初中物理中考复习：透镜及其应用（一轮复习）教案

初中物理中考复习：透镜及其应用（一轮复习）教案

一、教学背景分析

（一）教学内容分析

本章内容属于《全日制义务教育物理课程标准（2022年版）》中“运动和相互作用”这一主题下的“声和光”部分。透镜及其应用是几何光学的重要组成部分，是光的折射规律在实际生活中的具体应用。本章知识在初中物理中承上启下，既深化了对光的折射的理解，又为高中进一步学习透镜成像公式、光学仪器原理奠定了基础。从知识结构上看，本章主要包括：透镜的基本概念（主光轴、光心、焦点、焦距）、透镜对光的作用（会聚与发散）、凸透镜成像规律及其应用（照相机、投影仪、放大镜、眼睛与眼镜）、望远镜和显微镜的基本原理。其中，凸透镜成像规律是本章的核心，也是历年中考的【高频考点】和【难点】。复习课旨在帮助学生将零散的知识点系统化、网络化，深刻理解物理规律的内涵，并能够灵活运用规律解决实际问题。

（二）学情分析

授课对象为九年级学生，已完成本章的新课学习。学生已有的知识基础是：知道光的折射现象，初步了解透镜的种类和基本概念，对凸透镜成像规律有浅显的认知，但对规律的理解往往停留在机械记忆层面，缺乏对成像原理的深度理解和动态分析能力。学生存在的【难点】主要集中在：1.对“实像”和“虚像”的本质区别理解不透；2.在物距变化时，像距和像的大小变化规律容易混淆；3.将透镜知识应用于生活实际（如解释眼睛近视/远视的成因及矫正、调节照相机等）时，建模能力不足；4.作图题的规范性和准确性有待提高。因此，复习课的核心任务不是简单重复，而是通过问题驱动、实验再现、对比归纳、变式训练等方式，帮助学生打通知识关节，构建清晰的知识体系，提升科学思维和问题解决能力。

（三）设计理念

以学生发展为核心，践行“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。本节课的设计力求体现“教、学、评”一体化，采用“问题链导学”与“情境化教学”相结合的策略。通过创设真实、生动的问题情境，激发学生的认知冲突，引导学生在回顾、分析、归纳、应用中主动建构知识。注重科学探究能力的再培养，通过虚拟或实物实验的方式重现关键实验过程，强化证据意识。同时，将物理观念（如运动与相互作用观念、能量观念）、科学思维（模型建构、科学推理、科学论证）和创新精神的培养贯穿于教学始终。

二、教学目标（核心素养视角）

（一）物理观念

1.【基础】能准确说出透镜的分类（凸透镜和凹透镜），并建立“透镜”的物理模型。

2.【重要】理解“焦点”、“焦距”、“物距”、“像距”等物理概念，并能用其描述光路和成像情况。

3.通过复习，进一步深化光的折射观念，理解透镜对光路的控制作用本质上是光的折射。

（二）科学思维

1.【重要】能够运用理想模型法（光线）和作图法（三条特殊光线），分析并绘制凸透镜、凹透镜的光路图，培养模型建构和几何直观能力。

2.【非常重要】通过对比、归纳、推理等方法，系统梳理凸透镜成像规律（“物近像远像变大”等动态规律），培养科学推理和归纳总结能力。

3.能够运用所学知识解释生活中的光学现象（如：为什么水中气泡看起来特别亮？），并进行初步的科学论证。

（三）科学探究

1.通过回顾“探究凸透镜成像规律”的实验过程，重温控制变量法、转换法（用光屏承接实像）等科学方法。

2.【高频考点】能够对实验过程中的关键步骤、异常现象（如光屏上找不到像、像的位置偏高/偏低等）进行分析和论证，提升分析和解决问题的能力。

3.经历从现象到规律、从理论到实践的探究过程，培养严谨求实的科学态度。

（四）科学态度与责任

1.通过了解透镜在照相机、投影仪、显微镜、望远镜以及视力矫正等方面的应用，体会物理学对人类生活和社会进步的推动作用，激发学习物理的兴趣。

2.【热点】树立保护视力的意识，理解科学用眼的重要性，增强社会责任感。

三、教学重难点

（一）教学重点

1.凸透镜的三条特殊光线作图及其对光路的控制作用。

2.【非常重要】凸透镜成像规律的全面理解和准确记忆（静态规律与动态规律）。

3.凸透镜成像规律在生活中的应用（照相机、幻灯机、放大镜、眼睛矫正）。

（二）教学难点

1.【难点】虚像的概念及其形成原理（光线的反向延长线相交），实像与虚像的本质区别。

2.【难点】凸透镜成像规律的动态分析（物距变化引起像距、像的大小、虚实变化的全过程）。

3.综合运用透镜知识解释人眼成像、近视眼/远视眼的成因及其矫正方法。

四、教学准备

1.多媒体课件（PPT）：包含高清图片、动画演示（光线传播路径、成像过程、眼睛调节与矫正）、精选例题和变式训练题。

2.虚拟实验室软件或实物器材：光具座、光屏、蜡烛（或F形光源）、不同焦距的凸透镜、凹透镜、火柴（若用蜡烛）。

3.板书设计：预留好核心规律、光路图、对比表格的板书画线区域。

五、教学实施过程

（一）情境导入，唤醒认知（约3分钟）

教师活动：播放一组精美的图片和短视频。内容涵盖：清晨露珠下的花瓣（露珠相当于凸透镜，放大效果）、用手机微距镜头拍摄的昆虫、老式胶片电影放映机正在工作的场景、一副近视眼镜和一副老花眼镜的对比特写。最后画面定格在一个模糊的远处物体上，并提问：“同学们，如果我们的眼睛就是一台照相机，当这台‘相机’的镜头出了问题时，我们如何才能再次看清这个世界呢？”

学生活动：观看图片，被生动的情境吸引。头脑中快速检索与新学知识相关的记忆点，初步进入复习状态。

设计意图：通过贴近生活的视觉冲击，唤醒学生对透镜及其应用的感性认识，创设问题情境，点明本章知识与生活的紧密联系，同时引出复习课的核心主题——透镜成像及其应用。

（二）概念回顾，夯实【基础】（约5分钟）

教师活动：以问题链形式引导学生快速回顾基本概念。

1.“什么是透镜？根据形状和对光的作用，透镜可以分为哪两类？”（凸透镜：中间厚边缘薄；凹透镜：中间薄边缘厚）

2.“请说出几个透镜的‘专业术语’：主光轴、光心、焦点（F）、焦距（f）。”引导学生快速在草稿纸上画出凸透镜和凹透镜，并标注出这些部分。

3.【重要】“凸透镜和凹透镜对光线的根本作用是什么？为什么？”（凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。本质是光通过透镜的两个表面时发生了两次折射，且透镜的形状决定了光线的偏折方向。）

教师强调：这是所有后续分析的基础，是光的折射规律的具体体现。引导学生从“透镜本质是棱镜的组合”这一视角去理解会聚和发散，而不是死记硬背。

（三）聚焦核心，攻克【难点】（约20分钟）

本环节是复习课的重中之重，将集中精力解决“凸透镜成像规律”这一核心内容。

1.【重要】三条特殊光线作图（模型建构）

教师活动：利用PPT动画，带领学生一步步回顾和绘制凸透镜的三条特殊光线。

（1）平行于主光轴的光线，经过凸透镜折射后，通过另一侧的焦点。

（2）通过光心的光线，传播方向不变。

（3）通过焦点的光线（或从焦点发出的光线），经过凸透镜折射后，平行于主光轴射出。

学生活动：在学案或练习本上，跟随教师的节奏，规范、准确地画出给定物点（分别在二倍焦距外、二倍焦距上、一倍焦距和二倍焦距之间、一倍焦距内）所成的像。强调光线必须带箭头，光线是实线，反向延长线是虚线。

设计意图：作图是理解成像原理的“金钥匙”。通过亲手作图，让学生从几何光学的本源上理解像的形成是光线会聚（或反向延长线会聚）的结果，为区分实像与虚像奠定坚实基础。

2.【非常重要】【高频考点】凸透镜成像规律系统梳理

教师活动：这是一个核心教学环节，需要综合运用多种教学策略。

策略一：情境再现与数据回顾。教师提问：“回顾我们做过的那个经典实验，我们是如何一步步探究凸透镜成像规律的？”引导学生回忆实验装置（光具座、蜡烛、凸透镜、光屏）、操作步骤（调整“三心共线”——烛焰中心、透镜光心、光屏中心在同一高度）和记录数据的方法。虚拟展示一组典型的实验数据表格（物距u与焦距f的关系、像距v与焦距f的关系、像的性质）。

策略二：对比归纳，提炼规律。教师引导学生观察数据，并思考以下问题链：

（1）当u>2f时，像在什么范围？（f<v<2f）像有什么特点？（倒立、缩小的实像）。生活中什么应用利用了这条规律？（照相机）

（2）当u=2f时，像在什么位置？（v=2f）像有什么特点？（倒立、等大的实像）。这个点有什么特殊意义？（它是放大像和缩小像的分界点）

（3）当f<u<2f时，像在什么范围？（v>2f）像有什么特点？（倒立、放大的实像）。这是什么的应用？（投影仪、幻灯机）

（4）当u=f时，能成像吗？（不成像）为什么？（光线经透镜后平行，不能会聚）。这个点有什么特殊意义？（它是实像和虚像的分界点）

（5）当u<f时，还能在光屏上得到像吗？（不能）但我们通过透镜能看到一个正立、放大的像，这个像是什么像？（虚像）。它为什么是虚像？它是如何形成的？（由折射光线的反向延长线相交而成，不能被光屏承接）。这是什么的应用？（放大镜）

策略三：提炼动态规律，实现思维升华。教师引导学生总结“物、像、像距”三者之间的联动关系。

【非常重要】动态口诀：“物近像远像变大，物远像近像变小”。（注：此规律适用于成实像的情况，即u>f时）

教师深度解析：当物体靠近透镜（物距减小）时，为了在光屏上再次得到清晰的像，光屏需要远离透镜（像距增大），所成的像也变大了。反之亦然。这一规律是解决动态分析题的金钥匙。

学生活动：学生在教师的引导下，积极思考，回答问题，填写学案上的规律表格，并用笔标注出两个关键分界点（二倍焦距点——像的放大缩小分界点；一倍焦距点——像的虚实分界点）。尝试用自己的语言复述动态规律。

3.【难点】实像与虚像的深度辨析

教师活动：设计对比环节，从“成因”、“能否用光屏承接”、“观察方式”三个维度，通过动画演示和实例讲解，清晰界定实像和虚像。

（1）成因：实像是实际光线会聚而成；虚像是实际光线的反向延长线会聚而成。

（2）承接：实像可以呈现在光屏上；虚像不能呈现在光屏上，只能通过透镜用眼睛观察。

（3）观察：实像可以直接用眼睛看到（只要有光线进入眼睛）；看虚像时，眼睛必须在透镜的另一侧，逆着折射光线看去。

举例：小孔成像（实像）、照相机底片上的像（实像）、水中的倒影（虚像）、放大镜下的字（虚像）。

（四）学以致用，链接【热点】（约12分钟）

1.眼睛与眼镜

教师活动：将眼睛与照相机进行类比。

（1）眼睛的晶状体和角膜组合相当于一个（凸透镜），视网膜相当于（光屏）。

（2）正常人眼看远处和近处物体都能在视网膜上成清晰的像，这是因为晶状体有调节作用（通过睫状肌改变晶状体的曲度和焦距）。

（3）【热点】【高频考点】近视眼与远视眼。

教师创设情境：“当我们的‘镜头’或‘机身’出问题时，该怎么办？”

展示近视眼成像光路图（远处物体的像成在视网膜前）和远视眼成像光路图（近处物体的像成在视网膜后）。

引导学生分析成因：

近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，或眼球前后径过长。远处物体的光线会聚在视网膜前。

远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球前后径过短。近处物体的光线会聚在视网膜后。

【非常重要】矫正方法：

近视眼：配戴凹透镜（利用凹透镜的发散作用，使光线先发散一些再进入眼睛，使像后移至视网膜上）。

远视眼：配戴凸透镜（利用凸透镜的会聚作用，使光线先会聚一些再进入眼睛，使像前移至视网膜上）。

学生活动：在学案上尝试画出近视眼和远视眼矫正的光路示意图。讨论生活中如何科学用眼，保护视力。

2.生活中的光学仪器

教师活动：快速展示照相机（调焦环、光圈）、投影仪（平面镜的作用、镜头）、显微镜和望远镜的结构图，引导学生说出它们的主要部件和成像原理。

（1）照相机：u>2f，成倒立、缩小的实像。提问：拍摄近景和远景时，如何调节镜头到底片的距离？（拍摄近景，物距减小，像距增大，镜头向前伸；拍摄远景，物距增大，像距减小，镜头向后缩。）

（2）投影仪：f<u<2f，成倒立、放大的实像。提问：为了在屏幕上看到正立的画面，幻灯片应如何放置？（倒着放）

（3）放大镜：u<f，成正立、放大的虚像。提问：想要看到更大的虚像，应如何移动放大镜？（在小于焦距的范围内，适当远离物体，但不要超过焦距。）

（4）望远镜和显微镜：简要说明它们都是由两组透镜（物镜和目镜）组成，其作用是经过两次成像，将物体“拉近”或“放大”。

设计意图：将抽象的物理规律回归到鲜活的实际应用中，既能加深学生对规律的理解，又能让他们感受到物理学的巨大价值，同时这部分内容也是中考命题的【热点】素材。

（五）典例剖析，突破【难点】（约12分钟）

教师活动：精选典型例题，引导学生进行分析和解答，规范答题步骤。

例题1（作图与规律综合）：如图所示，S'是物体AB经过凸透镜所成的像，请在图中大致画出凸透镜的位置，并标注出焦点F的位置。（题目给出物体AB和像A'B'的位置关系，要求学生逆向推理）

解题思路引导：

（1）根据“通过光心的光线方向不变”，连接A与A'，连线与主光轴的交点即为光心O，从而确定透镜位置。

（2）过A点作一条平行于主光轴的光线，其折射光线必经过像点A'，这条折射光线与主光轴的交点即为焦点F。

设计意图：考查学生对三条特殊光路的逆向思维能力，以及对“像点是折射光线交点（或其反向延长线交点）”这一核心概念的理解。

例题2（【非常重要】【高频考点】动态分析）：一凸透镜的焦距为10cm，当物体从距透镜30cm处向距透镜15cm处移动的过程中（）

A.像始终是倒立、放大的实像

B.像逐渐变大，像距逐渐变小

C.像逐渐变小，像距逐渐变大

D.像逐渐变大，像距逐渐变大

解题思路引导：

第一步：判定区间。30cm（u=30cm，f=10cm，所以u>2f），15cm（u=15cm，此时f<u<2f）。物体是从二倍焦距以外，移向一倍焦距和二倍焦距之间。

第二步：应用动态规律。在整个移动过程中，物体一直是成实像（u始终大于f）。根据“物近像远像变大”的规律，物体靠近透镜，则像会远离透镜（像距变大），像会变大。

第三步：辨析选项。像由开始的缩小（u>2f）变为放大（f<u<2f），A选项“始终”错误；像距变大，B选项“像距变小”错误；像变大，C选项“像变小”错误。因此D选项正确。

设计意图：通过典型例题，帮助学生建立处理动态问题的分析框架：先定性判断成像区间，再运用动态规律判断变化趋势，最后结合选项逐一排查。规范解题逻辑，提升正确率。

（六）课堂小结，构建网络（约3分钟）

教师活动：不直接给出总结，而是以提问和引导的方式，帮助学生自主构建本章的知识网络图。

教师提问：“通过今天的复习，你能以‘透镜’为核心，画出一个思维导图或知识树吗？它应该包括哪些主干和分支？”

学生活动：在教师的引导下，回顾本节课内容，说出本章知识的逻辑结构：从透镜的种类和基本概念出发，延伸到三条特殊光线和对光的作用，再聚焦到核心规律——凸透镜成像规律（包括静态的“列表格”和动态的“口诀”），最后拓展到这些规律在生活中的应用（眼睛、照相机、投影仪、放大镜等）。

教师最后用PPT展示一个清晰、完整的知识结构图，对学生构建的网络进行补充和完善。再次强调【非常重要】的两个分界点和动态规律。

（七）当堂检测，反馈矫正（约5分钟）

教师活动：下发精心设计的当堂检测小卷（23分钟题量，根据剩余时间灵活调整，本环节放在课后或下节课前作为诊断也可，此处作为课堂尾声的快速反馈）。

1.（【基础】）要使小灯泡发出的光经凸透镜后变成平行光，应把小灯泡放在凸透镜的______上。

2.（【重要】）在探究凸透镜成像规律的实验中，需要调节烛焰、光屏的中心在凸透镜的______上。如果发现光屏上成的像偏上，应将光屏______（填“向上”或“向下”）调节。

3.（【高频考点】）如图是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