第1节 透镜（表格式教学设计）物理北师大版2024八年级上册

该初中物理教学设计聚焦透镜分类、对光作用及焦点焦距等核心知识，通过探险故事与西汉冰透镜记载创设情境，承接光的传播规律，为后续眼睛视力矫正等内容奠定光学基础。 特色在于融合科学探究与历史文化，“烟室”实验可视化光路助学生直观理解会聚发散作用，激光笔平行光束实验建构焦点虚焦点概念，培养科学思维与探究能力，激发学习兴趣，结构清晰易操作，助力教师突破重难点。

第1节 透镜（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第1节 透镜 教学 目标 物理观念 （1）知道凸透镜和凹透镜，了解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距。 （2）知道凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用，正确解释会聚、发散。 科学思维 （1）通过观察凸透镜和凹透镜的实物及图片，得出两种透镜的构造，培养学生 （2）通过观察抓住事物的本质特征，能够识别不同事物的不同特点的能力。 科学探究 经历探究凸透镜和凹透镜对光的作用的实验过程，培养学生动手、动脑、观察、分析问题的能力。 科学态度 与责任 （1）通过区分凸透镜和凹透镜的过程，培养学生爱护光学仪器的好习惯。 （2）通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。 教材 分析 本节内容属于光学基础，承接光的传播规律，引出透镜对光的作用，为后续学习眼睛与视力矫正、显微镜与望远镜奠定基础。知识架构上，从透镜分类、主轴光心概念入手，逐步展开对光的作用及焦点焦距的定量分析，体现由现象到本质、由定性到定量的科学思维。重点在于理解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用，难点在于焦点与虚焦点的建立及光路变化的抽象理解。教学可通过实验观察太阳光经透镜后的会聚与发散现象，结合图示分析光路变化，帮助学生建立直观认知。学习过程中，学生需动手操作、观察现象并归纳规律，发展科学探究能力和空间想象能力。目标定位是掌握透镜基本性质及其对光的作用，通过实验与讨论达成理解目标，提升物理学习兴趣与实践意识。 学情分析 学生此前已学过光的传播规律，具备一定光学基础。此阶段学生逻辑思维能力增强，对新知识充满好奇但抽象思维仍待提高。教材重点是透镜分类、对光的作用及焦点、焦距概念。难点在于理解透镜对光作用的原理及相关抽象概念。要求学生通过实验观察总结透镜特性，掌握凸透镜会聚、凹透镜发散原理，准确理解焦点和焦距，能建立起抽象概念与实际现象间的联系。 教学重点 透镜的性质。 教学难点 透镜的应用。 教学 器材 透镜一组、光源、老花镜、近视眼镜、手电筒。 教学过程 教师、学生活动 设计意图 导入新课 有一群旅行家乘船在海上漫游。不巧，在海上遇到了狂风，把船吹到一座孤岛旁，旅行家们只好下船来到岛上。当时正是冬天，岛上冰天雪地，白茫茫的一片······ 旅行家们准备生火取暖，烧火煮饭。意外的问题来了，火柴被海水浸湿了，打火机也丢了。怎么办？正在这时，一个叫克劳波尼的物理学博士想到了一个办法。同学们知道是什么办法吗？ 学生交流，教师引导学生说出解决办法。 扩展：早在我国西汉《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生（如图）。” 说明：放大镜聚光的作用。 今天，我们就来研究透镜，同学们想了解有关透镜的哪些问题？看来同学们对透镜很有兴趣，提出这么多的问题，要想得出答案，我们就要通过探究和实验来获得。 利用一个悬疑性的探险故事和历史记载，创设真实且富有挑战性的问题情境，以此点燃学生对“透镜”的好奇心，并自然引出本节课的核心探究主题——透镜的特性及其对光的作用。 学习新课 一、透镜 透镜的种类及几个概念。 引入问题：同学们请观察透镜组，并借助于擦镜纸，摸一下透镜，根据透镜的厚薄程度给透镜分类。讨论透镜能分几类？ 归纳总结：透镜有两类。中间厚、边缘薄的叫凸透镜。中间薄、边缘厚的叫凹透镜。 提出问题：下列透镜哪些是凹透镜？哪些是凸透镜？戴眼镜的同学请判断：近视眼镜的镜片是什么透镜？远视眼镜的镜片是什么透镜？ 学生阅读教材，用自己的理解总结凸透镜和凹透镜的特点。 归纳总结：透镜：至少有一个面是球面的一部分的透明体（要求会辨认）。 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等等。 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片。 如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫薄透镜。下面我们只研究薄透镜。 说明：此环节重点突出凸透镜、凹透镜的概念形成。 镜片的两个表面（或至少一个表面）是球面的一部分。 引导学生观察凸透镜和凹透镜的示意图，了解研究透镜时常用的两个科学术语。 主光轴：通过透镜的两个球面的球心直线叫主光轴。 光心：在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为透镜的光心就在透镜的中心。 引导学生通过观察、触摸、分类和辨析，从感性体验中自主建构“凸透镜”与“凹透镜”的科学概念，并掌握研究透镜所需的基本几何要素，为探究透镜的光学性质奠定坚实的认知基础。 学习新课 二、透镜对光的作用 将无色透明饮料瓶放在水平桌面上，在瓶中放置点燃的蚊香，在上面要放凸透镜或凹透镜，这就形成一个“烟室”，用手电筒对准透镜照射，适当调节手电筒和透镜的距离，观察透镜对光的作用，看到通过凸透镜的光相互靠拢，通过凹透镜的光相互远离。 结论：凸透镜对光有会聚作用，所以也叫会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，所以也叫发散透镜。 利用“烟室”可视化光路，引导学生通过对比观察，自主发现并概括凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用，从而理解“会聚透镜”与“发散透镜”名称的由来。 学习新课 三、焦点、焦距 1.概念建立 射到地面的太阳光是相互平行的，叫作平行光，凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫作焦点（focus),用字母“F”表示；焦点到光心的距离叫作焦距（focal length),用字母“f”表示。 凹透镜使平行于主光轴的光发散，它没有实焦点，但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的虚焦点。 说明：实验证明，透镜两侧各有一个焦点，两侧焦距相等。换用焦距不同的透镜重复试验，发现焦距越小的透镜，对光的会聚（或发散）作用越明显。 2.透镜对光线的作用规律 提出问题：如果平行于主光轴的光经过凸透镜或凹透镜后会出现什么现象？ 演示：利用三个激光笔制成平行光束照射凹凸透镜实验。 实验现象：平行光束过凸透镜会聚于一点，这一点叫凸透镜的焦点。经过凹透镜后远离主光轴发散，发散光束的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。 归纳总结：平行于主光轴的光，通过凸透镜后经过焦点；通过凹透镜后向外发散，但其反向延长线必过虚焦点（所以凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）。如图所示。 扩展：过光心的光经透镜后传播方向不改变，如图所示： 根据折射时光路可逆知，经过凸透镜焦点的光通过凸透镜后平行于主光轴 射向异侧焦点的光经凹透镜后平行于主光轴。如图所示： 通过焦点的光线折射后平行于主光轴。通过虚焦点的入射光线，折射后平行于主光轴。 引导学生建立“焦点”与“焦距”这一对核心概念，并掌握透镜对三类特殊光线（平行于主光轴、过光心、过焦点）的作用规律，从而能初步分析和预测光通过透镜后的传播路径。 以“太阳光是平行光”这一学生熟悉的现象作为探究起点，意图在于为新概念的引入提供一个真实、可靠且成本极低的生活化情境。让学生理解凸透镜能将平行光会聚于“焦点”，并自然引出“焦距”的定义，这使得抽象概念的形成过程自然且令人信服。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．（24-25八年级上·陕西安康·期中）凹透镜中间较边缘 （选填“厚”或“薄”）；如图所示的透镜，对光线具有会聚作用的是 。 【答案】 薄 a、b 【难度】0.85 【知识点】透镜的特点与分类、探究凸透镜对光的作用 【详解】[1]凹透镜的特点是中间薄边缘厚，即中间较边缘薄。 [2]凸透镜的特点是对光有会聚作用，且中间厚、边缘薄。图中a、b属于凸透镜。 2．（24-25九年级下·黑龙江哈尔滨·期中）如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为 （会聚/发散）光束。乙图中，根据光的传播路径，应该在虚线框内放入 （凸/凹）透镜。 【答案】 发散 凸 【难度】0.85 【知识点】探究凸透镜对光的作用、探究凹透镜对光的作用 【详解】[1]根据甲图，“空气透镜”放入水中后，其形状是中间薄、边缘厚，这相当于凹透镜。根据凹透镜对光线的作用，凹透镜对光线有发散作用，所以当平行光束正对这个“空气透镜”照射时，射出的光束将成为发散光束。 [2]由乙图可知，光线经过透镜后变得会聚了。因为凸透镜对光线有会聚作用，所以根据光的传播路径，应该在虚线框内放入凸透镜。 3．（24-25八年级上·安徽合肥·期末）如图，小明在测量凸透镜焦距的实验中，下列三种操作方法最合理的是 （选填序号）。实际操作中，由于不能确定会聚的光点是不是最小的，于是小明选择了两个等大的光斑，b并测出这两个光斑到光心的距离分别是12cm、8cm，则该凸透镜的焦距是 cm。 A 【答案】 B 10 【难度】0.65 【知识点】用平行光测定凸透镜焦距 【详解】[1]将凸透镜正对着太阳光，白纸置于另一侧，改变白纸与凸透镜间的距离、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜中心的距离，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 [2]两次成等大光斑的位置到凸透镜中心的距离为12cm和8cm，焦点就在两个位置的中点，因此该凸透镜的焦距 4．（2025·山东泰安·中考真题）我国西汉时期的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”这是利用冰透镜对日聚焦取火的最早记载。如图所示，假设O为冰透镜的光心，F为冰透镜的焦点，请完成光路图。 【答案】 【难度】0.94 【知识点】光心、主光轴与焦点、凸透镜的特殊光线作图 【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，已知两条入射光线平行于主光轴，它们经过凸透镜后的折射光线一定经过凸透镜右侧的焦点，根据入射点和焦点两点确定一条直线画出对应的折射光线，如图所示： 5．（24-25八年级上·湖北襄阳·期中）完成图中透镜的光路图。 【答案】； 【难度】0.65 【知识点】凸透镜的特殊光线作图、凹透镜的特殊光线作图 【详解】指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴；光线经凹透镜折射后平行于主光轴，则其对应的入射光线的延长线过另一侧焦点，作图如下： 过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；过光心的光线通过凸透镜折射后传播方向不变，作图如下： 板 书 设 计 第一节 透镜 一、透镜的分类 1.中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜。 2.中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。 二、透镜对光的作用 1.凸透镜对光线有会聚作用。 2.凹透镜对光线有发散作用。 三、关于透镜的几个重要名词 主光轴、焦点、焦距。 课 堂 小 结 作 业 1．（22-23八年级下·宁夏中卫·期末）晴朗的夏日中午，往树或花的叶子上浇水，常会把叶子烧焦，其原因：这时叶面上的水珠相当于 透镜，它对光起 作用。 【答案】 凸 会聚 【难度】0.85 【知识点】透镜的特点与分类、探究凸透镜对光的作用 【详解】[1][2]圆形的小水珠相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用，可以使平行的太阳光会聚在一起，会聚点的温度较高从而使叶片被烧焦，所以如果晴朗的夏日中午，往树或花的叶子上浇水，常会把叶子烧焦。 2．（24-25八年级上·甘肃张掖·期末）将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现个并非最小最亮的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为L。小明认为凸透镜的焦距一定大于L。为了检验小明的推断是否正确，可格下方的纸张慢慢稍微远离凸透镜，若观察到纸上呈现的光斑 （选填“变大”、“变小”或“不变”），则其推断是正确的。 【答案】变小 【难度】0.85 【知识点】用平行光测定凸透镜焦距 【详解】将凸透镜正对太阳光，平行光平行于主光轴，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，这个并非最小的光斑，可能在会聚成焦点之前，也可能在会聚焦点之后；如果并非最小的光斑在会聚成焦点之前，则凸透镜的焦距大于L；如果并非最小的光斑在会聚焦点之后，则凸透镜的焦距小于L，所以小明的推断不合理。为了检验小明的推断是否正确，可将下方的纸张慢慢稍微远离凸透镜，若观察到纸上呈现的光斑先变小，则其推断是正确的。 3．（24-25八年级上·重庆·期中）画出图中两条入射光线经过凹透镜折射后的光线。 【答案】 【难度】0.85 【知识点】凹透镜的特殊光线作图 【详解】过凹透镜光心的光线传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。如图所示： 4．（2025·青海西宁·一模）如图所示，完成透镜光路。 【答案】 【难度】0.85 【知识点】凹透镜的特殊光线作图 【详解】对于平行于凹透镜主光轴的折射光线，根据 “延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴”，作出其入射光线，入射光线的延长线过凹透镜的左焦点F。对于反向延长线过焦点的折射光线，根据 “与凹透镜主光轴平行的光线折射后其反向延长线过焦点”，过入射点作与主光轴平行的光线，即为其入射光线。如图所示： 5．（23-24八年级上·江苏盐城·期中）如图所示，小明打开手机的手电筒功能对着透镜照射，经透镜后在白纸上出现一个比透镜大的圆形光斑，保持手机与透镜位置不变，将光屏逐渐靠近透镜，发现光斑一直变小，但始终比透镜大，据现象判断该透镜（　　） A．一定是凸透镜 B．一定是凹透镜 C．可能是凸透镜 D．可能是厚度相同的玻璃镜 【答案】B 【难度】0.4 【知识点】探究凸透镜对光的作用、探究凹透镜对光的作用 【详解】AC．如果是凸透镜，当平行于主光轴的光线通过凸透镜时，会会聚在焦点上，在焦点之前，光斑会逐渐变小，当到达焦点时，光斑最小，继续靠近透镜，光斑又会变大，但小于透镜大小。而题目中说光屏逐渐靠近透镜，光斑一直变小，但始终比透镜大，所以不是凸透镜，故AC不符合题意； B．凹透镜对光线有发散作用，平行光线通过凹透镜后，光线会发散，所以在白纸上会出现比透镜大的圆形光斑，并且当光屏逐渐靠近透镜时，光斑会一直变小，但始终比透镜大，符合题意，所以一定是凹透镜，故B 正确。 D．厚度相同的玻璃镜（平板玻璃）对光线既不会聚也不发散，通过平板玻璃后，光线的传播方向基本不变，光斑大小应该和透镜差不多，不符合题意，故D不符合题意； 故选B。 教学反思 探究实验仅仅是学生掌握知识和提高能力的手段，本节课的关键是掌握两种透镜的区别、透镜对光线的作用、透镜的相关概念以及特殊光路，采用由浅入深、逐步推进的方法，加深了学生对重点知识的理解，同时也突破了难点。初中学生感性大于理性，对知识的感知通过平行光源穿过透镜显示出光的传播路径，真切的感受到不同透镜对光的作用，激发起学生对透镜的兴趣。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $