5.3 凸透镜成像的规律 作业设计-2026-2027学年人教版物理八年级上学期

《凸透镜成像的规律》课时作业设计 一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 《凸透镜成像的规律》课时作业设计 学段学科 初中 物理 适用年级 八年级上学期 教材版本 人教版 对应内容 第五章第3节 凸透镜成像的规律 作业类型 课前预习+实验探究实践作业+课后巩固作业 完成时长 总时长__30__分钟 设计者 张大鹏 二、设计背景与意图 1.课标与教材分析 ● 课标要求：本作业对应的学科核心素养是物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任，需达成能通过实验探究得出凸透镜成像规律，会利用规律判断成像特点，能用凸透镜成像知识解释照相机、投影仪、放大镜等生活现象的学业质量标准。 ● 教材地位：本节是第五章透镜及其应用的核心内容。前两节已经认识凸透镜、凹透镜，了解透镜对光的作用，知道照相机、投影仪、放大镜的成像现象；本节通过实验定量探究物距变化对成像的大小、正倒、虚实的影响，既是前面透镜知识的深化，也为后续眼睛和眼镜、显微镜望远镜学习做好铺垫。通过动手探究实验，培养学生科学探究思维，建立物理规律来源于实验的科学观念。 ● 教学重难点：重点是经历探究凸透镜成像规律的实验过程，归纳成像规律；难点是区分实像与虚像，理解物距、像距变化与像大小的变化关系，利用成像规律解决图像、情景类问题。 2.学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生已经知道凸透镜对光线有会聚作用，初步了解照相机、投影仪、放大镜的成像特点；具备光具座简单操作、观察实验现象、简单记录实验数据的能力；对生活中的透镜应用有感性认识。 现有困惑 容易混淆物距、像距概念；分不清实像、虚像的成因；对一倍焦距、二倍焦距两个分界点理解不到位；不会分析“物远像近像变小”动态变化规律；遇到图像、情景题容易判断出错。 差异分析 部分学生动手能力强，乐于完成探究实验，能够自主总结规律；中等学生能够记住成像表格，但动态变化类习题容易丢分；少部分学生对实验逻辑理解薄弱，不会区分不同物距对应的成像特点，需要分层引导。 3.设计意图（一段话讲清即可） 本作业立足"从生活走向物理"的理念，结合照相机、投影仪、放大镜生活实例引入，设置预习、实验探究、分层巩固习题三类作业，落实基础识记、动手探究、规律应用不同层级要求；兼顾不同层次学生学习需要，引导学生亲历完整科学探究流程，在动手观察与习题训练中落实物理学科核心素养，实现学练结合。 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 能够复述凸透镜成像规律，分清物距、像距，区分实像与虚像，牢记一倍焦距、二倍焦距成像分界点 物理观念 概念填空正确率、选择题作答情况 能力运用 B 会规范完成凸透镜成像规律探究实验，能观察、记录成像特点，会结合物距判断像的性质，对应生活透镜应用 科学探究 实验记录表格填写、现象描述、规律填空作答 思维发展 C 结合实验情景、图像分析物距改变时像距、像大小的动态变化，辨析易错实验故障，对实验操作问题简单分析 科学思维 选择题、情景题作答，实验反思文字 情感态度 D 体会实验探究得到物理规律的乐趣，养成严谨规范实验、认真观察实验现象的习惯 科学态度与责任 实验参与度、作业书写、错题订正情况 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 设计意图 参考答案/评价要点 1 预习填空+情景思考题 回顾透镜基础概念，梳理焦距、物距、像距、实像虚像基础概念，结合照相机、放大镜猜想成像影响因素 A 回顾旧知，建立成像与物距有关的猜想，完成新课铺垫 焦点到光心距离；物体到光心距离；像到光心距离；实像由实际光线会聚；虚像由反向延长线相交。看填空正确率，分清实虚像即为合格。 2 实验探究题 探究凸透镜成像规律，完成实验操作，填写实验记录表，归纳凸透镜成像完整规律 A、B、D 落实本课重点，完整经历提出猜想、实验操作、采集现象、归纳结论科学探究流程 调整烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度；记录不同物距下像距、像的大小正倒虚实；牢记两个分界点。能正确记录现象，步骤逻辑清晰为合格；能分析实验故障为优秀。 3 选择 给定焦距，判断给定物距对应的成像性质 A、C 训练基础规律应用，判断2f>u>f成像特点 答案B。能判断物距处于一倍二倍焦距之间成倒立放大实像。 4 选择 u＞2f情景下判断成像特点 A、C 巩固u>2f成倒立缩小实像，对应照相机原理 答案C。理解物距大于二倍焦距成像规律。 5‑9 选择、填空 实验故障调节、物距动态变化、透镜应用、实验图像情景题 B、C 分层训练，覆盖基础概念、实验故障、动态变化、生活实际应用；基础必做，最后拓展填空可作为选做拓展。 选择填空看正确率；看规律应用表述完整性；基础必做，拓展习题学有余力学生选做。 五、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 基础题全对，成像规律记忆准确，分清实像虚像、物距像距 少量细节错误，成像规律基本掌握 较多基础概念错误，混淆实虚像，分不清焦距分界点 20% 能力运用 实验步骤完整规范，表格记录完整；可以准确根据物距判断成像性质 实验基本完成，规律应用有少量疏漏 实验操作要点遗忘，不会区分不同物距成像特点 30% 思维发展 情景题、动态变化分析到位，可以简单说出实验故障原因，有自己思考 可以完成习题，但缺少深度分析 读题出错，不会分析物距变化带来像的变化，逻辑混乱 30% 情感态度 主动完成实验，积极思考，错题主动订正，书写工整 态度端正，按要求完成全部作业，能订正明显错误 被动完成作业，书写潦草，不进行错题整理反思 20% 分层操作说明：基础部分全体学生完成；拓展习题学有余力学生选做。正确率低于60%需要进行针对性补救练习。 六、试题详情 1 预习体验作业 一、知识回顾: 照相机成倒立缩小实像；投影仪成倒立放大实像；放大镜成正立放大虚像。 问题思考：同样是凸透镜，成像的大小、正倒、虚实却不一样，凸透镜成像情况会和哪些因素有关？ 归纳总结填空： 1. ____________叫凸透镜的焦距,用符号____表示。 2. ____________叫物距,用符号____表示。 3. ____________叫像距,用符号____表示。 4.实像由________光线会聚而成,能在________上呈现的像。虚像不是由实际光线会聚而成,而是由光线的________相交而成,________(填“能”或“不能”)在光屏上呈现的像。 猜想思考： (1)照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，而投影仪中物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，由此看来像的大小与________有关。 (2)照相机和投影仪成像时物体和像都在凸透镜的两侧，而放大镜成像时物体和像在透镜的同侧，由此看来像的虚实与________有关。 2 实验探究作业 实验探究：凸透镜成像的规律 猜想：凸透镜成像的大小、正倒、虚实和物距有关。 思考讨论: (1) 实验时，为什么要调整蜡烛、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度？ (2) 实验中我们需要观察记录哪些现象、测量哪些物理量？ 实验步骤： (1)组装器材，把蜡烛、凸透镜（f=10cm）、光屏依次安装在光具座上，调整烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度； (2)将蜡烛放在二倍焦距以外，移动光屏，直到光屏出现最清晰的像，记录物距、像距以及像的大小、正倒、虚实； (3)将蜡烛移到二倍焦距处，移动光屏，记录成像特点； (4)将蜡烛移到一倍焦距与二倍焦距之间，移动光屏，记录成像特点； (5)将蜡烛放在一倍焦距处，观察光屏，看能否成像； (6)将蜡烛移到一倍焦距以内，去掉光屏，眼睛透过透镜直接观察，记录成像特点。 小组合作实验，把现象和数据填入表格。 物距 像距 像的性质 放大或缩小 像的性质 倒立或正立 像的性质 实像或虚像 观察光屏 像与物在镜的 实际应用 u>2f u=2f 2f>u>f u=f / 不成像 不成像 不成像 不成像 不成像 / u<f / 实验数据分析与结论： 1. 物体通过凸透镜成像的性质与凸透镜的焦距有关，并随物距的变化而变化。 2. 两个关键分界点：u=f是成实像和虚像的分界点；u=2f是成放大像和缩小像的分界点；凸透镜所成的实像都是倒立的，虚像都是正立的。 3. 物近像远像变大：当物体逐渐向凸透镜靠近时，光屏的位置逐渐远离(选填"靠近"或"远离")，光屏上成的实像逐渐变大(选填"变大"或"变小")。 3 课后巩固习题 1.一凸透镜的焦距是8 cm,将点燃的蜡烛放在离凸透镜12 cm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 2.小明在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,所用凸透镜的焦距为15 cm.将蜡烛放在距离该透镜35 cm处时,蜡烛在光屏上所成清晰的像是(　　) 3.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像.要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像,调节的方法是(　　) A.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏靠近透镜移动 B.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动 C.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏远离透镜移动 D.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏靠近透镜移动 4.小青将点燃的蜡烛分别放在如图所示的a、b、c点探究凸透镜成像规律,蜡烛在　　　　点时,凸透镜右侧光屏上成的像最大,像是　　　　(选填“正立”或“倒立”)的. 5.探究凸透镜成像规律 (1)实验中出现了如图所示的情形,要使像成在光屏中央,应将光屏向　　　　(填“上”或“下”)调整. (2)已知凸透镜焦距为10 cm,将烛焰放在距离凸透镜25 cm处,调节光屏可得到倒立、　　　(填“放大”或“缩小”、“等大”)的实像,应用这个原理工作的仪器有　　　　. (3)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜的方向移动,要在光屏上得到清晰的像则应将光屏　　　　(填“远离”或“靠近”)透镜,光屏上的像　　　　(填“变大”“变小”或“不变”). 七、答案与解析 1预习体验作业 答案 1.焦点到凸透镜光心的距离； 2.物体到凸透镜光心的距离； 3.像到凸透镜光心的距离； 4.实际；光屏；反向延长线；不能 猜想思考：(1)物距 (2)物距 💡 解析：夯实透镜基础概念，区分实像虚像，为本节实验探究做好铺垫，引导学生猜想成像和物距有关系。 2实验探究作业 表格参考填写 物距 像距 像的性质 放大或缩小 像的性质 倒立或正立 像的性质 实像或虚像 观察光屏 像与物在镜的 实际应用 u>2f 2f>v>f 缩小 倒立 实像 有清晰像 异侧 照相机 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 有清晰像 异侧 测焦距 2f>u>f v>2f 放大 倒立 实像 有清晰像 异侧 投影仪 u=f / 不成像 不成像 不成像 不成像 不成像 / u<f / 放大 正立 虚像 无 同侧 放大镜 结论填空： 1.焦距；物距 2.实和虚；放大和缩小；倒；正 3.远离；变大 💡 解析：实验要点：①烛焰、凸透镜、光屏中心调至同一高度，使像成在光屏中央；②u=f时光线平行射出，不成像；③实像可以用光屏承接，虚像不能；实像倒立，虚像正立；实像遵循"物近像远像变大"动态规律。 3课后巩固习题 1.【答案】B 【解析】透镜的焦距是8 cm，蜡烛距凸透镜12 cm，则，成倒立、放大的实像。 2.【答案】C 【解析】，，物距，此时成倒立缩小的实像。 3.【答案】A 【解析】题图中物距小于像距，成倒立、放大的实像。想要得到倒立缩小实像，需要增大物距，减小像距；透镜不动，蜡烛远离透镜，光屏靠近透镜。 4.【答案】b；倒立 【解析】成实像时，物体越靠近一倍焦距，实像越大；一倍二倍焦距之间成倒立放大实像。 5.【答案】(1)上 (2)缩小；照相机 (3)靠近；变小 【解析】 (1)像偏上，光屏向上移动，使像落在光屏中央； (2)，成倒立缩小实像，照相机利用该原理； (3)蜡烛远离透镜（物距变大），像距变小，光屏靠近透镜，像变小（物远像近像变小） 学科网（北京）股份有限公司 $