5.1 透镜 作业 -2026-2027学年人教版物理八年级上学期

《透镜》作业设计 一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 《透镜》课时作业设计 学段学科 初中 物理 适用年级 八年级 教材版本 人教版 对应内容 八年级上册 第五章《透镜及其应用》第一节《透镜》 作业类型 课后作业（分层设计） 题量与结构 共 9 题：基础题 3 题（必做）、提升题 3 题（必做）、拓展题 3 题（选做） 完成时长 必做约 20 分钟，选做约 15 分钟，总时长约 35 分钟 评价方式 教师批阅＋学生自评互评（分层反馈） 设计者 张春雷 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 · 课标要求：本作业对应《义务教育物理课程标准》中“运动和相互作用”主题下“光”的内容要求，指向“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等核心素养，需达成“认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，知道透镜的焦点和焦距”的学业质量标准。 · 教材地位：本节是《透镜及其应用》一章的起始课，学生在学习光的折射之后第一次系统认识透镜。透镜是照相机、投影仪、放大镜、显微镜和望远镜等光学仪器的基本元件，学好本节可以为学习生活中的透镜、探究凸透镜成像的规律以及眼睛和眼镜等内容奠定基础，起到承上启下的作用。 · 教学重难点：教学重点是凸透镜对光的会聚作用、凹透镜对光的发散作用，以及焦点、焦距、主光轴、光心等概念；难点是三条特殊光线（平行于主光轴的光线、过焦点的光线、过光心的光线）的作图与运用，以及区分透镜对光的作用与透镜的形状。 · 学业要求：能区分凸透镜和凹透镜，能说出透镜的焦点、焦距和主光轴，能通过实验观察凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，能画出平行于主光轴的光线经透镜折射后的光路。 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生在上一章已经学习光的折射规律，知道光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向会发生偏折，生活中使用过放大镜、眼镜、照相机等含透镜的用品，对“透镜能改变光路”有初步的感性认识，具备一定的作图基础。 现有困惑 容易把凸透镜“中间厚、边缘薄”的形状特征与“对光有会聚作用”混为一谈，误认为凹透镜也会聚光；对焦点、焦距的物理意义理解模糊；画三条特殊光线时容易漏画箭头、混淆入射光线与折射光线的方向。 差异分析 学生的空间想象能力和作图规范程度差异较大，部分学生能准确完成光路作图并解释会聚、发散现象，部分学生对“主光轴”“焦点”等概念停留在文字记忆层面，需要借助实物透镜和光路图逐步建立空间观念。 差异化任务安排 对学困生：安排基础题（1—3题）必做，提供凸透镜、凹透镜实物和标准光路图，借助“平行光线过焦点、过光心方向不变”的口诀完成作图，重点达成透镜种类识别与光路识别；对学优生：在完成必做题的基础上完成拓展题（7—9题），鼓励探究透镜焦距的测量方法、分析不同厚度透镜的会聚能力强弱并撰写探究小报告。教师按“必做保底、选做提升”的思路分层批阅与反馈。 3. 设计意图 本作业以“透镜对光的作用”为主线，按“基础巩固—能力提升—拓展探究”三个层次递进设计：基础题聚焦凸透镜与凹透镜的识别、会聚与发散作用及焦点、焦距等基本概念，帮助学生建立清晰的物理图景；提升题通过光路识别、情境分析和实验探究，引导学生理解三条特殊光线的规律；拓展题引入焦距的测量与透镜会聚能力的比较，引导学生在动手实践中深化对透镜作用的理解，发展科学思维与探究能力。 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 能区分凸透镜和凹透镜，能说出主光轴、光心、焦点和焦距的含义，知道凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对光有发散作用。 物理观念 基础题正确率、概念复述 能力运用 B 能画出平行于主光轴的光线经凸透镜、凹透镜折射后的光路，能根据光路判断透镜的种类，能规范标注焦点和焦距。 科学探究、科学思维 作图规范、光路判断 思维发展 C 能通过实验现象归纳凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，能分析透镜形状与对光作用的关系，能设计测量凸透镜焦距的简单方案。 科学思维、科学探究 论证思路、方案设计 情感态度 D 体会透镜在照相机、投影仪、眼镜等生活用品中的广泛应用，养成规范作图、实事求是的科学态度，乐于动手探究。 科学态度与责任 反思语、作品倾向 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 层级 题目概要 对应作业目标编号 分值 预计用时 设计意图 1 选择题 基础（必做） 判断关于凸透镜、凹透镜及其对光作用的说法 A 2分 2分钟 考查透镜种类与对光作用的辨析 2 判断题 基础（必做） 判断5个关于透镜、焦点与光路的说法 A 3分 3分钟 巩固透镜基本概念与光路特点 3 填空题 基础（必做） 填写透镜种类、光心、焦点与焦距的有关内容 A 4分 4分钟 巩固透镜的基本概念 4 作图题 提升（必做） 画出平行于主光轴的光线经透镜折射后的光路 B 3分 3分钟 训练三条特殊光线的作图 5 情境分析题 提升（必做） 分析用太阳光判别眼镜镜片种类的方法与道理 B 4分 4分钟 运用透镜对光的作用分析实际问题 6 实验探究题 提升（必做） 探究凸透镜对光的会聚作用（用太阳光测焦距） B、C 4分 4分钟 经历“实验观察—归纳结论”的探究过程 7 计算分析题 拓展（选做） 由焦距比较不同凸透镜的会聚能力强弱并分析 B、C 5分 5分钟 运用焦距概念进行比较与推理 8 分类综合题 拓展（选做） 将常见光学元件按透镜种类分类并说明依据 C 4分 4分钟 训练比较、归类与说理能力 9 开放探究题 拓展（选做） 设计测量凸透镜焦距的两种方案并评估 C、D 6分 6分钟 发展探究、动手与创新意识 五、试题详情 1、 （基础·必做，2分，约2分钟）关于凸透镜和凹透镜，下列说法正确的是（　　）A．中间厚、边缘薄的透镜是凹透镜　B．凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用　C．平行于主光轴的光线经凹透镜折射后一定过焦点　D．通过光心的光线经透镜折射后传播方向发生明显改变 2、 （基础·必做，3分，约3分钟）判断下列说法是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”。（1）中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜。（　　）（2）透镜的两个焦点到光心的距离相等。（　　）（3）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其反向延长线过焦点。（　　）（4）过光心的光线经透镜折射后传播方向不改变。（　　）（5）透镜对光有作用，所以光线经过透镜后一定会相交于一点。（　　） 3、 （基础·必做，4分，约4分钟）透镜分为______透镜和______透镜两类，其中中间厚、边缘薄的叫______透镜，它对光有______作用；通过两个球面球心的直线叫______，光心在______上；平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点叫______，该点到光心的距离叫______。 4、 （提升·必做，3分，约3分钟）请完成下列光路图：（1）画出一条平行于主光轴的光线经凸透镜折射后的光线；（2）画出一条平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的光线；（3）画出一条过光心的光线经凸透镜折射后的光线。（保留必要的作图痕迹） 5、 （提升·必做，4分，约4分钟）小明发现爷爷的老花镜镜片摸起来中间厚、边缘薄，而自己的近视眼镜镜片摸起来中间薄、边缘厚。请回答：（1）这两副眼镜的镜片分别属于哪种透镜？（2）利用太阳光可以怎样区分这两种镜片？请写出做法和判断依据。 6、 （提升·必做，4分，约4分钟）小华在探究“凸透镜对光的作用”时，让一束平行于主光轴的光正对凸透镜射入，在透镜另一侧的光屏上得到一个最小、最亮的光斑，用刻度尺测得光斑到透镜光心的距离为 10 cm。（1）这个最小、最亮的光斑在什么位置？（2）由此可知该凸透镜的焦距是多少？（3）他换用另一个凸透镜做实验，测得光斑到光心的距离为 15 cm，哪一个透镜的会聚能力更强？说明理由。 7、 （拓展·选做，5分，约5分钟）甲、乙两个凸透镜的焦距分别为 5 cm 和 12 cm，丙是一个焦距为 8 cm 的凹透镜。请回答：（1）比较甲、乙两个凸透镜对光的会聚能力，说明理由；（2）若用凸透镜正对太阳光，在距透镜 5 cm 处得到最小、最亮的点，则该透镜的焦距是多少？此时太阳光相当于什么光线？（3）若把丙透镜正对太阳光，光屏上的光斑会有什么变化？ 8、 （拓展·选做，4分，约4分钟）请把下列光学仪器或物品按要求分类，并说明理由：①放大镜　②近视眼镜　③照相机镜头　④老花镜　⑤投影仪镜头　⑥凹透镜。分类要求：属于凸透镜的：______；属于凹透镜的：______；判断依据是______。 9、 （拓展·选做，6分，约6分钟）请设计两种测量凸透镜焦距的方法，完成下列任务：（1）写出每种方法所用的器材和主要步骤；（2）说明每种方法所依据的物理原理；（3）比较两种方法的优缺点（如操作难易、误差大小等），并说明在家庭条件下更适合选择哪种方法。 六、参考答案与解析 1、 【参考答案】B。 【解题思路】中间厚、边缘薄的是凸透镜，A项把二者说反了，错误；凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，B项正确；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其反向延长线过焦点，折射光线本身并不过焦点，C项错误；过光心的光线经透镜折射后传播方向不改变，D项错误。 【易错点】把凸透镜、凹透镜的形状特征或对光的作用弄反；把凹透镜折射光线的“反向延长线过焦点”误答成“折射光线过焦点”。 【方法点拨】先看形状判断透镜种类，再依据“凸会聚、凹发散”判断光的作用；涉及焦点时注意区分折射光线与它的反向延长线。 【赋分点】选对得2分。 2、 【参考答案】（1）√（2）√（3）√（4）√（5）×。 【解题思路】（1）中间厚、边缘薄的是凸透镜，正确；（2）凸透镜（或凹透镜）的两个焦点关于光心对称，它们到光心的距离相等，正确；（3）凹透镜使平行于主光轴的光线发散，其反向延长线过焦点，正确；（4）过光心的光线传播方向不改变，正确；（5）只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后才会聚于焦点，一般光线经透镜折射后不一定相交于一点，错误。 【易错点】误认为凡是经透镜折射的光线都会相交于一点；忽略“平行于主光轴”这一前提条件。 【方法点拨】判断时要抓住“平行于主光轴”这一关键条件，逐句与三条特殊光线的规律对照。 【赋分点】每句0.6分，共3分。 3、 【参考答案】凸；凹；凸；会聚；主光轴；主光轴；焦点；焦距。 【解题思路】透镜按形状分为凸透镜和凹透镜；中间厚、边缘薄的是凸透镜，它对光有会聚作用；通过两个球面球心的直线叫主光轴，光心在主光轴上；平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距。 【易错点】把“会聚作用”写成“发散作用”；把“焦点到光心的距离”误说成“焦点到透镜另一侧的距离”。 【方法点拨】按“种类—形状—作用—主光轴—光心—焦点—焦距”的顺序梳理概念，形成概念链。 【赋分点】每空0.5分，共4分。 4、 【参考答案】（1）经凸透镜折射后的光线会聚到另一侧的焦点F上（折射光线过焦点）；（2）经凹透镜折射后的光线变得发散，其反向延长线过透镜这一侧的焦点F；（3）过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。 【解题思路】三条特殊光线的规律：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，经凹透镜折射后反向延长线过焦点；过光心的光线方向不变。作图时先确定焦点位置，再按要求画出折射光线并标出箭头。 【易错点】漏画光线上的箭头或把箭头方向画反；把凹透镜的折射光线直接画成过焦点；忘记标注焦点F。 【方法点拨】牢记“平行光线过（反向延长过）焦点、过光心方向不变”，作图时用虚线表示反向延长线，光线一律带箭头。 【赋分点】每小题1分，共3分。 5、 【参考答案】（1）爷爷的老花镜镜片中间厚、边缘薄，属于凸透镜；小明的近视眼镜镜片中间薄、边缘厚，属于凹透镜。（2）把两副镜片分别正对太阳光，在另一侧放一张白纸并移动镜片：能使太阳光会聚成一个很小、很亮的光斑的是凸透镜（老花镜）；使光变得发散、白纸上得不到明亮小光斑的是凹透镜（近视镜）。 【解题思路】凸透镜中间厚、边缘薄，对光有会聚作用，能把平行光会聚成一个小亮点；凹透镜中间薄、边缘厚，对光有发散作用，不能使平行光会聚。据此既可由形状判断，也可用太阳光检验。 【易错点】把老花镜与近视镜的镜片种类弄反；只写结论不写判断依据；把“会聚”与“发散”说反。 【方法点拨】记住“中间厚薄定种类，会聚发散定作用”，并用太阳光会聚成亮斑这一现象作为检验方法。 【赋分点】第（1）题2分，第（2）题2分，共4分。 6、 【参考答案】（1）这个最小、最亮的光斑在凸透镜的焦点上。（2）该凸透镜的焦距是 10 cm。（3）焦距为 10 cm 的透镜会聚能力更强；因为凸透镜对光的会聚能力越强，平行光会聚成的焦点离透镜越近（焦距越短）。 【解题思路】平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于焦点，最小、最亮的光斑就是焦点的位置，光斑到光心的距离即焦距；比较会聚能力强弱时，焦距越短，光线偏折得越厉害，会聚能力越强。 【易错点】把光斑到透镜表面的距离当作焦距；误认为焦距越大，会聚能力越强。 【方法点拨】记住“平行光测焦距”的方法——最小、最亮光斑的位置就是焦点；比较会聚能力看焦距，焦距越短越强。 【赋分点】第（1）题1分，第（2）题1分，第（3）题2分，共4分。 7、 【参考答案】（1）甲的会聚能力更强。因为甲、乙都是凸透镜，甲的焦距（5 cm）比乙的焦距（12 cm）短，焦距越短，对光的会聚能力越强。（2）该透镜的焦距是 5 cm；此时太阳光相当于平行光。（3）把凹透镜（丙）正对太阳光，光线经凹透镜后变得发散，在光屏上得不到很小、很亮的光斑（光斑比透镜本身大）。 【解题思路】凸透镜的会聚能力由焦距决定，焦距越短，会聚能力越强；平行光经凸透镜折射后在焦点处会聚成最小、最亮的光斑；凹透镜对光有发散作用，不会形成会聚的亮点。 【易错点】把凸、凹透镜的焦距混在一起比较会聚能力；误认为凹透镜也能在光屏上聚成亮点。 【方法点拨】比较会聚能力先看是凸透镜还是凹透镜，再在同类中比较焦距长短。 【赋分点】第（1）题2分，第（2）题2分，第（3）题1分，共5分。 8、 【参考答案】属于凸透镜的：①③④⑤；属于凹透镜的：②⑥；判断依据：中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜（也可依据对光的作用：对光有会聚作用的是凸透镜，有发散作用的是凹透镜）。 【解题思路】放大镜、照相机镜头、投影仪镜头、老花镜都由凸透镜制成，近视眼镜由凹透镜制成，⑥已直接给出；据此归类，并抓住形状特征或对光的作用说明依据。 【易错点】把近视眼镜与老花镜的镜片种类弄反；分类时只写结果不写依据。 【方法点拨】先回忆常见用品所用透镜的种类，再按“中间厚薄”或对光的作用统一说明依据。 【赋分点】分类正确3分（错一处扣1分），依据充分1分，共4分。 9、 【参考答案】示例——方法一（平行光法）：把凸透镜正对太阳光，在透镜另一侧放一张白纸，移动白纸直到出现最小、最亮的光斑，用刻度尺量出光斑到透镜光心的距离，就是该透镜的焦距。器材：凸透镜、白纸（光屏）、刻度尺。原理：平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于焦点。方法二（成像法）：把凸透镜固定在光具座上，在透镜一侧放一支点燃的蜡烛（或发光的“F”光源），另一侧放光屏，移动光屏和蜡烛，直到光屏上出现倒立、等大、清晰的像，此时物距等于像距等于 2f，量出物距再除以 2 即得焦距。器材：凸透镜、光具座（或刻度尺）、蜡烛、光屏。原理：当 u=2f 时成倒立、等大的实像。（3）比较：平行光法器材简单、操作方便，但受阳光强弱和光斑判断的影响，误差稍大；成像法测量较精确，但需要光具座等器材，操作较麻烦。在家庭条件下更适合选择平行光法。 【评价要点】能给出两种可行的方法；器材与步骤表述清楚；原理表述准确；能比较优缺点并说明理由；表达条理清晰、有创新。 【赋分点】每种方法2分（器材与步骤1分、原理1分），比较与选择1分，表达1分，共6分。 七、作业设计特色与创新点 · 分层递进：按“基础（必做）—提升（必做）—拓展（选做）”设计，每题标注分值与预计用时，学生可按需选做，落实弹性作业要求。 · 情境真实：以眼镜、放大镜、照相机镜头等真实物品为载体，让学生在观察与比较中体会凸透镜、凹透镜对光的作用。 · 题型多样：涵盖选择、判断、填空、作图、情境分析、实验探究、计算分析、分类综合、开放探究等题型，兼顾知识、能力与素养的全面考查。 · 注重探究与表达：设置用太阳光测焦距、测量凸透镜焦距等探究任务，引导学生经历“提出问题—设计方案—观察记录—归纳结论”的过程，培养科学探究能力与创新意识。 · 分层评价：评价表结合必做与选做任务，采用“素养维度＋分层表现”的多元评价方式，既关注基础达标，又鼓励学有余力的学生拓展提升。 八、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解（透镜种类与对光作用） 基础题全部正确，能准确说出凸透镜、凹透镜的识别方法与对光的作用 基础题基本正确，个别概念表述不够准确 基础题错误较多，透镜种类与作用仍然混淆 20% 能力运用（光路作图与判断） 能规范完成三条特殊光线的作图，焦点标注正确，能根据光路判断透镜种类 能基本完成光路作图，偶有箭头或焦点标注失误 作图不规范，光路方向错误较多，不能正确判断透镜种类 30% 科学探究与思维（会聚发散与焦距） 能准确解释会聚与发散现象，测量焦距的方案清晰、结果合理 能说明透镜对光的作用，方法基本可行 原理表述不清，焦距的物理意义理解模糊 30% 科学态度与责任（拓展与反思） 主动完成选做任务，测量焦距的方案可行、表达清楚，能联系生活实际 能按要求完成必做任务，基本参与合作与交流 学习被动，选做任务缺失，合作意识较弱 20% 说明：本评价表按核心素养维度划分，兼顾必做与选做任务。“知识理解”面向全体学生的达标要求，“科学探究与思维”“科学态度与责任”鼓励学生在选做题中展现更高水平。教师可结合分层任务给予个性化反馈，重点考查学生能否正确识别透镜、理解透镜对光的作用并规范完成光路作图。 （内容由AI生成，仅供参考） 学科网（北京）股份有限公司 $