专题3.2 透镜-【新教材】2024-2025学年八年级物理上册举一反三系列（苏科版2024）

专题3.2 透镜 【苏科版2025】 知识汇编 1 专题01 区分凹凸透镜 3 专题02 凸透镜及凹透镜对光的作用 3 专题03 光心、主光轴、焦距 4 专题04 凸透镜的光线作图 5 专题05 凸透镜的光线作图 6 专题06 探究光的折射规律 7 巩固练习 10 提优练习 15 知识汇编 一、透镜 1、透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。 2、透镜的考点： （1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲） （2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙） 3、主光轴和光心： 概念 定义 图示 主光轴 通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。 光心 主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） 二、透镜对光的作用 1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对） 2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对） 　　　　　　　　　　　　　 三、焦点和焦距 1、焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。 2、虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。　 3、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“”表示。 四、三条特殊光线 凸透镜 通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变 通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴 跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点 凹透镜 通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变 射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴 跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点 题型梳理 区分凹凸透镜 01 【典例】（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的焦点，凸透镜有 个焦点。一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分，如图所示，其中 属于凸透镜， （后两空均填序号）对光线有发散作用。 【变式1】（23-24八年级上·山东枣庄·阶段练习）在图中所示透镜中，属于凸透镜的有 ，属于凹透镜的有 ，凸透镜对光线具有 作用。 二、凸透镜及凹透镜对光的作用透镜对光的作用 02 【典例】（23-24八年级上·山东潍坊·阶段练习）如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（　　） A． B． C． D． 【变式1】一块矩形玻璃砖，切割成图中形状后拉开一段距离出，平行于光轴的光线从左面射入，右边射出的光线（　　） A．仍然保持平行 B．一定是发散光线 C．一定是会聚光线 D．结论与d有关，以上均有可能 【变式2】在图中画出了光通过某光学器材前后的传播方向。由图可知，该光学器材可能是（　　） A．凸面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【变式3】（23-24八年级上·山东枣庄·阶段练习）如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取下透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到 （选填“会聚”或“发散”）作用，由此说明，能将光线会聚于一点的透镜 （选填“一定”或“不一定”）是凸透镜。 光心、主光轴、焦距 03 【典例】（24-25八年级上·全国·课后作业）小明同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距（    ） A．一定小于L B．一定大于L C．可能等于L D．可能小于L，也可能大于L 【变式1】（23-24八年级下·广东湛江·阶段练习）利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到 最亮的光斑，如图甲A和B是两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm，则凸透镜的焦距是 cm。如图乙所示，两束光线原本相交于B点，在框内放一个透镜后相交于A点，则该透镜是 透镜。 【变式2】（23-24九年级上·江苏连云港·期中）如图所示，将一只透镜正对着太阳，把一张纸放在它下方，纸上呈现一个圆光斑，光斑直径小于透镜直径，测得光斑到透镜的距离为L。 （1）根据图像可推断该透镜的种类是 ； （2）若透镜焦距小于L，透镜靠近纸面，会看到圆光斑 ；若透镜焦距大于L，透镜靠近纸面，会看到圆光斑 。（填光斑大小变化情况） 凸透镜的光线作图 04 【典例】（23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习）如图所示，请分别画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线。 【变式1】（23-24八年级上·江苏无锡·期末）如图所示，将光路图补充完整。 【变式2】（2024·山东滨州·模拟预测）根据已给出的入（折）射光线，分别画出它们的折（入）射光线。    【变式3】（2024·辽宁抚顺·模拟预测）光源A发出两条光线，经过凸透镜折射后会聚于凸透镜右侧一点。请将光路图补充完整。 【变式4】（23-24九年级下·四川德阳·阶段练习）请作出图中与凸透镜折射光线对应的入射光线。 凸透镜的光线作图 05 【典例】（23-24八年级上·广东湛江·阶段练习）根据要求完成以下作图题：如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。 【变式1】（23-24八年级上·安徽淮南·阶段练习）请将图中凹透镜光路图补充完整。 【变式2】（23-24八年级上·四川达州·期中）完成下列光路图。 【变式3】（2024·湖北襄阳·一模）如图所示，画出AB的入射光线。 【变式4】（2024·江苏连云港·二模）按照题目要求作图： 根据图甲中经透镜折射后的光线，画出它对应的入射光线。 探究光的折射规律 06 【典例】某物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。 （1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答： （选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸 ； （2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 的关系”。 【变式1】光斜射入玻璃中会发生偏折，由此小明提出：玻璃对不同色光的偏折程度是否相同？思考后，小明提出如下实验方案：先让一束黄光从空气直接斜射入透明的玻璃砖中，记录下光斑位置（如下图甲中A所示）；接着换用蓝光进行实验，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。 （1）要实现探究目标，他们应选择图甲中的A图和 （选填字母序号）图进行实验。 （2）某小组同学正确实验后，所记录的两次光斑的相对位置如图乙所示，经分析可知：玻璃对 （填“黄”或“蓝”）光的偏折程度较大。 （3）如图丙所示，分别用黄光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入， （选填“黄”或“蓝”）光对应的焦距大。 【变式2】（2024·江苏盐城·一模）在利用太阳光测量完凸透镜的焦距后，小华又将凸透镜正对着太阳，把火柴头放在凸透镜焦点处，一段时间后火柴会被点燃．他想探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下3种猜想： 猜想1，凹透镜也能点燃火柴； 猜想2，点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距有关； 猜想3，点燃火柴的快慢与凸透镜的直径有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是错误的，依据是 ； (2)为验证猜想2，他们选用 的凸透镜进行多次实验，实验中记录到火柴被点燃的时间基本相等，这说明猜想2是 的； (3)在（2）中用“火柴被点燃的时间”表示 ； (4)在验证猜想2后，因器材不足，他们直接选用直径和焦距都不等的凸透镜进行多次实验来验证猜想3，该实验 （能/不能）验证猜想3是否正确，理由是 。 巩固练习 一、单选题 1．（23-24八年级上·山西大同·阶段练习）关于凸透镜对光的作用，下列说法正确的是（　　） A．经过凸透镜后的光一定变成会聚的光 B．对平行于主光轴的光才有会聚作用 C．对任何光都有会聚作用 D．光通过凸透镜后变成平行光 2．（23-24八年级上·河南许昌·期中）炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为这瓶水（　　） A．相当于一个凸透镜，会聚光线 B．相当于一个凸透镜，发散光线 C．相当于一个凹透镜，会聚光线 D．相当于一个凹透镜，发散光线 3．（23-24八年级下·陕西宝鸡·阶段练习）在如图所示的光学元件中，属于凹透镜的是（    ） A． B． C． D． 4．图所示的各图中，正确的是（　　） A． B． C． D． 5．一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件（　　） A．只能是平面镜或凸透镜 B．只能是凸透镜或凹透镜 C．只能是凹透镜或平面镜 D．平面镜、凸透镜和凹透镜均可 6．（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中表示光线通过凹透镜的是（　　） A．a、c B．b、c C．c、d D．a、b、d 7．（23-24八年级上·山东淄博·阶段练习）如图，将凸透镜正对太阳，其下方的纸上呈现出一个并非最小最亮的光斑，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一直变大，则该凸透镜的焦距为（　　） A．可能大于L，也可能小于L B．一定大于L C．一定小于L D．一定等于L 二、填空题 8．（24-25八年级上·全国·课后作业）凸透镜的中央较 、两边较 ；例如： 的镜头。凹透镜的中央较 、两边较 ；例如： 的镜片。下列镜子中，属于凸透镜的有 ；属于凹透镜的有 。 9．（23-24八年级上·山东东营·阶段练习）某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，如图所示。不料因阳光照射、水瓶聚光，车内物品被点燃引起火灾。太阳光经过矿泉水瓶发生了 （选填“反射”或“折射”），矿泉水瓶相当于 。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。 10．（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）小蹦家里有两种透镜，学习了透镜知识之后，他利用太阳光辨认区分两种透镜并测量凸透镜的焦距。 （1）他把两个透镜分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲、乙所示的光斑， 是凸透镜（选填“甲”或“乙”）； （2）测量凸透镜焦距时，他移动透镜等光屏上形成一个 、 的光斑时，用刻度尺测量光斑到透镜的距离如图丙所示，该凸透镜的焦距为 cm。 11．（23-24八年级下·辽宁鞍山·开学考试）炎炎夏日，停在露天停车场的汽车内有一瓶矿泉水，如图甲所示，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为装有水的矿泉水瓶相当于一个 透镜，如图乙所示，中间为“空气凹透镜”的玻璃砖，它与装水的饮料瓶对光的作用 （选填“相同”或“不同”）。 12．（23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习）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。 三、作图题 13．（2024·山东德州·二模）如图是一束平行于主光轴的光线入射向水面，请在图中画出。 ①该光线经过凹透镜后的折射光线； ②进入水中的折射光线和在水面的反射光线。 14．（23-24八年级上·山东青岛·阶段练习）根据已知光线和透镜，补全光路。 四、实验题 15．（23-24八年级上·山西大同·期末）在成功完成“放大镜取火（如图）”的实践活动后，小华想进一步探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想： 猜想1：凹透镜也能点燃火柴； 猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关； 猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关； （1）他们经过讨论，判断猜想1是错误的，你认为他们判断的依据是 ； （2）为了验证猜想2，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的时间基本相等，这说明猜想2是 的（选填“正确”或“错误”）； （3）请设计一个简单实验，帮助小华验证猜想3是否正确。 a. 实验器材：太阳光、三块 的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤： ； c. 实验结论： 。 提优练习 一、单选题 1．如图所示，在空气中平行于玻璃凸透镜主光轴的光线经凸透镜会聚于主光轴的一点S，若把凸透镜浸没在水中，会聚点S'（　　） A．在S的上方 B．在S的下方 C．与Ｓ重合 D．条件不足，无法判断 2．如图所示，一块矩形玻璃砖切割成图中形状后拉开一段距离，平行于主光轴的光线从左面射入，则从最右边射出的光线（　　） A．可能是平行光线 B．一定是发散光线 C．一定是会聚光线 D．可能是会聚光线，也可能是发散光线 3．（23-24八年级上·江苏连云港·阶段练习）阅读短文，回答问题。 菲涅尔透镜 甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射时，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分，并将其向左平移到透镜平面处，即图3，这样的透镜叫作菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光会聚于焦点。 与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由多个同心圆的玻璃组成，大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜非螺纹面垂直面向太阳光时，光聚焦在电池片上，将会聚更多的能量，需要的电池面积变小，大大节约了成本。 （1）当平行光由平凸透镜平的一面垂直入射时，在 时才会发生偏折； （2）菲涅尔透镜与平凸透镜的工作原理 （选填“相同”或“不同”）； （3）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后的光路； （4）下列关于菲涅尔透镜的说法，正确的是 。 A．因为制作工艺简单，制造成本低，所以手机的闪光灯大多数使用菲涅尔透镜 B．与相同直径的平凸透镜相比，要损失更多的光能 C．菲涅尔透镜实质上是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成的 D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料更少 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3.2 透镜 【苏科版2025】 知识汇编 1 专题01 区分凹凸透镜 3 专题02 凸透镜及凹透镜对光的作用 4 专题03 光心、主光轴、焦距 6 专题04 凸透镜的光线作图 7 专题05 凸透镜的光线作图 10 专题06 探究光的折射规律 13 巩固练习 16 提优练习 25 知识汇编 一、透镜 1、透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。 2、透镜的考点： （1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲） （2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙） 3、主光轴和光心： 概念 定义 图示 主光轴 通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。 光心 主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） 二、透镜对光的作用 1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对） 2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对） 　　　　　　　　　　　　　 三、焦点和焦距 1、焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。 2、虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。　 3、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“”表示。 四、三条特殊光线 凸透镜 通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变 通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴 跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点 凹透镜 通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变 射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴 跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点 题型梳理 区分凹凸透镜 01 【典例】（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的焦点，凸透镜有 个焦点。一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分，如图所示，其中 属于凸透镜， （后两空均填序号）对光线有发散作用。 【答案】 2 ①③ ② 【详解】[1]凸透镜的两侧都可以有平行于主光轴的光线入射，因此，在凸透镜的两侧都会有一个这样的焦点，则凸透镜具有两个焦点。 [2]两边薄中间厚的是凸透镜，由图可知①③属于凸透镜。 [3]两边厚中间薄的是凹透镜，凹透镜可以发散光线，由图可知②属于凹透镜。 【变式1】（23-24八年级上·山东枣庄·阶段练习）在图中所示透镜中，属于凸透镜的有 ，属于凹透镜的有 ，凸透镜对光线具有 作用。 【答案】 acd bef 会聚 【详解】[1][3]如图，acd透镜中间比边缘厚是凸透镜，且对光线具有会聚作用。 [2]bef透镜中间比边缘薄是凹透镜，对光线具有发散作用。 二、凸透镜及凹透镜对光的作用透镜对光的作用 02 【典例】（23-24八年级上·山东潍坊·阶段练习）如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】ABD．由图知，折射光线相对于入射光线是发散的；凹透镜对光线有发散作用，ABC是凹透镜，故ABD不符合题意； C．入射光线经透镜折射后变得会聚，凸透镜对光线有会聚作用，所以C是凸透镜，故C符合题意； 故选C。 【变式1】一块矩形玻璃砖，切割成图中形状后拉开一段距离出，平行于光轴的光线从左面射入，右边射出的光线（　　） A．仍然保持平行 B．一定是发散光线 C．一定是会聚光线 D．结论与d有关，以上均有可能 【答案】C 【详解】由图得，玻璃砖被切割后，称为两透镜，左边透镜中间薄两边厚，是凹透镜；右边透镜中间厚两边薄，是凸透镜。当玻璃砖没有被切割分开前，左边凹透镜的发散作用与右边凸透镜的会聚作用恰好抵消，它们的焦点重合，玻璃砖被切割分开后，发散光线的发光点离凸透镜边远，相当于发散光的发散程度比与那里降低，经右边凸透镜会聚后，必成会聚光线，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式2】在图中画出了光通过某光学器材前后的传播方向。由图可知，该光学器材可能是（　　） A．凸面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】D 【详解】如图可知，光线经过后发生了向外的折射；上面这条入射光线经过透镜折射后，出射光线发散了，所以该透镜对光线具有发散作用，应该是凹透镜。下面这条光线经透镜后传播方向不改变，则经过的是透镜的光心，如下图所示： 故选D。 【变式3】（23-24八年级上·山东枣庄·阶段练习）如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取下透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到 （选填“会聚”或“发散”）作用，由此说明，能将光线会聚于一点的透镜 （选填“一定”或“不一定”）是凸透镜。 【答案】 发散 不一定 【详解】[1]一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光线会聚在B点，则说明该透镜起到发散作用为凹透镜。 [2]根据上述现象可知，能将光线会聚于一点的透镜不一定是凸透镜。 光心、主光轴、焦距 03 【典例】（24-25八年级上·全国·课后作业）小明同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距（    ） A．一定小于L B．一定大于L C．可能等于L D．可能小于L，也可能大于L 【答案】D 【详解】凸透镜正对阳光，光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜会聚在主光轴上最小、最亮的点是凸透镜的焦点，在焦点左右的光点都不是最小最亮的，测量的焦距偏大或偏小，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式1】（23-24八年级下·广东湛江·阶段练习）利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到 最亮的光斑，如图甲A和B是两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm，则凸透镜的焦距是 cm。如图乙所示，两束光线原本相交于B点，在框内放一个透镜后相交于A点，则该透镜是 透镜。 【答案】 最小 9.9 凹 【详解】[1]利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到最小最亮的光斑，即为焦点，焦点到光心的距离为焦距。 [2]如图甲A和B是两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm，该实验中太阳光应该垂直射向凸透镜，B同学的测量方法正确，则凸透镜的焦距是9.9cm。 [3]如图乙所示，两束光线原本相交于B点，在框内放一个透镜后相交于A点，说明光线通过该透镜后比以前发散了一些，则该透镜是凹透镜。 【变式2】（23-24九年级上·江苏连云港·期中）如图所示，将一只透镜正对着太阳，把一张纸放在它下方，纸上呈现一个圆光斑，光斑直径小于透镜直径，测得光斑到透镜的距离为L。 （1）根据图像可推断该透镜的种类是 ； （2）若透镜焦距小于L，透镜靠近纸面，会看到圆光斑 ；若透镜焦距大于L，透镜靠近纸面，会看到圆光斑 。（填光斑大小变化情况） 【答案】 凸透镜 先变小后边大 一直增大 【详解】（1）[1]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，此透镜一定是对光线起了会聚作用，因此为凸透镜。 （2）[2][3]若透镜焦距小于L，则焦点在纸和透镜之间，透镜靠近纸面，会看到圆光斑先变小后变大，焦点在纸上时最小；若透镜焦距大于L，则焦点在纸面下方，透镜靠近纸面，会看到圆光斑一直增大。 凸透镜的光线作图 04 【典例】（23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习）如图所示，请分别画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线。 【答案】 【详解】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凸透镜折射后折射光线通过焦点，如图所示： 【变式1】（23-24八年级上·江苏无锡·期末）如图所示，将光路图补充完整。 【答案】 【详解】过凸透镜光心的光线其传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，如图所示： 【变式2】（2024·山东滨州·模拟预测）根据已给出的入（折）射光线，分别画出它们的折（入）射光线。    【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，据此画出折射光线；光路具有可逆性，所以平行于主光轴射入的光线经过凸透镜后将发生偏折并经过凸透镜焦点，如图所示    【变式3】（2024·辽宁抚顺·模拟预测）光源A发出两条光线，经过凸透镜折射后会聚于凸透镜右侧一点。请将光路图补充完整。 【答案】 【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不改变，两条折射光线的交点为A的像点A'，如图所示： 【变式4】（23-24九年级下·四川德阳·阶段练习）请作出图中与凸透镜折射光线对应的入射光线。 【答案】 【详解】根据凸透镜的三条特殊光线可知，经过光心的光线传播方向不改变，过焦点的光线经过凸透镜后折射光线与主光轴平行，可作出两条折射光线对应的入射光线，如图所示： 凸透镜的光线作图 05 【典例】（23-24八年级上·广东湛江·阶段练习）根据要求完成以下作图题：如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。 【答案】 【详解】图中的透镜是凹透镜，延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴，过凹透镜光心的光线其传播方向不变，延长线画成虚线，光线画成实线并带上箭头。如图所示： 【变式1】（23-24八年级上·安徽淮南·阶段练习）请将图中凹透镜光路图补充完整。 【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；过凹透镜左侧的焦点的光线，不属于凹透镜的三条特殊光线，光线经凹透镜后的折射光线要远离主光轴；通过光心的光线，经过凹透镜后传播方向不变，如下图所示： 【变式2】（23-24八年级上·四川达州·期中）完成下列光路图。 【答案】 【详解】经过凹透镜光心的光线不发生偏折，沿原来的方向射出；延长线经过凹透镜另一侧虚焦点的光线，经过凹透镜后沿着与主光轴平行的方向射出，如图所示 【变式3】（2024·湖北襄阳·一模）如图所示，画出AB的入射光线。 【答案】 【详解】对准凹透镜另一侧焦点的光线，经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴，故作图如下： 【变式4】（2024·江苏连云港·二模）按照题目要求作图： 根据图甲中经透镜折射后的光线，画出它对应的入射光线。 【答案】 【详解】延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。如图所示： 探究光的折射规律 06 【典例】某物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。 （1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答： （选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸 ； （2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 的关系”。 【答案】 A、C 小 材料 【详解】（1）[1]要探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，应选择材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验，A、C两凸透镜材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同，应选A、C两凸透镜进行实验。 [2]由图甲、乙知道，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越短、会聚能力越强。 （2）[3]由图知道，A、B两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，材料不同，因此可以用它们探究凸透镜的焦距大小与透镜材料的关系。 【变式1】光斜射入玻璃中会发生偏折，由此小明提出：玻璃对不同色光的偏折程度是否相同？思考后，小明提出如下实验方案：先让一束黄光从空气直接斜射入透明的玻璃砖中，记录下光斑位置（如下图甲中A所示）；接着换用蓝光进行实验，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。 （1）要实现探究目标，他们应选择图甲中的A图和 （选填字母序号）图进行实验。 （2）某小组同学正确实验后，所记录的两次光斑的相对位置如图乙所示，经分析可知：玻璃对 （填“黄”或“蓝”）光的偏折程度较大。 （3）如图丙所示，分别用黄光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入， （选填“黄”或“蓝”）光对应的焦距大。 【答案】 D 蓝 黄 【详解】（1）[1]影响光斑位置的因素有玻璃砖的厚度、入射角的大小、入射点的位置，为了用光斑的位置准确地反映不同色光的折射本领，应该在控制这些变量的基础上，换用不同的色光进行对比实验，所以应选择A和D。 （2）[2]从图乙中可以看出蓝光的光斑在右边，则蓝光的偏折程度大。 （3）[3]黄光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，黄光的偏折程度小，其焦点更远离凸透镜，即其焦距大。 【变式2】（2024·江苏盐城·一模）在利用太阳光测量完凸透镜的焦距后，小华又将凸透镜正对着太阳，把火柴头放在凸透镜焦点处，一段时间后火柴会被点燃．他想探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下3种猜想： 猜想1，凹透镜也能点燃火柴； 猜想2，点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距有关； 猜想3，点燃火柴的快慢与凸透镜的直径有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是错误的，依据是 ； (2)为验证猜想2，他们选用 的凸透镜进行多次实验，实验中记录到火柴被点燃的时间基本相等，这说明猜想2是 的； (3)在（2）中用“火柴被点燃的时间”表示 ； (4)在验证猜想2后，因器材不足，他们直接选用直径和焦距都不等的凸透镜进行多次实验来验证猜想3，该实验 （能/不能）验证猜想3是否正确，理由是 。 【答案】(1)凹透镜对光线有发散作用，不能将太阳光汇聚到一点 (2) 直径相同，焦距不同 错误 (3)凸透镜对火柴的点燃效果 (4) 能 （2）中已验证凸透镜的焦距为无关变量，因此焦距对实验结果无影响 【详解】（1）凹透镜对光线起发散作用，不能将太阳光会聚到一点，不能点燃火柴，所以猜想1是错误的。 （2）[1][2]用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的时间基本相等，这说明点燃火柴的快 慢与凸透镜的焦距大小无关，则猜想2是错误的。 （3）用“火柴被点燃的时间”表示凸透镜对火柴的点燃效果，这用到了转换法。 （4）[1][2]实验中，选用直径和焦距都不等的凸透镜，分别用它们点燃火柴，测出火柴被点燃所需要的时间，多次重复实验；因为点燃快慢与焦距大小无关，达到了只改变透镜直径的大小实现控制变量的目的，所以能够验证猜想3是否正确。 巩固练习 一、单选题 1．（23-24八年级上·山西大同·阶段练习）关于凸透镜对光的作用，下列说法正确的是（　　） A．经过凸透镜后的光一定变成会聚的光 B．对平行于主光轴的光才有会聚作用 C．对任何光都有会聚作用 D．光通过凸透镜后变成平行光 【答案】C 【详解】A．从凸透镜的焦点出发的光线，经过凸透镜后平行于主光轴，所以经过凸透镜后的光不一定变成会聚的光，只是比原来的光线会聚一些，故A错误； B．凸透镜对光具有会聚作用，不仅仅是只对平行光线，故B错误； C．凸透镜对任何光都有会聚作用，故C正确； D．不是所有光经过透镜后都会变成平行光，故D错误。 故选C。 2．（23-24八年级上·河南许昌·期中）炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为这瓶水（　　） A．相当于一个凸透镜，会聚光线 B．相当于一个凸透镜，发散光线 C．相当于一个凹透镜，会聚光线 D．相当于一个凹透镜，发散光线 【答案】A 【详解】装满水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜焦点的温度高，易燃物燃烧引起火灾，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（23-24八年级下·陕西宝鸡·阶段练习）在如图所示的光学元件中，属于凹透镜的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】ABC．图中的透镜中间厚，边缘薄，属于凸透镜；故ABC不符合题意； D．图中的透镜中间薄，边缘厚，属于凹透镜，故D符合题意。 故选D。 4．图所示的各图中，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．图中为凹透镜，发散的光被会聚了，而凹透镜对光有发散的作用，故A错误； B．图中为凹透镜，平行光被会聚了，而凹透镜对光有发散的作用，故B错误； C．图中为凸透镜，光线被会聚，并且凸透镜对光有会聚的作用，故C正确； D．图中为凹透镜，平行光被发散了，而凸透镜对光有会聚的作用，故D错误。 故选C。 5．一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件（　　） A．只能是平面镜或凸透镜 B．只能是凸透镜或凹透镜 C．只能是凹透镜或平面镜 D．平面镜、凸透镜和凹透镜均可 【答案】D 【详解】对于凸透镜，入射光线过焦点，则折射光线平行主光轴射出，如图： 对于凹透镜，入射光线的延长线经过另一侧焦点，则折射光线平衡主光轴射出，如图： 平面镜也可以改变光路，使光的方向发生改变，如图： 综上分析可知，平面镜、凸透镜和凹透镜均可。 故选D。 6．（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中表示光线通过凹透镜的是（　　） A．a、c B．b、c C．c、d D．a、b、d 【答案】D 【详解】凹透镜具有发散光线的能力，a中光线经过透镜后发散，所以是凹透镜；b中光线经透镜后发散，所以是凹透镜；c中光线经透镜后会聚，所以是凸透镜；d中光线经透镜后发散，所以是凹透镜。 故选D。 7．（23-24八年级上·山东淄博·阶段练习）如图，将凸透镜正对太阳，其下方的纸上呈现出一个并非最小最亮的光斑，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一直变大，则该凸透镜的焦距为（　　） A．可能大于L，也可能小于L B．一定大于L C．一定小于L D．一定等于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f≠L，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f一定小于L。 故选C。 二、填空题 8．（24-25八年级上·全国·课后作业）凸透镜的中央较 、两边较 ；例如： 的镜头。凹透镜的中央较 、两边较 ；例如： 的镜片。下列镜子中，属于凸透镜的有 ；属于凹透镜的有 。 【答案】 厚 薄 照相机 薄 厚 近视镜 ACD BEF 【详解】[1][2][3]中央比边缘厚的叫凸透镜，对光起会聚作用，照相机、投影仪的镜头都是凸透镜。 [4][5][6]中央比边缘薄的叫凹透镜，对光有发散作用，近视镜的镜片是凹透镜。 [7][8] ACD中央比边缘厚，属于凸透镜；BEF中央比边缘薄，属于凹透镜。 9．（23-24八年级上·山东东营·阶段练习）某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，如图所示。不料因阳光照射、水瓶聚光，车内物品被点燃引起火灾。太阳光经过矿泉水瓶发生了 （选填“反射”或“折射”），矿泉水瓶相当于 。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。 【答案】 折射 凸透镜 【详解】[1][2]装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，中间厚边缘薄；由于凸透镜对光线的会聚作用，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上，时间一长正好使放置于此处的物品起火。 10．（23-24八年级下·陕西咸阳·阶段练习）小蹦家里有两种透镜，学习了透镜知识之后，他利用太阳光辨认区分两种透镜并测量凸透镜的焦距。 （1）他把两个透镜分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲、乙所示的光斑， 是凸透镜（选填“甲”或“乙”）； （2）测量凸透镜焦距时，他移动透镜等光屏上形成一个 、 的光斑时，用刻度尺测量光斑到透镜的距离如图丙所示，该凸透镜的焦距为 cm。 【答案】 乙 最小 最亮 10.0 【详解】（1）[1]图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜。 （2）[2][3][4]由图丙可知，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为10.0cm。 11．（23-24八年级下·辽宁鞍山·开学考试）炎炎夏日，停在露天停车场的汽车内有一瓶矿泉水，如图甲所示，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为装有水的矿泉水瓶相当于一个 透镜，如图乙所示，中间为“空气凹透镜”的玻璃砖，它与装水的饮料瓶对光的作用 （选填“相同”或“不同”）。 【答案】 凸 相同 【详解】[1]因为瓶中进入水之后，瓶中的水形状是中间厚、边缘薄，因此装水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用，会形成高温区产生危险。 [2]中间为“空气凹透镜”的玻璃砖可看作是两个凸透镜组合在一起了，而光线经过凸透镜后会变得会聚，经过两个凸透镜变得更加会聚，因此它与装水的饮料瓶对光的作用相同。 12．（23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习）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。 三、作图题 13．（2024·山东德州·二模）如图是一束平行于主光轴的光线入射向水面，请在图中画出。 ①该光线经过凹透镜后的折射光线； ②进入水中的折射光线和在水面的反射光线。 【答案】 【详解】平行于凹透镜主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过凹透镜的焦点；光线在水面发生反射时，反射光线和入射光线在法线两侧，反射角等于入射角；发生折射时，折射光线和入射光线在法线两侧，折射角小于入射角，故作图如下： 14．（23-24八年级上·山东青岛·阶段练习）根据已知光线和透镜，补全光路。 【答案】 【详解】从焦点发出的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线传播方向不改变；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，延长线过焦点的光线，经凹透镜后其折射光线平行于主光轴，光路图如图所示： 四、实验题 15．（23-24八年级上·山西大同·期末）在成功完成“放大镜取火（如图）”的实践活动后，小华想进一步探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想： 猜想1：凹透镜也能点燃火柴； 猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关； 猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关； （1）他们经过讨论，判断猜想1是错误的，你认为他们判断的依据是 ； （2）为了验证猜想2，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的时间基本相等，这说明猜想2是 的（选填“正确”或“错误”）； （3）请设计一个简单实验，帮助小华验证猜想3是否正确。 a. 实验器材：太阳光、三块 的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤： ； c. 实验结论： 。 【答案】 凹透镜对光线有发散作用 错误 焦距相同直径不同 见解析 见解析 【详解】（1）[1]凹透镜对太阳光有发散作用，不能将太阳光聚集在一起而点燃火柴，所以判断猜想1是错误的。 （2）[2]用直径相同而焦距不等的凸透镜多次做实验，发现火柴被点燃的时间基本相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距无关，则猜想2错误。 （3）[3][4][5]a. 实验器材：太阳光、三块焦距相同直径不同的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤：分别用焦距相同但直径不同的凸透镜正对太阳光，把火柴头放在凸透镜焦点处点燃，并记录点燃火柴所需要的时间； c. 实验结论：若三次点燃火柴所需要的时间相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小无关，猜想3是错误；若点燃火柴的时间不相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关，猜想3是正确的。 提优练习 一、单选题 1．如图所示，在空气中平行于玻璃凸透镜主光轴的光线经凸透镜会聚于主光轴的一点S，若把凸透镜浸没在水中，会聚点S'（　　） A．在S的上方 B．在S的下方 C．与Ｓ重合 D．条件不足，无法判断 【答案】B 【详解】若将凸透镜浸入水中，平行于主轴的光线从空气进去水中不改变方向。而从凸透镜折射出来浸入水中的光线要比浸入空气中的偏折程度小，所以光线的交点在S点的下方。 故选B。 2．如图所示，一块矩形玻璃砖切割成图中形状后拉开一段距离，平行于主光轴的光线从左面射入，则从最右边射出的光线（　　） A．可能是平行光线 B．一定是发散光线 C．一定是会聚光线 D．可能是会聚光线，也可能是发散光线 【答案】D 【详解】可以看成一个凹透镜和一个凸透镜，由于表面弯曲程度相同，所以凹透镜和凸透镜的焦距相同，当凹透镜的虚焦点正好和凸透镜的焦点重合时，则光线是平行的，但由于切割后的两部分被拉开了一段距离，故焦点无法重合，光线不能平行；拉开的距离为d，d越短越会聚，拉开的距离d越长越发散，发散、汇聚时的种光路，如下图所示： 故选D。 3．（23-24八年级上·江苏连云港·阶段练习）阅读短文，回答问题。 菲涅尔透镜 甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射时，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分，并将其向左平移到透镜平面处，即图3，这样的透镜叫作菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光会聚于焦点。 与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由多个同心圆的玻璃组成，大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜非螺纹面垂直面向太阳光时，光聚焦在电池片上，将会聚更多的能量，需要的电池面积变小，大大节约了成本。 （1）当平行光由平凸透镜平的一面垂直入射时，在 时才会发生偏折； （2）菲涅尔透镜与平凸透镜的工作原理 （选填“相同”或“不同”）； （3）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后的光路； （4）下列关于菲涅尔透镜的说法，正确的是 。 A．因为制作工艺简单，制造成本低，所以手机的闪光灯大多数使用菲涅尔透镜 B．与相同直径的平凸透镜相比，要损失更多的光能 C．菲涅尔透镜实质上是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成的 D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料更少 【答案】 经透镜另一侧曲面 相同 D 【详解】（1）[1]因为平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点，所以当平行光由平凸透镜平的一面垂直入射，在经透镜另一侧曲面时才会发生偏折。 （2）[2]因为菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点，它们对光线都有会聚作用，工作原理相同。 （3）[3]因为菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点，所以平行于主光轴的光线经菲涅尔透镜折射后会聚在焦点上，如图所示 （4）[4]AB．在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失，所以手机的闪光灯部分大多数使用菲涅尔透镜，故AB错误； C．若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜，菲涅尔透镜实质上是由一圈圈凸透镜组成的，故C错误； D．若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜，与相同直径的平凸透镜相比，所用材料更少，故D正确。 故选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$