第三节 生活中的透镜（表格式教学设计）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

该初中物理教学设计聚焦生活中透镜的成像原理，通过展示放大镜点燃纸片的视频导入，回顾凸透镜成像规律，搭建从规律到应用的学习支架，引导学生理解放大镜、投影仪、照相机等仪器的工作原理。 资料亮点在于融合科学探究与模型建构，学生通过自制照相机、模拟投影仪光路等实验动手操作，结合显微镜望远镜光路动画演示，深化对凸透镜成像规律的应用，培养科学思维与探究能力，既提升学生学习兴趣，又为教师提供清晰教学路径，助力高效课堂。

第3节 生活中的透镜（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第3节 生活中的透镜 教学 目标 物理观念 理解放大镜、投影仪、照相机等仪器的成像原理，巩固凸透镜成像规律。 科学思维 通过对比不同仪器的光路，培养归纳与模型建构能力。 科学探究 通过实验观察和光路分析，探究光学仪器的工作原理。 科学态度 与责任 认识物理学对科技发展的推动作用，培养探索精神。 教材 分析 本节是凸透镜成像规律的实际应用，通过分析放大镜、投影仪、照相机等常见光学仪器，帮助学生理解物理知识在生活中的具体应用。教材内容从单一透镜（放大镜）到组合透镜（显微镜、望远镜），逐步深化，体现“从物理走向社会”的理念。 学情分析 学生已掌握凸透镜成像规律，但将规律与实际仪器联系的能力较弱。对显微镜、望远镜等复杂仪器的光路缺乏系统认识，需通过模型和动画辅助理解。 学生动手兴趣浓厚，但抽象思维能力有待加强。 教学重点 解释照相机、投影仪、放大镜的成像原理。 教学难点 理解显微镜和望远镜的二次成像光路。 教学 器材 教师：凸透镜、光具座、投影仪模型、照相机模型、显微镜光路动画。 学生：放大镜、半透明纸、手电筒。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 情境创设：展示用放大镜点燃纸片的视频，提问：“为什么放大镜能点燃纸张？” 联系旧知：回顾凸透镜成像规律，引出生活中透镜的应用。 学生猜想：可能与物体到镜头的距离有关。 学习新课一 、放大镜 1、放大镜的实质 放大镜实质上是一个短焦距的凸透镜。 做一做：用放大镜看书上的字，观察有什么现象？并改变放大镜到字的距离，观察字的放大情况。 把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，当物距小于放大镜焦距时，我们就能看清物体的细微之处。它是利用了凸透镜能成什么样的像的原理的？ 2. 成像特点 （1）物体通过放大镜成正立放大的虚像； （2）物、像在放大镜的同一侧； （3）在一定范围内，放大镜立物体越远，所成虚像越小；放大镜立物体越远，所成的虚像越大。 3. 放大镜的使用 (1)使用放大镜时,放大镜应置于物体和眼睛之间,物体离放大镜较近,眼睛要透过放大镜来观察物体。 (2)使像变大一些的方法:让放大镜与物体之间的距离适当增大一些,遵循凸透镜成虚像时“物远像远像变大”的规律。 4. 生活中的放大镜 【例1】如图所示是博物馆内“刘充国印”的展台，上方是凸透镜，透过它能看到放大的印章；下方是平面镜，通过它能看到印章底部的字。下列说法正确的是（ ） A．透过凸透镜可观察到倒立放大的印章 B．观察到的像与印章在凸透镜的同侧 C．若想看到更大的印章，可以将凸透镜靠近印章 D．下方平面镜成像原理与凸透镜成像原理相同 任务：用放大镜观察书本文字，改变距离，记录成像特点。 总结：物体在焦点内（ u<f ），成正立放大的虚像。 学习新课二 、投影仪和幻灯机 1. 投影仪简介 （1）早期的投影仪 早期的投影仪提供大尺寸画面的投影式光学仪器。在直射式幻灯机的基础上，增加一个反射镜，改变光路，使平放在载物玻璃上的投影片的图像投射到银幕上。可用于放映事先制作或现场书写的各种大尺寸投影单片或卷片，以及用透明材料制作的投影教具等。 （2）现代投影仪 教室里常见的投影仪，它的镜头是凸透镜，能将学习的知识放大并呈现在屏幕上。 2. 投影仪的主要构造及各部分的作用 主要由镜头、投影片、光源、聚光镜等组成 ①镜头：凸透镜，起成像作用。 ②螺纹透镜：相当于凸透镜，起作用是会聚光，增加投影片的亮度。 ③反光镜：使光集中向一个方向射出，使屏幕上像较亮。 ④屏幕：相当于光屏，承接像。 ⑤平面镜：改变光的传播方向。 3. 投影仪成像原理 （1）把投影仪上的平面镜（反光镜）取下，投影片放到载物台上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。观察像的大小、正倒。 （2）实验现象： 发现在天花板上有一个放大的像，像相对于投影片来讲是倒立的。 （3）来自投影片上图案的光先经过镜头折射，再经平面镜反射就能在竖直屏幕上形成清晰的像，平面镜的作用时改变光的传播方向，使射向天花板的光能在竖直屏幕上成像 归纳:投影仪的镜头相当于一个凸透镜，是利用凸透镜成一个倒立、放大的实像 4. 投影仪成像特点 （1）投影仪成倒立、放大的实像； （2）物距（投影片到透镜的距离）小于像距（像到透镜的距离） ； （3）像和物体在透镜两侧； （4）物体离镜头近，像变大，离镜头远；物体离镜头远，像变小，变近。 5. 投影仪的调节 （1）像的大小调节 若想使屏幕上的像变大，应使镜头靠近投影片， 同时使投影仪远离屏幕。 （2）像的倒正调节 为了在屏幕上成正立的像，投影片应倒放在投影仪上。 【例2】现在，很多家庭购买了投影电视机。如图所示，某型号投影电视机将传输过来的图像通过投影仪的镜头成像，并将所成的像投射到特制屏幕或者白墙上；屏幕画面的大小可通过移动投影仪的前后位置来调节。关于投影电视机，下列说法正确的是（ ） A．投影仪的镜头相当于一个凸面镜 B．传输过来的图像通过投影仪的镜头成正立、放大的实像 C．使用时，屏幕离投影仪的距离应小于二倍镜头焦距 D．要想使屏幕画面更大一些，可将投影仪向远离屏幕的方向移动 演示：用凸透镜和光源模拟投影仪光路，分析成像条件（ f<u<2f ）。 对比思考：为什么投影片需要倒放？ 学习新课三 、照相机 1. 自制照相机 用硬纸板做两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为5-10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜。这样就做成了模型照相机 2. 模型照相机的成像特点与调节 ①在较暗的室内，用你做的照相机，镜头对准窗外远处景物，调节相机，直到在半透明纸上得到一清晰的像，观察像的特点。 ②从拍摄远处景物到近处景物，应如何调节透镜到半透明纸之间的距离，纸上的像如何改变？ 3. 照相机成像原理 照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏，来自物体的光经过镜头会聚在照相机暗箱的胶片上，在胶片上得到倒立、缩小的实像。 4. 照相机成像特点 （1）照相机成倒立、缩小的实像（上下左右都颠倒）； （2）物距（物体到透镜的距离）大于像距（像到透镜的距离） ； （3）像和物体在透镜两侧； （4）物体离镜头近，像变大，离镜头远；物体离镜头远，像变小，变近。 注意：现在的相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，以便于观察. 5、为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”——调节镜头到胶片的距离。 下图甲中的像比乙大，为了照出“全景”，应该使像变______(填大或小)；所以需要使照相机______(填靠近或远离)同学，同时镜头向_______(填前伸或后缩)，以缩短暗箱（像距） 【例3】（多选）中学的科技节上，有位学生自制模型照相机如图所示，引起同学们的围观。在较暗的室内，把凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，改变透镜和半透明纸的距离，就可以在半透明纸上看到室外景物清晰的像。 关于它的构造和成像，下列说法正确的是（ ） A．半透明纸相当于被成像的物体 B．先拉长室外景物与照相机的距离，再拉动纸筒，缩短半透明纸与凸透镜的距离，可以使像变小 C．半透明纸上可能得到正立的像 D．如果模型照相机镜头的焦距是10cm，那么镜头与半透明纸之间的距离应大于10cm而小于20cm 模型分析：对比照相机与投影仪的光路差异，总结物距范围（ u>2f ）。 关键点：调焦的作用是调整像距（ v ）。 学习新课四 、光学显微镜 1. 显微镜的构造 显微镜有两组位于镜筒两端的透镜——目镜、物镜组成，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。 显微镜的主要结构及作用分别为： 目镜：靠近眼睛的凸透镜，焦距长， 其作用相当于一个普通的放大镜 物镜：靠近被观察物体的凸透镜，焦距短，其作用相当于投影仪的镜头 载物片：承载被观察的物体 反光镜:增加光的强度，照亮被观察的物体 2. 显微镜成像的基本原理 （1）物镜： 物镜的作用相当于投影仪的镜头，被观察物体首先通过物镜成倒立、放大的实像，这个实像落在了目镜的一倍焦距以内； （2）目镜： 目镜的作用相当于一个放大镜，把物镜形成的放大的实像再次放大，得到正立、放大的虚像。 （3）物体通过整个显微镜所成的像是：倒立、放大的虚像。 （4）显微镜的成像原理图 3. 显微镜的放大倍数 微小的物体通过显微镜后被两次放大，因此，显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数 一般在镜头上标有“n×”字样，例如n=5，即为放大5倍。 4. 显微镜的作用 显微镜可以用于观察细微的物体或物体上的细微部分。如植物细胞、金属结构、细菌等。 【例4】如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 (1)甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到 ________作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较_________（“亮”、“暗”）时使用。 (2)乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中L1是物镜，L2是目镜。分析原理图可知物镜的作用相当于的__________镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”），成_________的像（选填“放大”、“缩小”或“等大”）；此时物镜的像AB相当于放在目镜前的物，此时目镜的物距u与目镜焦距f的关系是_________________。 动画演示：展示二次成像光路，说明物镜和目镜的配合原理。 学习新课五 、光学望远镜 1. 望远镜 （1）望远镜的构造 望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。 （2）望远镜的原理 物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。两次成像，先缩小，后放大。 （3）望远镜的成像光路图 (开普勒望远镜例进行分析) 想想议议：物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，这样的像应该是缩小的，为什么用望远镜观察物体时会感到像被放大了？ 原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角越大，对物体观察越清楚。 2. 视角 （1）视角的概念 从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。 （2）影响视角的因素 物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。 ①视角与物体大小有关: 物体到眼镜的距离一定时，大物体的视角大，小物体的视角小。 ②视角与离物体远近有关: 物体大小一定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。 3. 自制模拟望远镜 【实验器材】两个焦距不同的凸透镜。 【实验步骤】 （1）先用一个凸透镜(焦距大的)观察窗外远处的物体，注意成像情况. （2）再用另一个凸透镜(焦距小)观察上面得到的物体的像，注意成像情况. （3）将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物体，对比两次成像的大小. 3. 显微镜和望远镜的对比 【例5】如图是简易天文望远镜内部结构。远处的物体经过物镜成一个__________、__________（分别填写“倒立”“正立”与“放大”“等大”“缩小”）的实像，这个实像经过目镜成一个正立__________像（选填“虚”或“实”）。如果你想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的____________（选填“近视”或“远视”）镜片来代替。 动画演示：展示二次成像光路，说明物镜和目镜的配合原理。 类比理解：显微镜“放大微小”，望远镜“拉近远景”。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．（2024·河南周口·三模）购物支付已进入“刷脸”时代。如图所示，消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜)，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是（     ） A．光经过摄像头成像利用的是光的反射 B．该摄像头的成像原理与投影仪相同 C．“刷脸”时，如果显示屏上的像不完整无法交易，则需要人适当远离摄像头 D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像 【答案】C 【详解】A．光经过摄像头成像属于凸透镜成像，利用的是光的折射，故A错误； BD．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的实像，成像原理与照相机相同，而投影仪成倒立放大的实像，与其成像原理不同，故BD错误； C．“刷脸”时，如果显示屏上的像不完整无法交易，说明所成的像过大，要使像变小，根据凸透镜成实像的规律可知，像距变小，物距变大，则需要人适当远离摄像头，故C正确。 故选C。 2．如图甲所示，是小芮的照片，她用放大镜贴近照片所看到的像是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】放大镜是凸透镜，当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．（2023·山东潍坊·中考真题）2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路的方法，其工作原理如图所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（多选）（    ）    A．掩膜上的电路图在硅片上成实像 B．掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外 C．硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内 D．要减小硅片上的像，需将掩膜向下移动 【答案】AB 【详解】A．由图和题意可知，该缩图透镜为凸透镜，且要制造出含有众多元件的集成电路，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像，故A正确； BC．结合凸透镜成缩小实像的条件可知，掩膜位于缩图透镜二倍焦距之外，硅片到缩图透镜的距离（像距）在一倍焦距和二倍焦距之间，此投射原理与照相机的原理相同，故B正确，C错误； D．由图可知，该透镜将光会聚，所以这是一个凸透镜成像的过程，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的原理，缩图透镜相同，实现制程变小的突破，要将掩膜向上方移动，故D错误。 故选AB。 4．（22-23八年级上·辽宁丹东·期末）如图，取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛，焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛，通过两个放大镜看前面的物体，调整两个放大镜间的距离，直到看得最清楚为止。物体是 （选填“变大”或“变小”）；若接着把两个放大镜的位置前后对调，物体是 （选填“变大”或“变小”）。 【答案】 变大 变小 【详解】[1]通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像原理，前面焦距大的凸透镜相当于望远镜的物镜，使远处的物体在焦点附近成倒立的实像，后面焦距小的凸透镜相当于望远镜的目镜，用来把这个实像放大，所以我们看到了物体倒立、放大的像。 [2]望远镜的放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距；若望远镜的两个凸透镜位置颠倒，焦距小的作为物镜，焦距大的作为目镜，则放大倍数小于1，成缩小的像。 5．（2022·辽宁沈阳·一模）显微镜的目镜和物镜使用的都是凸透镜。当载物片在物镜的 （选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”）时，物体通过物镜成一个 （选填“实”或“虚”）像，它的目镜的成像特点与我们生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像性质相同。 【答案】 一倍焦距与二倍焦距之间 实 放大镜 【详解】[1][2]载物片离物镜距离较小，位于物镜的一倍焦距与二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，成倒立、放大的实像。 [3]物镜所成的实像位于目镜的一倍焦距以内，通过目镜再次成正立、放大的虚像，与我们生活中的放大镜工作原理相同。 板 书 设 计 第3节 生活中的透镜 课 堂 小 结 对比五种仪器的成像特点，强调凸透镜成像规律的核心地位。 作 业 1、完成课后“实践与探索”练习 2、配套同步分层作业 教学反思 1. 成功之处 通过实验和模型将抽象原理具体化，学生参与度高。 对比表格帮助学生构建系统知识网络。 2. 改进方向 显微镜和望远镜的光路需用更多动画演示，降低理解难度。 可增加学生自制简易投影仪的实践活动，深化应用能力。 ( 8 / 11 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $