课时3.2 透镜（新教材）-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理上册同步学与练（苏科版2024）

第三章 光的折射 透镜 课时3.2 透镜 2024年课程标准 物理素养 1、了解凸透镜和凹透镜的定义。 2、了解凸透镜的光心、焦点和焦距。 3、了解透镜对光线的作用。 物理观念：了解凸透镜和凹透镜的定义。 科学思维：知道凸透镜的光心、焦点和焦距。 科学探究：掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播方向。 科学态度与责任：理解凸透镜和凹透镜对光线的作用。 知识点一、透镜 1、透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的折射现象制成的。 2、透镜与面镜区别：面镜利用光的反射现象成像，透镜利用光的折射现象成像；透镜成像遵循光的折射定律，面镜成像遵循光的反射定律。 3、透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。 （2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。 特别提醒 凹透镜与凸透镜的辨别 （1）触摸法：用手摸，凸透镜：中间厚两边薄，凹透镜：中间薄两边厚。 （2）成像法；放在书上的字上，放大是凸透镜，缩小是凹透镜。 （3）太阳聚焦法：把透镜放在阳光下，再放一张白纸在透镜下，若能在纸上找到一个很亮的点（焦点）即为凸透镜，否则为凹透镜。 放大镜的镜片是（　　） A．凹透镜 B．平面镜 C．三棱镜 D．凸透镜 知识点二、主光轴、光心 1、透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。 2、过透镜两个球面球心的直线叫主光轴（主轴），用“CC”表示,透镜的几何中心叫光心，用“O”表示。 a.凸透镜光路 b.凹透镜光路 图(1) 透镜光路示意图 3、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点，这点叫凸透镜焦点，用“F”表示，如图（2）a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图（2）b所示。 a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念 图（2）透镜光路概念 特别提醒 1、焦点到光心的距离焦距，焦距用“f”表示，图（1）中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。 2、物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。 3、像到光心的距离叫像距，用“v”表示。 如图所示，让凸透镜正对着光源，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，在白纸上能得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑所在位置就是凸透镜的 ，该凸透镜的焦距是 。 知识点三、透镜对光的作用 1、凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜。 2、凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。 特别提醒 1、凸透镜分为双凸、平凸和凹凸（或正弯月形）等形式，凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用，这与透镜的厚度有关。 2、凹透镜对光有发散作用．平行光线通过凹球面透镜发生偏折后，光线发散，成为发散光线，不可能形成实性焦点，沿着散开光线的反向延长线，在投射光线的同一侧交于F点，形成的是一虚焦点（凹透镜有两个虚焦点）。 下列器材中，对光起发散作用的是（　　） A．凹面镜 B．潜望镜 C．凸透镜 D．凹透镜 知识点四、透镜的光路图 透镜的三条特殊光线 1、过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变，如图所示。 过光心的光线 2、平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过另一侧焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点，如图所示。 图平行于主轴的光线 3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，如图所示。 过焦点的光线 特别提醒 1、凹透镜对光线有发散作用，会聚光线经过凹透镜折射后，一定变得比折射前发散，会出现三种情况： （1）还可能是会聚光束，但是会聚程度明显减弱。 （2）可能变成平行光线，这是折射前射向凹透镜焦点的光线，是一种特殊情况。 （3）可能变成发散光束，这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强。 2、凸透镜对光线有会聚作用，会聚光线经过凸透镜折射后，一定变得比折射前会聚。 （1）凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的点，故该点是实焦点；凸透镜在镜的两侧各有一实焦点。 （2）所有平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点，即焦点。 （3）根据光路的可逆性，点光源放在焦点上时，通过凸透镜的光线一定平行于主光轴。 根据下图中透镜的入射光线和折射光线，作出相应的入射或折射光线。 、 问题一：凸透镜对光的作用 【角度1】探究凸透镜对光的作用 【典例1】关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B．凸透镜有两个焦点，凹透镜没有焦点 C．阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑 D．通过凸透镜的两束光可能不相交于一点 1、通过凸透镜的两束光可能相交于一点，也可能不相交于一点。 【变式1-1】如图，一塑料薄膜顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，容易引发火灾。水和塑料薄膜对光的作用相当于（　　）    A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．凹面镜 【变式1-2】盛水的柱体容器不宜放在有太阳光直射到的窗台上，如图所示。其中原因是，盛水的柱体容器相当于 镜，对直射的太阳光有 作用，有火灾隐患。 【角度2】用平行光测定凸透镜焦距 【典例2】如图所示，将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为l。若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小后变大，则该凸透镜的焦距（ ） A．一定小于l B．一定等于l C．一定大于l D．可能小于l，也可能大于l 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后能会聚到主光轴上形成一个最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点，这一点到透镜光心的距离叫做透镜的焦距。 【变式2-1】如图所示，把一个凸透镜放在平面镜前，一束与凸透镜主光轴平行的入射光射向凸透镜（光线a、b是这束光的上下边缘），当观察平面镜时，感觉光束是从镜后的M点发散开来，则凸透镜的焦距是（　　） A．40 cm B．30 cm C．10 cm D．20 cm 【变式2-2】将一个凸透镜正对太阳，其下为5cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑，这个现象提示我们：凸透镜对光有 作用；若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑变大，由此可以判断该透镜的焦距一定 5cm（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【角度3】凸透镜的特殊光线作图 【典例3】如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F是凸透镜的焦点） 透镜的三条特殊光线 1、过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变示。 2、平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过另一侧焦点。 3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 【变式3-1】如图，请画出两条光线经过凸透镜后的折射光线。 【变式3-2】如图所示，O为凸透镜的光心，F为焦点。请将图中的光路图补充完整。 问题二：凹透镜对光的作用 【角度1】探究凹透镜对光的作用 【典例1】如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凹透镜的是（　　）    A．甲、乙 B．丙、丁 C．甲、乙、丁 D．乙、丙、丁 （1）光通过透镜后折射光线会聚了，说明透镜能会聚光线，因此透镜为凸透镜。 （2）光经过透镜后折射光线推迟会聚了，说明透镜能发散光线，因此透镜为凹透镜。 【变式1-1】如图所示，现有五种光学元件和光路图，方框中可放入的元件为（　　）    A．2或5 B．1或5 C．1或3或5 D．2或3或4 【变式1-2】光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，则甲是 透镜，乙是 透镜。 【角度2】凹透镜及其虚焦点 【典例2】平行光经凹透镜折射后的各折射光线发散而不会聚于一点，这些折射光线的 的会聚点称为“虚焦点”． （1）平行光线经凹透镜折射后的各折射线发散而不会聚于一点、这些折射光线的反向延长线会聚点称为“虚焦点。 【变式2-1】防盗门上装一只“猫眼”，站在屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人有一个正立、缩小的像，这只“猫眼”相当于（　　） A．凹透镜 B．凹面镜 C．凸面镜 D．凸透镜 【角度3】凹透镜的特殊光线作图 【典例3】根据如图中的入射光线或折射光线，分别作出相应的折射光线或入射光线。 透镜的三条特殊光线 1、过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变示。 2、经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点。 3、射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。 【变式3-1】请在如图的凹透镜中，分别作出两条入射光线的折射光线。 【变式3-2】如图所示是一束光射向凹透镜的情景，请在图中画出对应的折射光线。 【基础强化】 1．新闻报道随手丢弃的带水的矿泉水瓶引起森林火灾事件，警醒我们务必不要随地乱扔矿泉水瓶。关于该现象下列说法正确的是（　　） A．装水的矿泉水瓶相当于凹透镜 B．装水的矿泉水瓶相当于平面镜 C．矿泉水瓶对光有会聚作用 D．矿泉水瓶对光有发散作用 2．小明家安装了新的家用监控摄像头，小明对监控摄像头的镜片产生好奇，于是拆下旧监控摄像头的镜片进行观察。关于监控摄像头的镜片，下列说法正确的是（　　） A．中间薄、边缘厚的透明镜片 B．中间薄、边缘厚的不透明镜片 C．中间厚、边缘薄的透明镜片 D．中间厚、边缘薄的不透明镜片 3．将平行光射向某一个光学元件，光路如图所示。该元件是（　　） A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．球面镜 4．如图甲所示，把放大镜的镜片拆出来。从侧面看过去，这块透镜中间较边缘 （选填“厚”或“薄”），这种透镜我们叫凸透镜。继续观察图乙中的透镜，与放大镜属于同一类透镜的是 。 5．近年来全球气候变暖，森林防火人人有责。某学校开展了“森林防火”主题班会活动，其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林，这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个 透镜（选填“凸”或“凹”），对太阳光有会聚作用。 6．平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于 上的一点，这点称为凸透镜的 ，该点到光心的距离称为 。 【素养提升】 7．下列是一条光线通过透镜的光路图，其中光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 8．关于透镜的焦点和焦距的说法，正确的是（　　） A．凹透镜对光起发散作用，所以凹透镜没有焦点 B．凸透镜有两个虚焦点 C．凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 D．透镜的光心位于它的主光轴上 9．如图所示的四种情景中，应用光的反射的是（　　） A．凸透镜可把光会聚到一点 B．看见不发光的物体 C．盛水玻璃杯后的字变大了 D．手影 10．如图所示，将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这使光斑到凸透镜的距离为5cm，若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距 （填“大于”、“等于”或“小于”）5cm。 11．如图，AO是入射光线，OB是其经某一光学元件后的出射光线。请你分别选用凸透镜和凹透镜，在图中画出透镜的位置，并标出焦点（或虚焦点）（强调：保留作图痕迹）。 12．如图，发光点A在距凸透镜光心的2倍焦距处上方，请根据已知的两条入射光线，画出发光点A的像A'，并完成光路图。 【能力培优】 13．下列有关凸透镜和凹透镜的说法正确的是（　　） A．凹透镜只能透光，不能成像 B．凹透镜没有焦点，凸透镜有焦点 C．凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用就越大 D．任意一束平行光线经凸透镜后都可以会聚于焦点 14．下列对光现象描述的光路中，不正确的是（　　） A．自行车尾灯反光 B．平面镜成像 C．看见水中的鱼 D．凹透镜对光的作用 15．小明为判别直径相同的两透镜的类型，分别将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方，在纸上得到相应的光斑，透镜与光斑的大小如图所示（d1<d<d2）。其中形成甲光斑的是 （凸／凹）透镜，形成乙光斑的 （一定／可能／一定不）是凹透镜。 16．如图所示，两个焦距相同的透镜，它们的主光轴均与水面重合，一束光射向水面，最终从左边的透镜射出，请画出这个过程的光路图。 17．请在如图的凸透镜中，分别作出两条入射光线的折射光线。 18．如图所示，由水中折射出的一条光线ab照射到凹透镜上，光线ab与凹透镜的主光轴平行。已知F为凹透镜的虚焦点，O为光心。请画出： （1）折射光线 ab 在水中的入射光线； （2）光线ab通过凹透镜后的折射光线。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章 光的折射 透镜 课时3.2 透镜 2024年课程标准 物理素养 1、了解凸透镜和凹透镜的定义。 2、了解凸透镜的光心、焦点和焦距。 3、了解透镜对光线的作用。 物理观念：了解凸透镜和凹透镜的定义。 科学思维：知道凸透镜的光心、焦点和焦距。 科学探究：掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播方向。 科学态度与责任：理解凸透镜和凹透镜对光线的作用。 知识点一、透镜 1、透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的折射现象制成的。 2、透镜与面镜区别：面镜利用光的反射现象成像，透镜利用光的折射现象成像；透镜成像遵循光的折射定律，面镜成像遵循光的反射定律。 3、透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。 （2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。 特别提醒 凹透镜与凸透镜的辨别 （1）触摸法：用手摸，凸透镜：中间厚两边薄，凹透镜：中间薄两边厚。 （2）成像法；放在书上的字上，放大是凸透镜，缩小是凹透镜。 （3）太阳聚焦法：把透镜放在阳光下，再放一张白纸在透镜下，若能在纸上找到一个很亮的点（焦点）即为凸透镜，否则为凹透镜。 放大镜的镜片是（　　） A．凹透镜 B．平面镜 C．三棱镜 D．凸透镜 【答案】D 【详解】放大镜是属于凸透镜，中间厚，四周薄。 故选D。 知识点二、主光轴、光心 1、透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。 2、过透镜两个球面球心的直线叫主光轴（主轴），用“CC”表示,透镜的几何中心叫光心，用“O”表示。 a.凸透镜光路 b.凹透镜光路 图(1) 透镜光路示意图 3、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点，这点叫凸透镜焦点，用“F”表示，如图（2）a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图（2）b所示。 a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念 图（2）透镜光路概念 特别提醒 1、焦点到光心的距离焦距，焦距用“f”表示，图（1）中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。 2、物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。 3、像到光心的距离叫像距，用“v”表示。 如图所示，让凸透镜正对着光源，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，在白纸上能得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑所在位置就是凸透镜的 ，该凸透镜的焦距是 。 【答案】 焦点 11.0 【详解】[1][2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 f=41.0cm-30.0cm=11.0cm 知识点三、透镜对光的作用 1、凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜。 2、凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。 特别提醒 1、凸透镜分为双凸、平凸和凹凸（或正弯月形）等形式，凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用，这与透镜的厚度有关。 2、凹透镜对光有发散作用．平行光线通过凹球面透镜发生偏折后，光线发散，成为发散光线，不可能形成实性焦点，沿着散开光线的反向延长线，在投射光线的同一侧交于F点，形成的是一虚焦点（凹透镜有两个虚焦点）。 下列器材中，对光起发散作用的是（　　） A．凹面镜 B．潜望镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】D 【详解】对光有发散作用的有：凹透镜和凸面镜，对光有会聚作用的有：凸透镜和凹面镜，平面镜使光线发生镜面反射，既不会聚也不发散。 故选D。 知识点四、透镜的光路图 透镜的三条特殊光线 1、过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变，如图所示。 过光心的光线 2、平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过另一侧焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点，如图所示。 图平行于主轴的光线 3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，如图所示。 过焦点的光线 特别提醒 1、凹透镜对光线有发散作用，会聚光线经过凹透镜折射后，一定变得比折射前发散，会出现三种情况： （1）还可能是会聚光束，但是会聚程度明显减弱。 （2）可能变成平行光线，这是折射前射向凹透镜焦点的光线，是一种特殊情况。 （3）可能变成发散光束，这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强。 2、凸透镜对光线有会聚作用，会聚光线经过凸透镜折射后，一定变得比折射前会聚。 （1）凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的点，故该点是实焦点；凸透镜在镜的两侧各有一实焦点。 （2）所有平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点，即焦点。 （3）根据光路的可逆性，点光源放在焦点上时，通过凸透镜的光线一定平行于主光轴。 根据下图中透镜的入射光线和折射光线，作出相应的入射或折射光线。 、 【答案】 【详解】[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线经过焦点；经过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴射出。如图所示： [2]经过凹透镜光心的光线经凹透镜折射后其传播方向不变；射向凹透镜虚焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴射出。如图所示： 问题一：凸透镜对光的作用 【角度1】探究凸透镜对光的作用 【典例1】关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B．凸透镜有两个焦点，凹透镜没有焦点 C．阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑 D．通过凸透镜的两束光可能不相交于一点 【答案】D 【详解】A．根据凸透镜和凹透镜的定义可知，区分凸透镜和凹透镜是看中间比边缘厚或是薄，并不是看整个镜片有多厚或是多薄，故A错误； B．凸透镜和凹透镜都有两个焦点，故B错误； C．凸透镜才能会聚光线，阳光透过凸透镜后才能得到一个又小又亮的光斑，故C错误； D．通过凸透镜的两束光可能相交于一点，也可能不相交于一点，故D正确。 故选D。 1、通过凸透镜的两束光可能相交于一点，也可能不相交于一点。 【变式1-1】如图，一塑料薄膜顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，容易引发火灾。水和塑料薄膜对光的作用相当于（　　）    A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．凹面镜 【答案】B 【详解】塑料薄膜积水后，形成一个中间厚边缘薄的水凸透镜，对光有会聚作用，当太阳光被会聚到干草上时，容易引发火灾，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式1-2】盛水的柱体容器不宜放在有太阳光直射到的窗台上，如图所示。其中原因是，盛水的柱体容器相当于 镜，对直射的太阳光有 作用，有火灾隐患。 【答案】 凸透 会聚 【详解】[1][2]边缘薄，两边厚的薄透镜是凸透镜，故盛水的柱体容器相当于凸透镜，对直射的太阳光有会聚作用，有火灾隐患。 【角度2】用平行光测定凸透镜焦距 【典例2】如图所示，将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为l。若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小后变大，则该凸透镜的焦距（　　） A．一定小于l B．一定等于l C．一定大于l D．可能小于l，也可能大于l 【答案】C 【详解】由于光斑到凸透镜的距离为l时，即像距为l时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距 若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小再变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之前，故焦点应在光斑之后，因此f一定大于l，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后能会聚到主光轴上形成一个最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点，这一点到透镜光心的距离叫做透镜的焦距。 【变式2-1】如图所示，把一个凸透镜放在平面镜前，一束与凸透镜主光轴平行的入射光射向凸透镜（光线a、b是这束光的上下边缘），当观察平面镜时，感觉光束是从镜后的M点发散开来，则凸透镜的焦距是（　　） A．40 cm B．30 cm C．10 cm D．20 cm 【答案】D 【详解】把一个凸透镜放在平面镜前，一束与凸透镜主光轴平行的入射光射向凸透镜，会聚于F点后射像平面镜，当观察平面镜时，感觉光束是从镜后的M点发散开来，说明M点为F点在平面镜中的像点。由图得，像距为10cm，由平面镜成像中，像距等于物距得，F与平面镜的距离为10cm，则凸透镜的焦距是 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式2-2】将一个凸透镜正对太阳，其下为5cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑，这个现象提示我们：凸透镜对光有 作用；若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑变大，由此可以判断该透镜的焦距一定 5cm（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 会聚 大于 【详解】[1]太阳光可以看作是平行光，经过凸透镜后会聚成一个较小的光斑，说明凸透镜对光有会聚作用。 [2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后能会聚到主光轴上形成一个最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点，这一点到透镜光心的距离叫做透镜的焦距；根据题意知道，将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑变大，该透镜到纸面的距离变小，由于白纸最初距凸透镜5cm，由此可以判断该透镜的焦距一定大于5cm。 【角度3】凸透镜的特殊光线作图 【典例3】如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F是凸透镜的焦点） 【答案】 【详解】平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线经过凸透镜的焦点；经过凸透镜焦点的光线，经凸透镜折射后，折射光线平行于凸透镜的主光轴，故作图如下： 透镜的三条特殊光线 1、过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变示。 2、平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过另一侧焦点。 3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 【变式3-1】如图，请画出两条光线经过凸透镜后的折射光线。 【答案】 【详解】经过凸透镜焦点的光线，经凸透镜折射后，折射光线平行于凸透镜的主光轴；经过光心的光线，经凸透镜后，传播方向不变，故作图如下： 【变式3-2】如图所示，O为凸透镜的光心，F为焦点。请将图中的光路图补充完整。 【答案】 【详解】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示： 问题二：凹透镜对光的作用 【角度1】探究凹透镜对光的作用 【典例1】如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凹透镜的是（　　）    A．甲、乙 B．丙、丁 C．甲、乙、丁 D．乙、丙、丁 【答案】C 【详解】在上诉四个图中，从光线通过透镜的情形可知，甲、乙、丁的折射光线相对于入射光线是发散的，所以甲、乙、丁都是凹透镜，只有丙图折射光线变得会聚，丙是凸透镜，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （1）光通过透镜后折射光线会聚了，说明透镜能会聚光线，因此透镜为凸透镜。 （2）光经过透镜后折射光线推迟会聚了，说明透镜能发散光线，因此透镜为凹透镜。 【变式1-1】如图所示，现有五种光学元件和光路图，方框中可放入的元件为（　　）    A．2或5 B．1或5 C．1或3或5 D．2或3或4 【答案】C 【详解】由图可知，此透镜是将光线发散了，所以是凹透镜，而1、3、5都为凹透镜，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式1-2】光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，则甲是 透镜，乙是 透镜。 【答案】 凸 凹 【详解】光通过甲透镜后折射光线会聚了，说明甲透镜能会聚光线，因此甲为凸透镜；光经过乙透镜后折射光线推迟会聚了，说明乙透镜能发散光线，所以乙是凹透镜，如图所示 【角度2】凹透镜及其虚焦点 【典例2】平行光经凹透镜折射后的各折射光线发散而不会聚于一点，这些折射光线的 的会聚点称为“虚焦点”． 【答案】反向延长线 【详解】平行光线经凹透镜折射后的各折射线发散而不会聚于一点、这些折射光线的反向延长线会聚点称为“虚焦点。 （1）平行光线经凹透镜折射后的各折射线发散而不会聚于一点、这些折射光线的反向延长线会聚点称为“虚焦点。 【变式2-1】防盗门上装一只“猫眼”，站在屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人有一个正立、缩小的像，这只“猫眼”相当于（　　） A．凹透镜 B．凹面镜 C．凸面镜 D．凸透镜 【答案】A 【详解】“猫眼”是由两块透镜组合而成．当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜．最后看到来客的正立、缩小的像，所以防盗门的“猫眼”相当于凹透镜．故选A. 点睛：“猫眼”是由两块透镜组合而成．当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜．物镜的焦距极短，它将室外的人或物成一缩得很小的正立虚像，此像正好落在目镜的第一焦点之内，目镜起着放大镜的作用，最后得到一个较为放大的正立虚像，所以防盗门镜的作用相当于一个凹透镜．凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。 【角度3】凹透镜的特殊光线作图 【典例3】根据如图中的入射光线或折射光线，分别作出相应的折射光线或入射光线。 【答案】 【详解】凹透镜中，延长线过焦点的入射光线的折射光线平行于主光轴；折射光线平行于主光轴的入射光线延长线过焦点，如图所示： 透镜的三条特殊光线 1、过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变示。 2、经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点。 3、射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。 【变式3-1】请在如图的凹透镜中，分别作出两条入射光线的折射光线。 【答案】 【详解】根据凹透镜的三条特殊光线作法，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示： 【变式3-2】如图所示是一束光射向凹透镜的情景，请在图中画出对应的折射光线。 【答案】 【详解】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： 【基础强化】 1．新闻报道随手丢弃的带水的矿泉水瓶引起森林火灾事件，警醒我们务必不要随地乱扔矿泉水瓶。关于该现象下列说法正确的是（　　） A．装水的矿泉水瓶相当于凹透镜 B．装水的矿泉水瓶相当于平面镜 C．矿泉水瓶对光有会聚作用 D．矿泉水瓶对光有发散作用 【答案】C 【详解】装水的矿泉水瓶中央厚、边缘薄，相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故ABD错误，C正确。 故选C。 2．小明家安装了新的家用监控摄像头，小明对监控摄像头的镜片产生好奇，于是拆下旧监控摄像头的镜片进行观察。关于监控摄像头的镜片，下列说法正确的是（　　） A．中间薄、边缘厚的透明镜片 B．中间薄、边缘厚的不透明镜片 C．中间厚、边缘薄的透明镜片 D．中间厚、边缘薄的不透明镜片 【答案】C 【详解】监控摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜是中间厚、边缘薄的透明镜片。故ABD错误，C正确。 故选C。 3．将平行光射向某一个光学元件，光路如图所示。该元件是（　　） A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．球面镜 【答案】B 【详解】由图知，入射光线是平行光，经过元件后光线会聚了，因此是凸透镜，故B符合题意，C不符合题意；平面镜、球面镜的入射光线和反射光线在镜面的同侧，故AD不符合题意。 故选B。 4．如图甲所示，把放大镜的镜片拆出来。从侧面看过去，这块透镜中间较边缘 （选填“厚”或“薄”），这种透镜我们叫凸透镜。继续观察图乙中的透镜，与放大镜属于同一类透镜的是 。 【答案】 厚 ab 【详解】[1][2]放大镜是凸透镜，中间厚边缘薄，故从侧面看过去，这块透镜中间较边缘厚。如图乙中，只有ab是中央厚边缘薄的凸透镜。 5．近年来全球气候变暖，森林防火人人有责。某学校开展了“森林防火”主题班会活动，其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林，这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个 透镜（选填“凸”或“凹”），对太阳光有会聚作用。 【答案】凸 【详解】有水的矿泉水瓶，瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，如果热量集中，会造成树叶燃烧，造成火灾。 6．平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于 上的一点，这点称为凸透镜的 ，该点到光心的距离称为 。 【答案】 主光轴 焦点 焦距 【详解】[1][2]凸透镜具有会聚光线的能力，平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于主光轴上的一点，这个点称为凸透镜的焦点。 [3]凸透镜焦点到凸透镜光心的距离称为焦距，由于光路具有可逆性，所以凸透镜左右各有一个焦点。 【素养提升】 7．下列是一条光线通过透镜的光路图，其中光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．过凹透镜光心的光线经过凹透镜折射后传播方向不改变，故A错误； B．凹透镜对光线有发散作用，而图中所画的光路图体现了对光线起了会聚作用，故B错误； C．入射光的反向延长线经过凹透镜的异侧焦点，经过凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴，故C正确； D．平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过与入射光线同侧的焦点，故D错误。 故选C。 8．关于透镜的焦点和焦距的说法，正确的是（　　） A．凹透镜对光起发散作用，所以凹透镜没有焦点 B．凸透镜有两个虚焦点 C．凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 D．透镜的光心位于它的主光轴上 【答案】D 【详解】A．凹透镜对光有发散作用，有两个虚焦点，故A错误； B．凸透镜有两个实焦点，故B错误； C．凸透镜的焦点到光心的距离叫焦距，故C错误； D．光心是位于主光轴上的特殊点，通过光心的光线传播方向不变，故D正确。 故选D。 9．如图所示的四种情景中，应用光的反射的是（　　） A．凸透镜可把光会聚到一点 B．看见不发光的物体 C．盛水玻璃杯后的字变大了 D．手影 【答案】B 【详解】A．凸透镜可以将光线会聚于一点，是光线透过凸透镜而形成的，故是光的折射，故A不符合题意； B．我们能看见不发光的物体，是由于该物体反射光线进入我们眼睛的缘故，故是光的反射，故B符合题意； C．盛水的杯子相当于凸透镜，光线透过杯子时发生折射现象形成的像，故属于折射现象，故C不符合题意； D．手影是光的直线传播形成的，故D不符合题意。 故选B。 10．如图所示，将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这使光斑到凸透镜的距离为5cm，若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距 （填“大于”、“等于”或“小于”）5cm。 【答案】小于 【详解】已知光斑到凸透镜的距离为5cm，即像距为5cm时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距 若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此凸透镜的焦距一定小于5cm。 11．如图，AO是入射光线，OB是其经某一光学元件后的出射光线。请你分别选用凸透镜和凹透镜，在图中画出透镜的位置，并标出焦点（或虚焦点）（强调：保留作图痕迹）。 【答案】 【详解】凸透镜的过焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线；凹透镜通过另一侧焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线，分别选用凸透镜和凹透镜，光路如图所示： 12．如图，发光点A在距凸透镜光心的2倍焦距处上方，请根据已知的两条入射光线，画出发光点A的像A'，并完成光路图。 【答案】 【详解】发光点A经过光心光线不改变方向；平行于主光轴光线折射经过右焦点。两条光线交点就是成像点，所以，发光点A的像A'光路图如下图所示 【能力培优】 13．下列有关凸透镜和凹透镜的说法正确的是（　　） A．凹透镜只能透光，不能成像 B．凹透镜没有焦点，凸透镜有焦点 C．凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用就越大 D．任意一束平行光线经凸透镜后都可以会聚于焦点 【答案】C 【详解】A．凹透镜可以透光，对光有发散作用，可以利用实际光线的反向延长线会聚成虚像，故A错误； B．凹透镜和凸透镜都有两个焦点，故B错误； C．凸透镜焦距越小，折光能力越强，对光的会聚作用越大，故C正确； D．平行于主光轴的光经凸透镜后会会聚于焦点，故D错误。 故选C。 14．下列对光现象描述的光路中，不正确的是（　　） A．自行车尾灯反光 B．平面镜成像 C．看见水中的鱼 D．凹透镜对光的作用 【答案】D 【详解】A．自行车尾灯反光，是利用平面镜使光发生反射，故A正确，不符合题意； B．平面镜成像，是利用光的反射，成的像是虚像，故B正确，不符合题意； C．看见水中的鱼是光的折射现象，鱼的像比实际位置高，故C正确，不符合题意； D．凹透镜对光线具有发散作用，平行于主光轴的光线过凹透镜后的折射光线的反向延长线要过焦点，故D错误，符合题意。 故选D。 15．小明为判别直径相同的两透镜的类型，分别将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方，在纸上得到相应的光斑，透镜与光斑的大小如图所示（d1<d<d2）。其中形成甲光斑的是 （凸／凹）透镜，形成乙光斑的 （一定／可能／一定不）是凹透镜。 【答案】 凸 可能 【详解】[1][2]因为凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线起发散作用，根据图示可知，甲一定是对光线起了会聚作用，而乙可能是对光线起了发散作用，也可能是光线经凸透镜会聚到焦点后，继续向前传播，形成放大的光斑，因此形成甲光斑的一定是凸透镜，形成乙光斑的可能是凹透镜。 16．如图所示，两个焦距相同的透镜，它们的主光轴均与水面重合，一束光射向水面，最终从左边的透镜射出，请画出这个过程的光路图。 【答案】 【详解】光从水中射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角；当经过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；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其焦点，如图所示： 17．请在如图的凸透镜中，分别作出两条入射光线的折射光线。 【答案】 【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过凸透镜的二倍焦距点的光线，经凸透镜折射后要经过右侧的二倍焦距点，如下图所示： 18．如图所示，由水中折射出的一条光线ab照射到凹透镜上，光线ab与凹透镜的主光轴平行。已知F为凹透镜的虚焦点，O为光心。请画出： （1）折射光线 ab 在水中的入射光线； （2）光线ab通过凹透镜后的折射光线。 【答案】 【详解】（1）用虚线过水面上折射光线ab的入射点作垂直于水面的垂线为法线，因光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以作出入射光线，并使入射角小于折射角。 （2）入射光线平行于主光轴，所以该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： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$