当物体在一倍焦距以内时，成正立放大的虚像，物体到放大镜的距离一定小于焦距，人眼到放大镜的距离不一定小于焦距，故C正确，AB错误。D．投影仪是利用物体在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像的原理，与放大镜不同，故D错误。
6. 在探究凸透镜成像规律时，小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，用平行光聚焦法测得凸透镜的焦距为10cm；（1）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小捷将光源移至光具座30cm处后，再移动光屏，至到如图所示位置，光屏上会出现清晰______（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向______（填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像；（2）如果将光源移至7cm处，凸透镜此时成的是放大的______（填“虚像”或“实像”）
缩小
在中国航天的“太空授课”中，航天员在空间站内，做出了水透镜。通过这个水透镜，我们看见了航天员倒立缩小的像。我们已经知道平面镜成像的特点，那么凸透镜成像有怎样的特点呢?是否一定成倒立缩小的像?下面，我们通过实验来进行探究。
第二节 探究：凸透镜成像的规律
1 通过观察与实验，了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。（科学探究）2 能认识光心、焦点和焦距，会画光路图。（科学思维）3 能用这些知识解释生产生活中的相关现象。（物理观念）
1 学习新课2 课堂总结3 课后作业全解4 综合提升训练
一、探究凸透镜成像的规律
【实验目的】1. 探究凸透镜成像的规律。2. 体会实像与虚像的区别。【实验器材】凸透镜（已知焦距）、光具座（带刻度尺）、蜡烛（或其他光源）、光屏和火柴。
【实验设计】在光具座上，将点燃的蜡烛从离透镜较远的位置（2倍焦距外）逐渐靠近凸透镜。调整光屏位置使烛焰发出的光经凸透镜折射后，在光屏上成清晰的像；光屏上不能成像时，透过凸透镜观察烛焰的像。通过观察分析得出凸透镜成像的规律。
物距u：物体到透镜光心的距离。像距v：像到透镜光心的距离。
【实验步骤】1. 将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，注意三者之间的相对位置，如图所示。2. 点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度。
3. 将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中。4. 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，同时调整光屏，在烛焰经凸透镜折射后在光屏上分别成等大清晰的像、放大清晰的像时，将成像的情况和物距、像距等记录在表中。5. 将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像。再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像。撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像。将观察到的情况记录在表中。6. 重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况。
凸透镜焦距 f=10 cm
1. 将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），取u=30cm；烛焰经凸透镜折射后在光屏上成倒立、缩小的实像；像距v=15cm。
缩小 倒立 实像 30 15
等大 倒立 实像 20 20
2. 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，当在光屏上成等大清晰的像时，像距u=20cm，物距v=15cm；光屏上的像是倒立的。
3. 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，当烛焰在光屏上成放大清晰的像时，物距u=15cm，像距v=30cm；光屏上的像是倒立的。
等大 倒立 实像 15 30
4. 将蜡烛移到凸透镜焦点处，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。
5. 将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察到烛焰在光屏上不能成像。撤去光屏，眼睛透过凸透镜，能看到虚像。
放大 正立 虚像 7
（1）实验中，怎样确定光屏上的像是清晰的?（2）实像与虚像有哪些不同?
（1）实验中，确定光屏上的像是清晰的方法：当成像边缘比较整齐、亮度最大的时候，可以认为这个像是最清晰的。（2）实像与虚像的不同：实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。虚像虽然能用眼睛直接观看，但不能用光屏承接。
（3）太空授课中航天员成像时，物距与水球的焦距存在怎样的关系?（4）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？（5）像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的像？在什么条件下成放大的像？
（3）太空授课中航天员成像时，物距与水球的焦距的关系是：因为图中所成的像为倒立、缩小的实像，所以物距在水球的两倍焦距之外。（4）u=f 是成虚像和实像的分界点，当物距大于透镜的1倍焦距时，成实像，当物距小于透镜的1倍焦距时，成虚像。（5）u=2f 是成像大小的分界点，当物距大于透镜的2倍焦距时，物体成缩小的像，当物距小于2倍焦距时，物体成放大的像。
（6）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？（7）物距、像距与像的大小关系：凸透镜成放大像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小像时，物距跟像距相比，哪个比较大？
（6）凸透镜所成的实像都是异侧倒立，虚像都是同侧正立。（7）不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距大于物距，成缩小的像时必定像距小于物距。
物距减小，像距变大，像变大。
（8）像和像距随物距的变化规律是什么？
一焦分虚实，二焦分大小；物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。
【凸透镜成像规律的口诀记忆】
【凸透镜成像规律的表格记忆】
动画演示—《凸透镜成像规律》
视频演示——《探究凸透镜成像的规律》
【例题1】如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则：①把烛焰放在_________点，屏上出现的像最大；②把烛焰放在_________点，屏上出现的像最小。③把烛焰放在_____点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。④把烛焰放在_____________点，光屏上不会出现像。
根据凸透镜成像规律，物体放在焦点之外，物距越小，像距越大，实像越大。当屏上像最大时，则物距是最小的，c点符合；当屏上像最小时，则物距是最大的，a点符合；烛焰放在c点时，屏上出现最清晰像时，屏距凸透镜最远。物体放在焦点处或之内时，屏上均不能成像，d、 e点符合。
【例题2】在第一次凸透镜成像的实验课上，昊轩同学利用如图所示器材进行探究，将焦距为10cm的凸透镜固定在50cm刻度线处。（1）实验前，调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在________；（2）当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏的中心成清晰的像，此时光屏上所成像的特点与__________原理相同；（3）当小海将蜡烛移至35cm刻度线处时，应移动光屏，才能在光屏上成清晰的倒立、______ 的实像。
（1）实验前，调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度，使像成在光屏的正中央。（2）当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏的中心成清晰的像，物距大于两倍的焦距，像距在一倍焦距和两个焦距之间，此时光屏上所成像成倒立的缩小的实像，是照相机。（3）小海将蜡烛移至35刻度线处时，物距等于15cm，此时物距在一倍焦距和两倍焦距之间，则像距会大于两倍焦距，此时应该向右移动光屏，而且光屏上成清晰的倒立、放大的实像。
【例题3】小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验，实验所用凸透镜的焦距为f=10cm，他把凸透镜固定在光具座上50cm处，调节蜡烛的烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。①如图所示，若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏应在_________（选填“50～60cm”、“50～60cm”）范围内移动；②保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在 30cm刻度线处，调整光屏到透镜的距离，则会在光屏上看到烛焰_____（选填“放大”、“缩小”或“等大”）倒立的像；
③为了使光源更加比较稳定，发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源进行实验。当“F”形光源在35cm刻度处，在光屏上得到清晰的像，应该是图丙中的______（填序号）。
①由图可知，物距u=40cm>2f，则成倒立、缩小的实像，像距满足f
1. 照相机 （1）照相机原理： 物距u＞2f 时 ，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f
二、凸透镜成像规律的应用
①调节依据：凸透镜成倒立、缩小的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法当像偏小时，使物体靠近相机，暗箱拉长；当像偏大时，物体远离相机，暗箱缩短。
人们常用照相机留存生活中的珍贵瞬间。无论是胶卷相机还是数码相机，其镜头都相当于凸透镜。使用胶卷的照相机通过镜头在照相机内部的底片上形成倒立缩小的实像。用纸板做两个可套在一起且能前后滑动的纸筒，纸筒一端固定凸透镜，即镜头；另一纸筒的一端粘贴半透膜，即底片。将镜头正对景物，前后伸缩纸筒调节成像位置，使半透膜上出现景物缩小、倒立的实像，这就是照相机成的像。用你自制的相机给同学们“拍个照”吧!
（1）投影仪原理： 物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f
①调节依据：当凸透镜成倒立、放大的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法：当像偏小时，使投影片靠近镜头，投影仪远离屏幕；当像偏大时，投影片远离镜头，投影仪靠近屏幕。
（1）放大镜成像原理当物距 u
由图甲可知，物距大于二倍焦距，所以是照相机的工作原理。图乙，蜡烛到凸透镜的距离小于焦距，此时在凸透镜的另一侧可以观察到正立、放大的虚像，所以乙是放大镜的工作原理。
【例题4】如图所示，甲是__________的工作原理图，乙是_______的工作原理图。（选填“照相机”、幻灯机”或“放大镜”）
【例题5】物理实验课上，如图所示为小海做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，当点燃的蜡烛、透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像。则（ ）A．物距为40cm，像距为50.0cmB．光屏上成倒立、缩小的实像C．照相机应用了该次实验的成像规律D．投影仪应用了该次实验的成像规律
AB．由图示知，物距为 u=40.0cm-30.0cm=10.0cm光屏到凸透镜的距离，即像距为 v=90.0cm-40.0cm=50.0cm则物距小于像距，成倒立、放大的实像，故AB不符合题意；C．照相机所成的像是倒立、缩小的实像，故照相机不是应用该次实验的成像规律，故C不符合题意；D．投影仪成倒立、放大的实像，故投影仪应用了该次实验的成像规律，故D符合题意。
三、用作图法研究凸透镜成像规律
1. 凸透镜的三条特殊光线
③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点
2. 物距大于2倍焦距，即u＞2f 时
物距 u>2f 时， 成倒立、缩小的实像，像距v f
物距U：f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，像距 v>2f
当物距u
当物距u=2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，像距v=2f
5. 物距u=2f 时
当物距u=f 时，凸透镜不成像
物距 u=f 时，折射光线不能会聚，反向延长线也不能会聚。
6. 物距u=f 时
平行于主光轴的光线折射后过焦点，通过光心的光线传播方向不变，两条折射光线交点即是A的像A′。
【例题6】请用作图法找出蜡烛火焰A点的像A′ 。
表格总结——凸透镜成像规律
视频总结——《凸透镜成像规律》
1．透过一滴水珠看物体，你看见的“物体”会有什么变化？尝试解释观察到的现象。
水珠相当于凸透镜。透过一滴水珠看物休时，若物体在其2倍焦距以外，看到的是物体倒立、缩小的实像；若物体在其1倍焦距和2倍焦距之间，看到的是物体倒立、放大的实像；若物体位于其1倍焦距以内，看到的是成正立、放大的虚像。
1．请完成“探究凸透镜成像的规律”的实验报告，并在实验报告中说明你收集的证据是怎样支持实验结论的。
实验目的：1.探究凸透镜成像的规律。 2.体会实像与虚像的区别。实验器材：凸透镜、光屏、光具座 、蜡烛和火柴等。实验步骤：┈┈┈分析论证：┈┈┈实验结论：┈┈┈反思交流：┈┈┈
2．透过一颗水珠看物体，你看见的“物体”会有什么变化？尝试解释观察到的现象。
水珠相当于凸透镜。透过一滴水珠看物体时，若物体在其2倍焦距以外，看到的是物体倒立、缩小的实像；若物体在其1倍焦距和2倍焦距之间，看到的是物体倒立、放大的实像；若物体位于其1倍焦距以内，看到的是成正立、放大的虚像。
3．探究凸透镜成像的规律，完成下列各题:（1）按图（a）所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为多少?（2）调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度的目的是什么?（3）将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论如何移动光屏总找不到像，可能的原因是什么?（4）假设在如图（b）所示的条件下，烛焰恰好能在光屏上成清晰的像。若在此情况下沿光具座移动蜡烛远离凸透镜，为能再次在光屏上看见烛焰清晰的像，应怎样移动光屏?
（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以图甲中凸透镜的焦距f=60cm-50cm=10cm（2）调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度的目的是像成在光屏的中央。（3）将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论如何移动光屏总找不到像，可能的原因是：物距小于焦距，成了虚像；也有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；还有可能是物体放在焦点上，不能成像。（4）如果将蜡烛在图（b）的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，即物距变大，像距应该变小，故光屏应向靠近透镜的方向（左）移动。
这个像与图中D选项相近.把点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外，即物距大于2倍焦距，在凸透镜另一侧的光屏上成倒立、缩小的实像。
4．如图所示，把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜 2 倍焦距以外，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像，这个像与图中哪个选项相近?请说明理由。
5．照相时，在某位置从取景器只能看到被拍者身体的上半部分。如果想拍到其全身像，在其他条件不变的情况下，相机应该靠近还是远离被拍者?为什么?
照相机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于凸透镜的2倍焦距外时，能在胶片上得到倒立缩小的实像，物距越大，所成的像越小。在某位置从取景器只能看到被拍者身体的上半部分，说明像太大，相机离被拍者太近。如果想拍到其全身像，在其他条件不变的情况下，相机应该远离被拍者，以增加物距，使像变小。
由图可知，此时的物距等于像距，即u=v=20.0cm，光屏上成的是倒立、等大的实像，则 u=2f=20.0cm 故f=10.0cm 将蜡烛移动到35cm刻度处，此时的物距u=50.0 cm- 35.0 cm= 15.0cm物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，故应向右移动光屏，因为像距大于物距，光屏上呈现倒立、放大的清晰的像。
6．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35 cm刻度处，则应将光屏向________（选填“左”或“右”）移动，光屏上才可得到倒立、________、清晰的实像。
此时像距小于物距，光屏上的像时倒立缩小的实像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏交换位置后，光屏上还能呈现清晰的像。如果凸透镜的位置保持不变，将蜡烛和光屏的位置互换，根据光的折射中光路可逆的原理，光屏上仍然能够成像。此时，像距大于物距，凸透镜成倒立放大的实像。
7．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、_______（选填“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，光屏上还能呈现清晰的像吗?如果能，此时烛焰的像有什么特点?
智能手机的成像原理主要涉及到光学技术、感光元件、以及图像处理技术。首先，智能手机的镜头系统通过透镜将光线聚焦在感光元件上，形成清晰的图像。感光元件是手机相机的核心部件，能够将光线转换成电信号，从而形成图像。随着技术的进步，手机相机的感光元件已经能够实现更高的像素和更广的动态范围，捕捉更多的细节和色彩。其次，手机成像原理还涉及到图像处理技术。手机相机通过内置的图像处理芯片对捕捉到的图像进行优化和修饰，提供更加真实和艺术化的效果。最后，智能手机拍照原理是通过光学系统聚焦光线，影像传感器将光线转化为电信号，图像处理器对电信号进行处理，最后存储在存储器中。
8. 人们现在广泛使用智能手机来拍照。请上网查询与手机镜头成像原理有关的内容，并查询不同型号的手机镜头的成像原理是否一样，整理了解到的信息，然后跟同学分享你的收获。
1．凸透镜成放大的实像时，物距与像距哪个更大?成缩小的实像时，情况又如何?答：凸透镜成放大的实像时，物距大于像距；成缩小的实像时，物距小于像距。2. 示例：我们已经知道了凸透镜能够成像，那么凹透镜能够成像吗?答：凹透镜可以成像，但只能成正立、缩小的虚像。
1．图记录了三次改变物距的成像情况，请用 A′、B′、C′分别对应标出物体在位置 A、B、C 时所成的像。
物体在位置 A、B时，物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立缩小的实像，且物距越大，像越小；物体在位置 C时，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，凸透镜成倒立放大的实像。
2. 在如图所示光具座上，将凸透镜放在蜡烛与光屏间某位置后，观察到光屏中央成清晰等大的像。若将蜡烛移至“45厘米”刻度处，再移动光屏，看到的现象是（ ）A．倒立放大的实像B．倒立缩小的实像C．正立放大的虚像D．光屏上不成像
根据凸透镜成像规律可知，当u=v=2f时，成倒立等大的实像，由图可知u=v=2f=20.0cm故f=10.0cm，若将蜡烛移至45cm处，则物距为5.0cm，小于1倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上不成像。故选D。
3．用焦距为f的凸透镜探究成像规律的实验中，当发光物体和凸透镜的位置如图所示时，光屏上所成清晰的像在图中______（填数字序号）区域（图中光屏未画出），将发光物体与光屏的位置互换，光屏上仍能成清晰的像，成像规律与________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。
由图可知，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像，像在2倍焦距以外，故光屏上所成清晰的像在图中④区域，将发光物体与光屏的位置互换，由光路的可逆性可知，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，成像规律与照相机相同。
4．如图所示，现在有很多场所的安保工作中采用人脸识别系统，识别系统的摄像机可以自动将镜头前1 m处的人脸拍摄成数码相片传递给计算机进行识别，摄像机的镜头（ ）A．相当于凸透镜，焦距可为0.5 mB．相当于凸透镜，焦距可为0.1 mC．相当于凹透镜，焦距可为0.5 mD．相当于凹透镜，焦距可为0.1 m
摄像机的镜头相当于一个凸透镜，是利用了凸透镜成倒立、缩小的实像原理，此时物距大于2倍焦距，即u＞2f，得出 f＜0.5m.所以选B。
5. 如图所示为某同学用放大镜观察挂图上的昆虫的情景，下列说法正确的是（ ）A．此时人眼看到的是昆虫正立、放大的实像B．此时人眼到放大镜的距离一定小于焦距C．放大镜成像是因为光通过放大镜时发生了折射D．该现象的成像原理与投影仪的成像原理相同
ABC．放大镜是利用凸透镜对光的折射成像，当物体在一倍焦距以内时，成正立放大的虚像，物体到放大镜的距离一定小于焦距，人眼到放大镜的距离不一定小于焦距，故C正确，AB错误。D．投影仪是利用物体在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像的原理，与放大镜不同，故D错误。
6. 在探究凸透镜成像规律时，小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，用平行光聚焦法测得凸透镜的焦距为10cm；（1）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小捷将光源移至光具座30cm处后，再移动光屏，至到如图所示位置，光屏上会出现清晰______（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向______（填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像；（2）如果将光源移至7cm处，凸透镜此时成的是放大的______（填“虚像”或“实像”）
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