物理第1节 透镜学案

这是一份物理第1节 透镜学案，共12页。学案主要包含了实验器材，设计实验，对规律的进一步认识，注意事项等内容，欢迎下载使用。

学生姓名：
学校年级：
科目、教材版本：物理
任课老师：
此案设计时间：
预排上课时间： 月 日星期（ ）
本次课题和教学目标：


透镜
教学重点、难点：


透镜成像的规律


作图
教学内容及过程、设计意图等：


重要知识点


透镜


透镜的原理：光的折射。


两种透镜



凸透镜
凹透镜

定义
中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜。
中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。

实物形状



主光轴和光心
透镜上通过球心的直线CC'叫做主光轴，简称主轴。


每个透镜主轴上都有一个点，凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫光心。





对光线作用及光路图
凸透镜对光有会聚作用。
凹透镜对光有发散作用。






光线透过透镜折射，折射光线传播方向比入射光线的传播方向更靠近主光轴。
光线通过透镜折射后，折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更远离主光轴。

特殊光线



焦点和焦距
凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。
凹透镜能使平行于主光轴的光发散，这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，这一点不是实际光线会聚而成的，叫做虚焦点，也用F表示。


焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。
凹透镜焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。


凸透镜有两个相互对称的实焦点，同一透镜两侧的焦距相等。
凹透镜有两个相互对称的虚焦点，同一透镜两侧的焦距相等。

焦距与会聚能力的关系
凸透镜焦距的大小表示其会聚能力的强弱，焦距越小，会聚能力越强。
凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，焦距越小，发散能力越强。


同种光学材料制成的凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短。表面越凸，焦距越短，会聚能力越强。
同种光学材料制成的凹透镜表面的凹陷程度决定了它的焦距的长短。表面越凹，焦距越短，发散能力越强。


每个凸透镜的焦距是一定的。
每个凹透镜的焦距是一定的。




平行光：射到地面的太阳光可以看作是互相平行的，叫做平行光。


用凸透镜正对太阳，调整凸透镜到纸的距离，使纸上形成最小、最亮的光斑，那么这个光斑在凸透镜的焦点上。


生活中的透镜



照相机
投影仪
放大镜

原理
凸透镜成像


u＞2f
f＜u＜2f
u＜f

像的性质
倒立、缩小的实像
倒立、放大的实像
正立、放大的虚像

光路图




透镜不动时的调整
像偏小：物体靠近相机，暗箱拉长


像偏大：物体远离相机，暗箱缩短
像偏小：物体靠近镜头，投影仪远离屏幕


像偏大：物体远离镜头，投影仪靠近屏幕
像偏小：物体稍微远离透镜，适当调整眼睛位置


像偏大：物体稍微靠近透镜，适当调整眼睛位置

物体不动时的调整
像偏小：相机靠近物体，暗箱拉长


像偏大：相机远离物体，暗箱缩短
像偏小：镜头靠近物体（位置降低），投影仪远离屏幕


像偏大：镜头远离物体（位置提高），投影仪靠近屏幕
像偏小：透镜稍远离物体，适当调整眼睛位置


像偏大：透镜稍靠近物体，适当调整眼睛位置

其他内容
镜头相当于一个凸透镜。


像越小，像中包含的内容越多。
镜头相当于一个凸透镜。


投影片要上下左右颠倒放置。


平面镜的作用：改变光的传播方向，使得射向天花板的光能够在屏幕上成像。





探究凸透镜成像的规律


【实验器材】f＝12 cm（最好在10～20 cm之间）的凸透镜一个，蜡烛一支，用白色硬纸制成的光屏一个等。


【设计实验】① 把蜡烛放在远处，使物距u﹥2f，调整光屏倒凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。测量物距u和像距v（像到凸透镜的距离）。


② 把蜡烛向凸透镜移近，重复以上操作，直到屏上得不到蜡烛的像。








【结论】凸透镜的成像规律如下表（第一条规律并非由本实验得出）：


物距（u）
像的性质
像距（v）
应用


正倒
大小
虚实



[无穷远]
倒立
一点
实像
v＝f
（利用太阳光测透镜焦距）

u＞2f

缩小

f＜v＜2f
照相机

u＝2f

等大

v＝2f
（成像大小的分界点）

f＜u＜2f

放大

v＞2f
投影仪、幻灯机、电影放映机

u＝f
不成像
无穷远
（成像虚实的分界点）

u＜f
正立
放大
虚像
u＞v（同侧）
放大镜

【对规律的进一步认识】


成实像时，物近，像远，像变大。实像都是倒立的，倒立的都是实像。


成实像时，u＋v≥4f（u＝2f时u＋v＝4f）


成虚像时，物近，像近，像变小。


u＝f是成像正倒、物像同异侧的分界点。


u＝2f 是像放大和缩小的分界点。


当像距大于物距时成放大的像，当像距小于物距时成倒立缩小的实像。


【注意事项】


烛焰、凸透镜、光屏三者的中心要位于同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏中央。


u＞f时凸透镜要放在蜡烛和光屏之间。


烛焰在光屏上的像在偏上方时，可以向上移动光屏或蜡烛，也可以向下移动凸透镜来调整。


若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：


① 蜡烛在焦点以内；


② 烛焰在焦点上；


③ 烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；


④ 蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。


在凸透镜旁放一近视镜（凹透镜），若使像清晰，需要将光屏远离透镜，或者将物体靠近透镜；


在凸透镜旁放一远视镜（凸透镜），若使像清晰，需要将光屏靠近透镜，或者将物体远离透镜。





近视眼和远视眼：



产生原因
矫正

近视
晶状体太厚，折光能力太强
或
眼球在前后方向上太长
像成在视网膜前方
戴近视镜（凹透镜）

远视
晶状体太薄，折光能力太弱

眼球在前后方向上太短
像成在视网膜后方
戴远视镜（凸透镜）

近视眼成像于视网膜前 矫正后


远视眼成像于视网膜后 矫正后


显微镜：


主要结构：目镜（靠近眼睛的凸透镜）、物镜（靠近被观察物体的凸透镜）、载物片、反光镜等。


显微镜最终成倒立、放大的虚像。


望远镜：


主要结构：目镜（靠近眼睛的凸透镜）、物镜（靠近被观察物体的凸透镜）


原理：物镜相当于照相机，使远处的物体在焦点附近成缩小、倒立的实像；


目镜的作用相当于一个放大镜。





经典例题


1.下图所示四个透镜中，与其它三个不是同一种透镜的是( )








2.虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则( )


A．甲为凹透镜，乙为凸透镜


B．甲、乙都为凸透镜


C．甲为凸透镜、乙为凹透镜


D．甲、乙都为凹透镜








3.用一架镜头焦距不变的，给一个人照了一张2寸的半身照，若再给这个人照一张2寸的全身照，应该使( )


A．照相机与人的距离增大，暗箱长度缩短;


B．照相机与人的距离增大，暗箱长度伸长;


C.照相机与人的距离减小，暗箱长度缩短;


D.照相机与人的距离减小，暗箱长度伸长.





4.用幻灯机放映幻灯片时，银幕上出现的是正常画面，但若有一个小虫正好飞落在凸透镜镜片上，此时对画面的影响为( )


A.几乎无影响; B.画面上有只小虫;


C.画面上有小虫，但不清晰; D.画面变得模糊.


5.物体放在距凸透镜前30 cm的位置上时，在另一侧的光屏上能够得到放大的、倒立的像，透镜的焦距可能是( )


A.7.5 cm ； B.20 cm； C.30 cm ； D.40 cm.


6.一枝蜡烛立在凸透镜前，调节光屏的位置，恰好在光屏上得到缩小的清晰的像。若保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，则( )


A.在光屏上仍可呈现缩小的像; B.隔着透镜可看到蜡烛的像;


C.在光屏上呈现放大的像; D.在光屏上呈现与蜡烛等大的像.


解析：根据教材中的探究问题(实验)，就应该知道，当物体在光屏上成缩小的实像时，此时物距大于2倍焦距，则所成的像应在1倍焦距和2倍焦距之间。若透镜位置不动，而把物体和光屏的位置对调，则原来的像距为现在的物距，原来的物距为现在的像距。根据上述分析蜡烛应在光屏上呈现放大的像，因此选项C正确。


7.一凸透镜的焦距是8cm，将点燃的蜡烛放在离凸透镜12cm处，则所成的像是( )


A.正立、缩小的虚像 B.倒立、放大的实像


C.倒立、缩小的实像 D.倒立、缩小的虚像





8.现在很多学生由于各种原因，患有近视眼，而许多老人，患有远视眼．参照下面两图，有关近视眼和远视眼的成因与矫正方法，正确的是：( )


A．甲图反映了近视眼的成因，应配戴凸透镜矫正


B．甲图反映了远视眼的成因，应配戴凹透镜矫正


C．乙图反映了近视眼的成因，应配戴凹透镜矫正


D．乙图反映了远视眼的成因，应配戴凸透镜矫正


9.显微镜的物镜和目镜对观察者所成的像是（ ）


A．物镜和目镜都成实像 B．物镜和目镜都成虚像


物镜成正立、放大的虚像 D．目镜成正立、放大的虚像


10.对下列四幅图阐述正确的是( )


A．甲图：近视眼成像在视网膜前，用凸透镜矫正


B．乙图：远视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正


C．丙图：显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪的镜头


D．丁图：天文望远镜的物镜相当于放大镜，目镜相当于照相机的镜头





11.完成下图甲、乙的光路图．








12.显微镜有____个凸透镜，靠近眼睛的叫____，它的作用____．靠近物体的叫____．要想看清太空中的星星要用____，它有____个凸透镜，靠近眼睛的叫____，靠近物体的叫____．它能使物体成____、____的____像．





13.在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：


(1)测量凸透镜的焦距如图所示，则该凸透镜的焦距约为__ _cm。


(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次从左向右放在光具座上。点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_________ ______上。


(3)当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、___ __的实像。生活中使用的___ _ _ __就是利用这一成像规律工作的(填一光学仪器)。


（4）在（3）中移动光屏成清晰像后,拿走光屏,再将蜡烛放在光屏位置处,则此时光屏应放在______ _ ____位置才能成清晰的像，此现象说明凸透镜的光路是_____ ___的。









课堂练习：


1.一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件( )


（A）只能是平面镜或凸透镜， （B）只能是凸透镜或凹透镜，


（C）只能是凹透镜或平面镜， （D）平面镜、凸透镜和凹透镜均可。





2.在一块玻璃砖内有一铁饼状的空气泡，一束平行光正对着此空气泡射去，则光束通过空气泡后将( )


仍为平行光; B．会聚到一点; C．变为发散光束; D．无法判断.


3.使用投影仪放映投影片时，银幕不动，为使银幕上的像大一些，下列做法正确的是( )


A．投影仪远离屏幕，镜头往上拉些;


B．投影仪远离屏幕，镜头往下拉些;


C．投影仪移近屏幕，镜头往上拉些;


投影仪移近屏幕，镜头往下拉些.


4.放映幻灯时，要想使银幕上出现大的“F”字母，幻灯片正确的放法应该是（ ）





5.如图所示，当物体在凸透镜的二倍焦距外时，在光屏上会得到一个倒立、缩小的实像。小明为了探究近视眼视力的矫正方法，在凸透镜与物体之间放上一个近视眼镜，若此时要在光屏上呈现清晰的像，则光屏应该( )


Ａ．保持不动; Ｂ．向上移动; Ｃ．向右移动; Ｄ．向左移动.





6.一物体放在凸透镜前18 cm处，在透镜另一侧20 cm处成一清晰像，则此透镜的焦距( )


A.一定大于20 cm; B.一定小于9 cm;


C.一定在10 cm到8 cm之间; D.一定在9 cm到10 cm之间.





7.张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由此判断，他所用凸透镜的焦距( )


A. 一定大于20 cm


B．一定在10 cm到16 cm之间


C．一定小于8 cm


D. 一定在8 cm到10 cm之间








8.图2所示的四幅图中，表示近视眼成像情况和近视眼校正后成像情况的图分别是（ ）





A． 图甲和图丙 B． 图乙和图丙 C．图甲和图丁 D．图乙和图丁


9.显微镜的工作原理是( )


Ａ．光的直线传播; Ｂ．光的反射;


Ｃ．光的折射; Ｄ．平面镜成像.


10.李洋在用显微镜观察上皮组织细胞时，通过调节，被观察的物体已经处在视野中央了，但像太小，观察不清楚，这时应该( )


A.使物镜远离物体，目镜位置不变;


B.使物镜靠近物体，目镜远离物镜一些;


C.使物镜远离物体，目镜靠近物镜一些;


D.使物镜位置不变，目镜靠近物镜一些.


11.画出图中光的大致传播方向，（已知水面与凸透镜主轴重合）





12.如图所示，F、O分别为凸透镜的焦点和光心，请在图中分别画出三条入射光线经过凸透镜后的折射光线。





13.如图所示，小王做做“探究凸透镜成像规律”的实验。


（1）他将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是 cm。


（2）他把蜡烛、凸透镜和光屏放置在米尺旁。点燃蜡烛后，他还应调整火焰中心、凸透镜中心和光屏中心在____ ________。


（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、 的实像（填写像的性质）； (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。


（4）实验中，当小王用白纸遮掉凸透镜的上半部分时，光屏上成像的情况是（ ）


A．只出现烛焰的上半部分的像 B．只出现烛焰的下半部分的像


C．仍然是完整的像，只是变暗些 D．成像情况像不受任何影响


（5）随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向___ ___（上/下）移动。由于影响到了实验的进行，这时最合理的调整是 （ ）


A．只需将凸透镜向下移动些 B．只需将光屏向上移动些


C．将凸透镜和光屏向下移一些 D．以上均可












课后练习：


1.在多年前，我国古人已能“照冰取火”，它们用冰磨成一种冰镜，使太阳光透过它能点燃柴草取火，这种冰镜应为( )


平面镜; B．凹透镜; C．凸透镜; D．凹面镜.


2.在“探究凸透镜成像规律”的过程中，小明同学观察到了如图所示的实验现象。下列光学仪器的工作原理与该现象所反映的规律相同的是( )


A.投影仪; B.照相机; C.放大镜; D.汽车的后视镜.








3.某同学在探究凸透镜成像实验时，将一厚纸片遮住透镜的上半部，则她在光屏上得到的像与未遮住前相比( )


A．所成的像只是上部一半;


B．所成像只是下部一半;


C．所成像没有发生变化;


D．像的大小、正倒、位置无没化，但像更暗些.


4.小刚是近视眼，爷爷是远视眼，如图为小刚家书桌上的两副眼镜，则( )


A.甲眼镜是小刚的，乙眼镜是爷爷的;


B．乙眼镜是小刚的，甲眼镜是爷爷的;


C.两副眼镜都是小刚的;


D．两副眼镜都是爷爷的.








5.如图2所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫目镜，靠近被观测物体的叫物镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像，这类似于( )


A．照相机 B．投影仪 C．放大镜 D．幻灯机











6.一款人脸识别门禁一体机，通过摄像镜头捕捉人脸 信息，并将所拍图像与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行比对。该摄像镜头相当于 透镜，这种透镜对光线具 有 作用(填“会聚”或“发散”)，可用来矫正 眼(填“近视”或“远视”)；若镜头的焦距为10cm,为了能成 清晰的像，人脸到镜头的距离应大于 cm。


7.试在图中长方形框中填上适当类型的透镜:





8.完成下图中的光路图．






























学生完成情况：
























教师评定：





1、学生上册作业评价：○好 ○较好 ○一般 ○差


2、学生本次上课情况评价：○好 ○较好 ○一般 ○差
需要家长以及学管配合：





















教学反思：






实际上课时间:
教研组长：