暑假衔接班讲义 第10讲 透镜--2025-2026学年苏科版物理八年级上学期

八年级暑假 第10讲 透镜 学习目标导航 1. 掌握透镜的分类以及辨别凸、凹透镜的方法 2. 学习主光轴、光心、焦点和焦距概念 3. 凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用 4. 透镜的光路图 课前预习 1、透镜的分类以及辨别凸、凹透镜的方法 （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。 ②凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。 （4）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。 2、主光轴、光心、焦点和焦距 （1）透镜光路基本概念 （2）过透镜两个球面球心的直线叫主光轴 3、凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用 （1）透镜的作用：凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜；凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。 （2）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。 （3）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）。 4、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。 （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。 （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。 知识点详解 知识点一 透镜和透镜对光的作用 由透明物质制成，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。 中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 1．凸透镜相当于多个棱镜的组合，凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜。 2．凹透镜相当于多个棱镜的组合，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又称为发散透镜。 【例1】如图四种玻璃透镜中（　　） A．只有a是凸透镜 B．只有b是凸透镜 C．只有a和b是凹透镜 D．只有d是凹透镜 【答案】D 【解析】解：ABC、a、b、c都是中间厚，边缘薄，是凸透镜，故ABC不符合题意； D、d是中间薄，边缘厚，是凹透镜，故D符合题意。故选：D。 【例2】小伟奶奶的老花眼镜和小伟妈妈的近视眼镜外观几乎一样，早上起床时，奶奶发现两副眼镜放在了一起，于是叫来小伟帮自己挑眼镜。小伟从物理课本中查到老花眼镜的镜片是凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜。请你用两种物理方法帮小伟挑选出奶奶的眼镜。 方法一：_______________________________________________________________________________ 方法二：_______________________________________________________________________________ 【答案】触摸法：用手摸，边缘薄、中间厚的镜片是老花眼镜，边缘厚、中间薄的镜片是近视眼镜；聚光法：把镜片对着太阳光（或光源），在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到亮点的是老花眼镜，不能看到亮点的是近视眼镜 【解析】解：根据凸透镜和凹透镜的特点可归纳方法如下： （1）触摸法：用手摸，边缘薄、中间厚的镜片是老花眼镜，边缘厚、中间薄的镜片是近视眼镜。 （2）聚光法：把镜片对着太阳光（或光源），在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到亮点的是老花眼镜，不能看到亮点的是近视眼镜。 （3）成实像法：把镜片对着稍远较亮的物体，在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到像的是老花眼镜，不能看到像的是近视眼镜。 （4）成虚像法：用镜片极近地观察书上的字，字体放大的是老花眼镜，字体缩小的是近视眼镜。故答案为：触摸法：用手摸，边缘薄、中间厚的镜片是老花眼镜，边缘厚、中间薄的镜片是近视眼镜；聚光法：把镜片对着太阳光（或光源），在另一侧用白纸相对于镜片前后移动，能看到亮点的是老花眼镜，不能看到亮点的是近视眼镜。 知识点二 透镜的基本概念 1．光心：透镜的中心，用“O”表示。 2．主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线（主光轴是通过球心的直线C1C2），用点划线“”表示。 3．焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用“F”表示。凸透镜两侧均有焦点，且关于光心对称。 4．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，用“F”表示。凹透镜两侧均有虚焦点，且关于光心对称。 5．焦距：焦点到光心的距离，用“f ”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。 【例1】关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜可以做成近视眼镜 B．凸透镜有两个焦点 C．经过凸透镜的光一定相交于一点 D．凹透镜没有焦点，它不能使光相交于一点 【答案】B 【解析】A．凸透镜对光线有会聚作用，可以做成远视眼镜，故A错误； B．凸透镜有两个焦点，可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点，故B正确； C．经过凸透镜的光会比原来向主光轴偏折一些，但不一定相交于一点，如发散的光线，经凸透镜后发散程度会减小，但不能相交于一点，故C错误； D．凹透镜没有实焦点，但它也能使光相交于一点，如会聚的光线，经凹透镜折射后会延迟会聚，最终相交于一点，故D错误。故选B。 【例2】在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下面，如图所示。调节纸的位置，当在纸上得到一个最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜中心的距离为10cm，这个最小光斑就是该凸透镜的 __________，该凸透镜的焦距是__________cm。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜中心的距离为l，小华推断l一定小于该凸透镜的焦距，你认为小华的推断对吗？___________（选填“对”“不对”或“无法判断”）。 【答案】焦点；10；不对。 【解析】解：将凸透镜正对着太阳，太阳光平行于主光轴照射，经过凸透镜的折射后，会聚在焦点处，所以透镜后纸上的最小光斑是该凸透镜的焦点； 焦点到凸透镜的距离是焦距，所以该凸透镜的焦距是10cm； 由于平行于主光轴的光，经凸透镜折射后过了焦点还会继续向前，纸到凸透镜的距离大于焦距即l大于焦距时，光斑也不是最小，所以小华的推断不对。故答案为：焦点；10；不对。 知识点三 透镜的特殊光线 1．凸透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凸透镜后传播方向不变。 2．凹透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过虚焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，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。 （3）经过光心的光线经过凹透镜后传播方向不变。 【例1】透镜的三条特殊（主要）光线： （1）过光心的光线：经透镜折射后传播方向 _______________，如图所示； （2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后经过另一侧_________；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过__________________，如图所示； （3）经过或射向焦点的光线：经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 ____________；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于 ____________，如图所示。 【答案】（1）不变；（2）焦点；同侧焦点；（3）主光轴；主光轴。 【解析】透镜对的三条特殊光线有：过光心的、平行主光轴的、过焦点的光线。 （1）由图知道，两条过光心的光线经过凸透镜后方向都没有发生改变，说明通过光心的光线传播方向不变。（2）由左图知道，平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后通过焦点，说明平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点。 由右图知道，平行于主光轴的入射光线，经凹透镜折射后，反向延长光线通过同侧焦点。 （3）由左图知道，通过焦点的入射光线，经凸透镜折射后折射光线都与主光轴平行，说明从凸透镜焦点发出的光线，经折射后平行于主光轴射出。 由右图知道，射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。故答案为：（1）不变；（2）焦点；同侧焦点；（3）主光轴；主光轴。 【例2】如图所示是光线通过透镜的光路图，正确的是（　　） A． B． C．D．   【答案】A 【解析】AC．图AC中均为凹透镜，凹透镜对光线有发散作用；平行于凹透镜的光线经凹透镜折射后发散射出，折射光线的反向延长线经过焦点。故A正确，C错误； BD．图BD中均为凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；从凸透镜焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出。故BD错误。 【例3】如图根据光通过透镜前后的方向，判断甲透镜为 _________（选填“凸”或“凹”）透镜，乙透镜为_________（选填“凸”或“凹”）透镜 【答案】凸；凹 【解析】解：左图中，光线经过透镜后变会聚了，甲透镜为凸透镜； 右图中，光线经过透镜后变发散了，乙透镜为凹透镜。故答案为：凸；凹。 规律总结： 太阳光是平行光，当把透镜正对太阳，光屏（白纸）与凸透镜平行的置于透镜之后时，会有以下几种光斑 （1）凸透镜的光斑 ①当光屏与凸透镜之间的距离等于焦距时，有最小最亮的光斑，光斑周围由于到达的光线较少，形成了一圈暗影。 ②当光屏与凸透镜之间的距离小于焦距时，有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而减小。 ③当光屏与凸透镜之间的距离大于焦距时，也有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而增大。 （2）凹透镜的光斑 当光屏置于凹透镜后时，有较亮的环形光斑，环形中间区域由于到达的光线较少，形成暗影。光斑随光屏与凹透镜之间的距离增大而增大。 课堂作业 1．炎炎夏日，汽车停在露天停车场，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 【解析】矿泉水瓶都是圆柱形，两边薄、中间厚，能起到凸透镜的放大作用，有会聚光线的作用；故如果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；故A符合题意。故选A。 2．如图是把一副眼镜放在太阳光下，在地面上看到的情形，由此可以判断镜片是（　　） A．凸面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】D 【解析】地面上的光斑比眼镜的面积大，故眼镜对光起到了发散的作用，所以这个眼镜是凹透镜． 3．如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图所示，再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下，那么能使光线发散的是（　　） A．a B．b C．d D．都不行 【答案】B 【解析】由图可知：玻璃a、c、e、d都是中间厚，边缘薄，是凸透镜，能使光线会聚，不符合题意；而玻璃b是中间薄，边缘厚，是凹透镜，能使光线发散，符合题意．故选B． 4．我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（　　） A．这是光的反射现象 B．这是光的色散现象 C．“水晶饼”对光有会聚作用 D．“水晶饼”对光有发散作用 【答案】C 【解析】A．“水晶饼”相当于凸透镜，发生的是光的折射现象，故A错误； B．光的色散现象是指太阳光（白光）透过三棱镜分解成各种色光的现象，故B错误； CD．“水晶饼”相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，把一束太阳光的能量会聚到焦点上，从而点燃了焦点处的艾草，故C正确，D错误。故选C。 5．下列各组光学器件中都能对光线起发散作用的是（　　） A．凹面镜和凸透镜 B．凸面镜和凹透镜 C．凹面镜和凹透镜 D．凸面镜和凸透镜 【答案】B 【解析】凸面镜和凹面镜利用光的反射，凸面镜对光线起发散作用，凹面镜对光线起会聚作用；凸透镜和凹透镜利用光的折射，凸透镜对光线起会聚作用，凹透镜对光线起发散作用。故选B。 6．取一段铁丝，绕制一个内径约为3mm左右的圆环，如图所示，将圆环在清水中浸一下，圆环上布满水膜，此时辨别水膜相当于“凸透镜”还是“凹透镜”的最可靠方法是（　　） A．用手摸 B．透过水膜看物体 C．用强光照射 D．用刻度尺测量 【答案】B 【解析】A．用手摸，会弄破水膜，故A不符合题意； B．透过水膜看物体，如果能放大，说明水膜相当于凸透镜；如果看到的物体是缩小的，说明水膜相当于凹透镜，方法可行，故B符合题意； C．用强光照射，也会破坏水膜，故C不符合题意； D．水膜很薄，不能直接用刻度尺测量，故D不符合题意。故选B。 7．如图所示，小莉在老师指导下，观察教室里的LED日光灯，发现每个LED发光芯片上都封装了硅胶透镜。资料显示，芯片最大发光角度是（大于范围也有少量余光），光线通过透镜会聚可得到、、、、、等不同的出光角度。下图的光路显示了一些透镜对光线的作用，与LED透镜对光线的作用相同的是（　　） A．①④ B．③④ C．①③ D．①② 【答案】A 【解析】根据题意知道，LED透镜对光线具有会聚作用，属于凸透镜；光路如下图 ①④图中的折射光线相对于入射光线是会聚的，是凸透镜；②③图中的折射光线相对于入射光线是发散的，是凹透镜，所以与LED透镜对光线的作用相同的是①④。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 8．光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，关于两透镜的类型，下列说法正确的是（　　） A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．甲是凹透镜，乙是凸透镜 C．甲、乙都是凸透镜 D．甲、乙都是凹透镜 【答案】A 【解析】光源发出的两束光经过甲透镜之后，折射光线会聚了，甲应为凸透镜，而光线通过乙透镜后折射光线发散了，因此乙为凹透镜。故选A。 9．如图，一玻璃砖内有一凸形气泡，一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会（　　） A．仍然平行 B．会聚 C．发散 D．无法确定 【答案】C 【解析】这是一块玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄，边缘厚，是凹透镜.因此对平行光有发散作用，所以C是正确的． 10．下列关于透镜的描述，正确的是（　　） A．任何光束通过凸透镜都会变成平行光 B．任何光束通过凸透镜都会聚于一点 C．通过凹透镜的光束可能是会聚的 D．通过凹透镜的光束一定是发散的 【答案】C 【解析】A．只有经过经过焦点的光线经凸透镜折射后才会变成平行光，故A错误； B．凸透镜对光线有会聚作用，但光线通过凸透镜不一定能会聚于一点，会聚的光线凸透镜后也是会聚的光线，相对于原光线提前会聚，故B错误； CD．凹透镜对光线有发散作用，但对于即将会聚的光线通过凹透镜还会相交于一点的，故C正确，D错误。故选C。 11．报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更深的老花眼镜及妈妈的平光眼镜，如图，则小明的眼镜是图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】老花镜是凸透镜制成的，当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立放大的虚像，如图AD；近视眼镜是凹透镜制成的，此时凹透镜成正立缩小的虚线，如图B；平光眼镜看物体时，大小不发生变化，如图C。所以小明看到的是B图象，B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 12．小明利用太阳光测量凸透镜焦距，下列操作最合理的是（　　） A． B．C． D． 【答案】C 【解析】利用太阳光测量凸透镜焦距，应将透镜正对太阳光，且观察光斑的纸张也应正对太阳光．故C符合要求． 13．小杰同学想制作一个平行光源，你认为以下可行的做法是（　　） A．选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点上 B．选用凹透镜并把灯泡放在凹透镜的焦点上 C．选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点以内的地方 D．选用凹透镜并把灯泡放在凹透镜的焦点以内的地方 【答案】A 【解析】AC．由凸透镜的三条特殊光线可知，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；所以，为了制作一束平行光，可以选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的焦点上，这样可以得到平行光，故A符合题意，C不符合题意；BD．由凹透镜三条特殊光线可知，把灯泡放在凹透镜的焦点上或焦点以内，都不能得到平行光，故BD不符合题意。故选A。 14．小星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，当纸片远离透镜时，光斑一直变大，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】A 【解析】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； 若纸片远离透镜时，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BCD错误，故A正确．故选A． 15．小明将水滴滴在透明玻璃纸上，透过水滴观察报纸上的字，发现变大了，这个水滴相当于一个凸透镜如图甲所示，通过“嫦娥一号”把它带到太空中，水滴由于不受重力，会变得如图乙所示，则在太空中，该水滴透镜（　　） A．焦距不变 B．焦距会变长 C．对光线偏折能力增强 D．对光线偏折能力减弱 【答案】C 【解析】水滴相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，通过“嫦娥一号”把它带到太空中，水滴由于不受重力，会变得如图乙所示，则凸透镜变凸，折射能力变强，由于凸透镜折射能力变强，则焦距会变小，故C正确，ABD错误．故选C． 16．凸透镜的入射光线P，来自发光体，对应这条入射光线的折射光线可能是（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】C 【解析】A．折射光线a与入射光线P比较，经透镜后变得远离透镜的主光轴，变得发散，应该变得会聚，故A不符合题意； B．折射光线b经透镜后平行于透镜主光轴射出，其入射光线应该过凸透镜的焦点，故B不符合题意； C．折射光线c与入射光线P比较，经透镜后变得靠拢透镜的主光轴，变得会聚，偏折程度还没有到焦点，故C符合题意； D．折射光线d经透镜后平行于过凸透镜的焦点，其入射光线应该平行于凸透镜的主光轴，故D不符合题意。故选C。 17．如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，凸透镜和平面镜相距为d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点A，则此凸透镜的焦距为（　　） A．d B．d/2 C．3d/2 D．2d/3 【答案】C 【解析】由图可知，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后应该会聚在焦点，由于平面镜的反射作用，根据平面镜成像的特点，A点就是焦点F的像，因此焦点F 到镜面的距离等于A到镜面的距离。由于A是凸透镜与平面镜的中点，即OA=d，则凸透镜的焦距 故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 18．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，是__________透镜。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 凹 不一定 【解析】[1][2][3]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，光会聚于B点，则该透镜起到发散作用，是凹透镜，由此说明，能会聚于一点的透镜不一定是凸透镜。 19．盛有清水的封闭试管水平放置，内有一较大的空气泡，如图所示，阳光垂直照射试管，在空气泡下方的白纸上，出现一椭圆形的“阴影”，“阴影”形成的原因是____________________________，阳光透过试管的其它部分，会在白纸上形成________。 【答案】 空气泡和水组成凹透镜对光线有发散作用 一条亮线 【解析】[1][2]气泡处的水，中间低、两边高，相当于凹透镜，凹透镜对光有发散作用；气泡外的其他部分的水是圆柱体，相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；所以空气泡下方白纸处光线较分散，形成阴影，其它部分光线较集中，形成一条亮线。 20．如图所示，凸透镜正对着太阳光，来回移动另一侧的纸片，得到最小、最亮的光斑时，纸片距离凸透镜中心10cm，则此凸透镜的焦距是______cm；接着将纸片远离凸透镜移动，纸片上的光斑______（选填“变大”、“变小”或“不变”），纸片上光斑与凸透镜的镜面大小相同时，纸片距离凸透镜的中心是______cm。 【答案】 10 变大 20 【解析】[1]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。故让一透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做透镜的焦点。因为焦点到凸透镜中心的距离为10cm，则该透镜的焦距为10cm。 [2]因为凸透镜会聚在焦点的光最亮、最小，所以接着将纸片远离凸透镜移动，则光斑将一直变大，亮度会越来越暗。 [3]凸透镜正对太阳光，光线平行于主光轴，会聚成焦点F，光线到焦点F，不会停止，继续传播，形成和凸透镜口径相同的光斑，如图所示： 凸透镜中心到光斑的距离是f=10cm，由图可知，纸片距离凸透镜的中心为L=2f=20cm 21．如图所示，两条平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于点F，若①②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离，则会聚点将__________________（选填“向右移动”、“保持原位置不变”或“向左移动”）；取一点光源放在A点处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜的过程中，纸上的光斑大小______（选填“变大”“不变”“变小”）。 【答案】 保持原位置不变 变大 【解析】[1]凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫焦点，且焦点是固定的，不随光线的改变而改变。所以若①、②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离，经凸透镜折射后的会聚点将保持原位置不变。 [2]将一点光源放在A点处，即点光源位于在焦点以内，虽然凸透镜对光线有会聚作用，但此时通过凸透镜后的光束的形状是发散的，所以将白纸沿主光轴远离透镜的过程中，纸上的光斑将逐渐变大。 22．请在图中画出两束入射光线对应的折射光线。   【答案】   23．请在图中画出与入射光线对应的折射光线。   【答案】   24．请在图中画出光线1对应的入射光线和光线2对应的折射光线； 【答案】 25．如图所示，为凸透镜的两条折射光线，请在图中画出对应的入射光线。 【答案】 26．一个大烧杯倒扣在桌面上，里边充以烟雾，用手电筒通过杯底自上而下照射，调节手电筒的聚光圈，使通过烟雾的光形成粗细均匀的柱形光束，如图甲所示。 （1）烧杯内充以烟雾，是利用了烟尘微粒对光的_______来显示光通过的路径的。 （2）烧杯底部放一个凸透镜，观察到的现象如图乙所示，说明凸透镜对光有_______作用。 （3）烧杯底部放一个凹透镜，观察到的现象如图丙所示，说明凹透镜对光有_______作用。 【答案】 漫反射 会聚 发散 【解析】（1）[1]当光找到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径。 （2）[2]当在烧杯底放一个凸透镜时，发现光路是聚集，说明凸透镜对光线有会聚作用。 （3）[3]如果放置凹透镜，发现光路是发散的，说明凹透镜对光线有发散作用。 27．如图所示，平行光通过图中左侧虚线框（其中放置一块透镜）后，在右侧光屏上形成一个圆形光斑，该光斑的直径比透镜大。请你判断虚线框中是否是凸透镜，说出接下来的操作及判断方法。（不添加其它器材） （1）操作：将光屏__________________； （2）判断方法：__________________________________________________________________。 【答案】 向左移动 若光斑一直变小，则为凹透镜；若光斑先变小后变大，则为凸透镜 【解析】（1）[1]凸透镜对光线有会聚作用，且光线会在焦点后又会发散；而凹透镜对光有发散作用。因为此时光屏上成的是光斑，不是最小最亮的点，所以应该将光屏向左移动。 （2）[2]根据透镜对光线的作用可判断，在光屏向左移动的过程中，若光斑一直变小，则为凹透镜；若光斑先变小后变大，则为凸透镜。 28．为了研究凸透镜的焦距与哪些因素有关，某小组同学选择了如图（a）所示的四个透镜（其中A、B和C、D分别是两组厚度相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。 （1）若要探究“凸透镜的焦距与透镜材料的关系”，小组应选择图（a）中________ 做实验（选填字母）。 （2）若选择A和C两个透镜还可以探究“凸透镜的焦距与 ________ 的关系”小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示。比较两次实验的现象，可以得到的初步结论是：当 ________________________________________________________ 。 （3）本实验采用的科学方法是 ______________ 。 【答案】 A、B或C、D 厚度 平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后经过异侧焦点 控制变量法 【解析】（1）[1]探究焦距与材料的关系，则应保证除材料不同外，其他条件均相同，则应选择A、B或C、D。 （2）[2]A和C两个透镜材料相同，厚度不同，则可用于探究凸透镜焦距与厚度的关系。 [3]比较实验现象可知，平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后经过异侧焦点。 （3）[4]每次控制一个条件不同，其他条件相同，采用的是控制变量法。 课后练习 1．在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】AB．中间薄，边缘厚的透镜是凹透镜，故AB不符合题意； C．该透镜中间厚，边缘薄，属于凸透镜，故C符合题意； D．该元件厚度相同，不是凹透镜，也不是凸透镜，故D不符合题意。故选C。 2．如图，《淮南万毕术》关于冰透镜记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”。此现象中取火原理应用了（　　） A．凸透镜对光线的发散作用 B．凸透镜对光线的会聚作用 C．凹透镜对光线的会聚作用 D．凹透镜对光线的发散作用 【答案】B 【解析】古人将冰磨成一种冰透镜，该透镜中间厚、边缘薄，属于凸透镜，能使太阳光会聚焦点，从而能点燃艾草取火，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 3．如图是关于透镜的几种光路图，正确的是（　　） A． B． C． D．   【答案】C 【解析】图中凹透镜的入射光线看似过焦点，其实它不是特殊光线，折射光线应该比入射光线更远离主光轴，故A错； 平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，故B错； 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故C正确，D错；故选C． 4．如图所示，装香水玻璃瓶的透明瓶盖，设计有多种形状，其中阳光透过瓶盖会导致香水温度较快升高的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】凸透镜对光线有会聚作用，当阳光经过凸透镜折射后会使凸透镜另一侧温度升高，放大镜就是利用此原理，凸透镜中间厚两边薄，所以B选项图中的瓶盖类似凸透镜会使香水温度较快升高，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 5．如图所示，一束光原来会聚于主光轴上的 b 点，在虚线框内分别放入①凹透镜②凸透镜③玻璃砖后，可能使光会聚于主光轴上 c 点的有（　　） A．①③ B．① C．② D．②③ 【答案】A 【解析】c点在b点的右侧，加入对光线具有发散作用的凹透镜可使光线延迟会聚；光线由空气通过玻璃砖时发生折射，折射角小于入射角，也会造成光线延迟会聚；故①③符合题意。故选A。 6．要使光线发生如图所示的偏折，可供选用的光学元件有：①平面镜；②凸透镜；③凹透镜。能达成该目标的光学元件有（　　） A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 【答案】D 【解析】从下面的光路图可以看出，凸透镜、凹透镜和平面镜都可使光的方向发生图中的改变。如图所示： 故选D。 7．兴趣小组在课余时间利用太阳光测量某一凸透镜的焦距f。同学们将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示。在纸上呈现一个并非最小的光斑，测得这个光斑到凸透镜的距离为l。将凸透镜向远离纸的方向移动，发现光斑先变小后变大，则下列关于l和f的关系正确的是（　　） A．l=f B．l>f C．l<f D．l≥f 【答案】C 【解析】AD．若l=f，则平行于凸透镜主光轴的入射光经凸透镜会聚于焦点，焦点到光心的距离就是焦距，此时光斑应是最小最亮的，但题中告诉纸上并非最小光斑，故AD错误； B．若l>f，将凸透镜向远离纸的方向移动时，光斑应越来越大，故B错误； C．若l<f，将凸透镜向远离纸的方向移动时，l增大，光斑应先变小，当光斑最小最亮时l=f，再远离时光斑逐渐变大，故C正确。故选C。 8．学习了透镜的有关知识后，为了把一束从左侧射入的较宽的平行光变为较窄的平行光，小王同学找来了三只薄透镜，其中凸透镜L1的焦距是5cm， 凸透镜L2的焦距是3cm， 凹透镜L3的焦距是2cm。 小王分别设计了如图所示的四种光路，能够达到目的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】因为平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，所以据此分别作图如下： 故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 9．如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径。由图可知：有可能属于凸透镜的是图______（选填“甲”或“乙”）。 【答案】甲 【解析】由图可知，光通过甲透镜后，光线向主光轴靠拢，说明甲透镜对光有会聚作用，故甲透镜为凸透镜。光线通过乙透镜后，出射光线偏离主光轴，出射光变得更加发散，说明乙透镜对光有发散作用，故乙透镜为凹透镜。 10．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，会使光线___________。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 会聚 相同 【解析】[1][2]装有水的矿泉水瓶中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用。 [3]中间为“空气凹透镜”的玻璃砖可以看作两个凸透镜的组合，凸透镜对光线有会聚作用，它与装水的饮料瓶对光的作用相同。 11．如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是 ______ ，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同： _________ 。 【答案】 白色 光屏上彩色光带顺序相反 【解析】[1]白光被三棱镜分解成七种颜色的色光，七种颜色的色光经过凸透镜在B处复合成白光。 [2]由图可知，A处上方的光经过B点到达C处的下方，A处下方的光经过B点到达C处的上方，在A、C两处，光屏上彩色光带顺序相反。 12．如图所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，将试管水平置于白纸上方，并使平行光线竖直照射到试管上。观察试管下方的白纸，发现一条与试管平行的亮线，说明试管充满水的部分相当于 ______ 透镜，对光线有 ______ 作用，将该试管平放在报纸上，透过气泡部分观察到的字是 ______ （放大/缩小）的像。 【答案】 凸 会聚 缩小 【解析】[1][2]圆柱型试管充满水的地方，中间比边缘厚，是水凸透镜，凸透镜对光线有会聚的作用，会聚成一条亮线。 （2）由于气泡的存在，气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜，凹透镜对光线有发散的作用，将该试管平放在报纸上，透过气泡部分观察到的字是缩小的。 13．________于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的焦点，凸透镜的焦点有 ________ 个，焦点到凸透镜中心的距离叫 ________ ．把光源放在凸透镜的 ________ 处，通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线。 【答案】 平行 两 焦距 焦点 【解析】试题分析：平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这一点叫做凸透镜的焦点，对于一个凸透镜来讲，凸透镜有两个焦点；过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴，因此将光源放在凸透镜的焦点处，通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线，则平行光源就是根据这一原理制成的 14．如图，平面镜MN垂直于凸透镜的主光轴，点光源S位于主光轴上，光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主光轴平行。已知S到透镜光心和平面镜的距离分别是10cm、4cm，则此透镜的焦距是___________cm。 【答案】18 【解析】由题意知，经凸透镜后的折射光线平行于主光轴，则入射光线过焦点， SA光线的反射光线的反向延长线过凸透镜的焦点。据平面镜成像特点，光源S在平面镜中的像与镜面的距离为4cm，而SA光线的反向延长线与主光轴相交于像点，即此像点为凸透镜的焦点，所以凸透镜的焦距f=10cm+4cm+4cm=18cm 15．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是_____透镜，焦距_______OP（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 凸 大于 【解析】[1]可知，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。经透镜的作用后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜。 [2] 因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点，而a光线如果不发生折射，将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距，焦距大于OP。 16．小明想知道某块透镜的焦距，进行如图甲操作（镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸，且透镜与白纸保持平行），测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距为______cm：若某时刻白纸上的所成圆形光斑直径为透镜直径的一半，且使凸透镜稍远离白纸光斑变大，则此时透镜到白纸的距离为______cm。 【答案】 12 18 【解析】[1]当太阳光平行于凸透镜的主光轴入射，经过凸透镜会聚于焦点时，纸面上成最小最亮的光斑，此时白纸烤焦时间最短，由图乙可知，当s = 12cm时对应的白纸被烤焦的时间最短为4min，所以凸透镜焦距12cm。 [2]若某时刻白纸上的所成圆形光斑直径为透镜直径的一半，作出凸透镜的光路图如下图所示 由图可知圆形光斑的位置可能在1或2的位置。若使凸透镜稍远离白纸光斑变大，则圆形光斑的位置只能在2的位置，由几何关系可知所以CF = OF = × 12cm = 6cm 所以此时透镜到白纸的距离为OC = OF + FC = 12cm + 6cm = 18cm 17．小明测焦距时先将凸透镜和光屏的位置固定，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置，光屏上出现一个与透镜直径相近的光斑，此时固定光源、凸透镜，再将光屏远离透镜，移动的过程中，若光屏上光斑的大小___________（选填“逐渐变大”“几乎不变”“先变小后变大”），则说明光源到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距；在准确测量焦距时，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在原位置，进行实验验证，发现暗环仍然存在。你认为暗环形成的原因是光的直线传播和光的________形成；若光源在左焦点处，光屏在右焦点处，如图所示，请算出暗环的面积_________。 【答案】 几乎不变 折射 【解析】[1]先将凸透镜和光屏的位置固定，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置，光屏上出现一个与透镜直径相近的光斑，说明此时光源正好在透镜的焦点上，从光源发出的光经透镜折射后平行于主光轴，在光屏上形成与透镜直径相近的光斑；再将光屏远离透镜，移动的过程中，光屏上光斑的大小几乎不变，因此光源到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距。 [2]透镜边缘以外的光线沿直线传播，边缘以内的光线会发生偏转，二者之间会形成一个没有光线的黑色区域，这就是暗环，因此暗环形成的原因是：透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区。 [3]若光源在左焦点处，光屏在右焦点处，如图 图中凸透镜正好相当于大三角形的中位线，那么圆环大圆的直径就是2D，半径是D，小圆的直径就是D，半径就是，那么暗环的面积为 18．（1）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； （2）请根据图中光线通过透镜前后的方向，在图中虚线框内画出适当的透镜。 【答案】 19．（1）如图甲所示，请完成光线通过透镜后的光路； （2）光通过透镜会发生折射，请将图乙中的入射光线或折射光线补画完整。 【答案】 20．按要求完成作图 （1）在如图所示的光路图中，请填入合适的透镜。 （2）如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出相应的出射光线。 【答案】 21．图中物体AB在凸透镜两倍焦距以外，请画出AB经凸透镜所成像A'B′的大致位置。 【答案】 22．同学们采用多种方法测量凸透镜的焦距。 （1）小明利用太阳光测量凸透镜焦距，如图1所示，操作最合理的是______（填字母）； 小明适当调整位置后，当在白纸上出现一个_________的光斑时，测出其焦距，此实验说明凸透镜对光有______作用； （2）小红采用与小明同样的方法，如图2，当白纸上出现一个较大的光斑，光斑到凸透镜中心的距离为，当凸透镜远离白纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距______（选填“大于”或“小于”） ； （3）小华采用图3方案，她首先将凸透镜紧贴在一张白纸上，描出与镜面等大的圆圈，然后调节白纸上圆圈的圆心和小灯泡（可看成点光源）都在凸透镜的主光轴上。为测凸透镜焦距，将灯泡由紧贴凸透镜处沿主光轴逐渐远离凸透镜，当她看到白纸上的光斑______时，说明此时小灯泡移到了该透镜的焦点处，最终就可以测出焦距了。 【答案】（1） C 最小最亮 会聚（2）小于（3）和白纸上的圆重合 【解析】（1）[1][2][3]凸透镜对光线具有会聚作用，可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点处。利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，光斑到透镜中心的距离即为焦距，所以操作最合理的是C。 （2）凸透镜对光线具有会聚作用，可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点处。若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明光斑已经从最小逐渐变大，光斑离焦点越来越远，则凸透镜的焦距小于L。 （3）把光源放在凸透镜的焦点上，光线经凸透镜折射后平行射出。为测凸透镜焦距，将灯泡由紧贴凸透镜处沿主光轴逐渐远离凸透镜，当她看到白纸上的光斑和白纸上的圆重合时，由于此时折射后的光是平行光，则此时灯泡位于凸透镜的焦点上，最终就可以测出焦距了。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$八年级暑假 第10讲 透镜 学习目标导航 1. 掌握透镜的分类以及辨别凸、凹透镜的方法 2. 学习主光轴、光心、焦点和焦距概念 3. 凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用 4. 透镜的光路图 课前预习 1、透镜的分类以及辨别凸、凹透镜的方法 （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。 ②凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。 （4）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。 2、主光轴、光心、焦点和焦距 （1）透镜光路基本概念 （2）过透镜两个球面球心的直线叫主光轴 3、凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用 （1）透镜的作用：凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜；凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。 （2）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。 （3）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）。 4、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。 （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。 （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。 知识点详解 知识点一 透镜和透镜对光的作用 由透明物质制成，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。 中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 1．凸透镜相当于多个棱镜的组合，凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜。 2．凹透镜相当于多个棱镜的组合，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又称为发散透镜。 【例1】如图四种玻璃透镜中（　　） A．只有a是凸透镜 B．只有b是凸透镜 C．只有a和b是凹透镜 D．只有d是凹透镜 【例2】小伟奶奶的老花眼镜和小伟妈妈的近视眼镜外观几乎一样，早上起床时，奶奶发现两副眼镜放在了一起，于是叫来小伟帮自己挑眼镜。小伟从物理课本中查到老花眼镜的镜片是凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜。请你用两种物理方法帮小伟挑选出奶奶的眼镜。 方法一：_______________________________________________________________________________ 方法二：_______________________________________________________________________________ 知识点二 透镜的基本概念 1．光心：透镜的中心，用“O”表示。 2．主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线，用点划线“”表示。 3．焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用“F”表示。凸透镜两侧均有焦点，且关于光心对称。 4．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，用“F”表示。凹透镜两侧均有虚焦点，且关于光心对称。 5．焦距：焦点到光心的距离，用“f ”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。 【例1】关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜可以做成近视眼镜 B．凸透镜有两个焦点 C．经过凸透镜的光一定相交于一点 D．凹透镜没有焦点，它不能使光相交于一点 【例2】在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下面，如图所示。调节纸的位置，当在纸上得到一个最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜中心的距离为10cm，这个最小光斑就是该凸透镜的 __________，该凸透镜的焦距是__________cm。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜中心的距离为l，小华推断l一定小于该凸透镜的焦距，你认为小华的推断对吗？___________（选填“对”“不对”或“无法判断”）。 知识点三 透镜的特殊光线 1．凸透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凸透镜后传播方向不变。 2．凹透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过虚焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，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。 （3）经过光心的光线经过凹透镜后传播方向不变。 【例1】透镜的三条特殊（主要）光线： （1）过光心的光线：经透镜折射后传播方向 _______________，如图所示； （2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后经过另一侧_________；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过__________________，如图所示； （3）经过或射向焦点的光线：经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 ____________；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于 ____________，如图所示。 【例2】如图所示是光线通过透镜的光路图，正确的是（　　） A． B． C．D．   【例3】如图根据光通过透镜前后的方向，判断甲透镜为 _________（选填“凸”或“凹”）透镜，乙透镜为_________（选填“凸”或“凹”）透镜 规律总结： 太阳光是平行光，当把透镜正对太阳，光屏（白纸）与凸透镜平行的置于透镜之后时，会有以下几种光斑 （1）凸透镜的光斑 ①当光屏与凸透镜之间的距离等于焦距时，有最小最亮的光斑，光斑周围由于到达的光线较少，形成了一圈暗影。 ②当光屏与凸透镜之间的距离小于焦距时，有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而减小。 ③当光屏与凸透镜之间的距离大于焦距时，也有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而增大。 （2）凹透镜的光斑 当光屏置于凹透镜后时，有较亮的环形光斑，环形中间区域由于到达的光线较少，形成暗影。光斑随光屏与凹透镜之间的距离增大而增大。 课堂作业 1．炎炎夏日，汽车停在露天停车场，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 2．如图是把一副眼镜放在太阳光下，在地面上看到的情形，由此可以判断镜片是（　　） A．凸面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 3．如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图所示，再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下，那么能使光线发散的是（　　） A．a B．b C．d D．都不行 4．我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（　　） A．这是光的反射现象 B．这是光的色散现象 C．“水晶饼”对光有会聚作用 D．“水晶饼”对光有发散作用 5．下列各组光学器件中都能对光线起发散作用的是（　　） A．凹面镜和凸透镜 B．凸面镜和凹透镜 C．凹面镜和凹透镜 D．凸面镜和凸透镜 6．取一段铁丝，绕制一个内径约为3mm左右的圆环，如图所示，将圆环在清水中浸一下，圆环上布满水膜，此时辨别水膜相当于“凸透镜”还是“凹透镜”的最可靠方法是（　　） A．用手摸 B．透过水膜看物体 C．用强光照射 D．用刻度尺测量 7．如图所示，小莉在老师指导下，观察教室里的LED日光灯，发现每个LED发光芯片上都封装了硅胶透镜。资料显示，芯片最大发光角度是（大于范围也有少量余光），光线通过透镜会聚可得到、、、、、等不同的出光角度。下图的光路显示了一些透镜对光线的作用，与LED透镜对光线的作用相同的是（　　） A．①④ B．③④ C．①③ D．①② 8．光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，关于两透镜的类型，下列说法正确的是（　　） A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．甲是凹透镜，乙是凸透镜 C．甲、乙都是凸透镜 D．甲、乙都是凹透镜 9．如图，一玻璃砖内有一凸形气泡，一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会（　　） A．仍然平行 B．会聚 C．发散 D．无法确定 10．下列关于透镜的描述，正确的是（　　） A．任何光束通过凸透镜都会变成平行光 B．任何光束通过凸透镜都会聚于一点 C．通过凹透镜的光束可能是会聚的 D．通过凹透镜的光束一定是发散的 11．报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更深的老花眼镜及妈妈的平光眼镜，如图，则小明的眼镜是图中的（　　） A． B． C． D． 12．小明利用太阳光测量凸透镜焦距，下列操作最合理的是（　　） A． B．C． D． 13．小杰同学想制作一个平行光源，你认为以下可行的做法是（　　） A．选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点上 B．选用凹透镜并把灯泡放在凹透镜的焦点上 C．选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点以内的地方 D．选用凹透镜并把灯泡放在凹透镜的焦点以内的地方 14．小星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，当纸片远离透镜时，光斑一直变大，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 15．小明将水滴滴在透明玻璃纸上，透过水滴观察报纸上的字，发现变大了，这个水滴相当于一个凸透镜如图甲所示，通过“嫦娥一号”把它带到太空中，水滴由于不受重力，会变得如图乙所示，则在太空中，该水滴透镜（　　） A．焦距不变 B．焦距会变长 C．对光线偏折能力增强 D．对光线偏折能力减弱 16．凸透镜的入射光线P，来自发光体，对应这条入射光线的折射光线可能是（　　） A．a B．b C．c D．d 17．如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，凸透镜和平面镜相距为d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点A，则此凸透镜的焦距为（　　） A．d B．d/2 C．3d/2 D．2d/3 18．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，是__________透镜。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。 19．盛有清水的封闭试管水平放置，内有一较大的空气泡，如图所示，阳光垂直照射试管，在空气泡下方的白纸上，出现一椭圆形的“阴影”，“阴影”形成的原因是____________________________，阳光透过试管的其它部分，会在白纸上形成________。 20．如图所示，凸透镜正对着太阳光，来回移动另一侧的纸片，得到最小、最亮的光斑时，纸片距离凸透镜中心10cm，则此凸透镜的焦距是______cm；接着将纸片远离凸透镜移动，纸片上的光斑______（选填“变大”、“变小”或“不变”），纸片上光斑与凸透镜的镜面大小相同时，纸片距离凸透镜的中心是______cm。 21．如图所示，两条平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于点F，若①②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离，则会聚点将__________________（选填“向右移动”、“保持原位置不变”或“向左移动”）；取一点光源放在A点处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜的过程中，纸上的光斑大小______（选填“变大”“不变”“变小”）。 22．请在图中画出两束入射光线对应的折射光线。 23．请在图中画出与入射光线对应的折射光线。 22 23 24．请在图中画出光线1对应的入射光线和光线2对应的折射光线； 25．如图所示，为凸透镜的两条折射光线，请在图中画出对应的入射光线。 24 25 26．一个大烧杯倒扣在桌面上，里边充以烟雾，用手电筒通过杯底自上而下照射，调节手电筒的聚光圈，使通过烟雾的光形成粗细均匀的柱形光束，如图甲所示。 （1）烧杯内充以烟雾，是利用了烟尘微粒对光的_______来显示光通过的路径的。 （2）烧杯底部放一个凸透镜，观察到的现象如图乙所示，说明凸透镜对光有_______作用。 （3）烧杯底部放一个凹透镜，观察到的现象如图丙所示，说明凹透镜对光有_______作用。 27．如图所示，平行光通过图中左侧虚线框（其中放置一块透镜）后，在右侧光屏上形成一个圆形光斑，该光斑的直径比透镜大。请你判断虚线框中是否是凸透镜，说出接下来的操作及判断方法。（不添加其它器材） （1）操作：将光屏__________________； （2）判断方法：__________________________________________________________________。 28．为了研究凸透镜的焦距与哪些因素有关，某小组同学选择了如图（a）所示的四个透镜（其中A、B和C、D分别是两组厚度相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。 （1）若要探究“凸透镜的焦距与透镜材料的关系”，小组应选择图（a）中________ 做实验（选填字母）。 （2）若选择A和C两个透镜还可以探究“凸透镜的焦距与 ________ 的关系”小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示。比较两次实验的现象，可以得到的初步结论是：当 ________________________________________________________ 。 （3）本实验采用的科学方法是 ______________ 。 课后练习 1．在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（　　） A． B． C． D． 2．如图，《淮南万毕术》关于冰透镜记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”。此现象中取火原理应用了（　　） A．凸透镜对光线的发散作用 B．凸透镜对光线的会聚作用 C．凹透镜对光线的会聚作用 D．凹透镜对光线的发散作用 3．如图是关于透镜的几种光路图，正确的是（　　） A． B． C． D．   4．如图所示，装香水玻璃瓶的透明瓶盖，设计有多种形状，其中阳光透过瓶盖会导致香水温度较快升高的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，一束光原来会聚于主光轴上的 b 点，在虚线框内分别放入①凹透镜②凸透镜③玻璃砖后，可能使光会聚于主光轴上 c 点的有（　　） A．①③ B．① C．② D．②③ 6．要使光线发生如图所示的偏折，可供选用的光学元件有：①平面镜；②凸透镜；③凹透镜。能达成该目标的光学元件有（　　） A．①② B．②③ C．①③ D．①②③ 7．兴趣小组在课余时间利用太阳光测量某一凸透镜的焦距f。同学们将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示。在纸上呈现一个并非最小的光斑，测得这个光斑到凸透镜的距离为l。将凸透镜向远离纸的方向移动，发现光斑先变小后变大，则下列关于l和f的关系正确的是（　　） A．l=f B．l>f C．l<f D．l≥f 8．学习了透镜的有关知识后，为了把一束从左侧射入的较宽的平行光变为较窄的平行光，小王同学找来了三只薄透镜，其中凸透镜L1的焦距是5cm， 凸透镜L2的焦距是3cm， 凹透镜L3的焦距是2cm。 小王分别设计了如图所示的四种光路，能够达到目的是（　　） A． B． C． D． 9．如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径。由图可知：有可能属于凸透镜的是图______（选填“甲”或“乙”）。 10．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，会使光线___________。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”）。 11．如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是 ______ ，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同： _________ 。 12．如图所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，将试管水平置于白纸上方，并使平行光线竖直照射到试管上。观察试管下方的白纸，发现一条与试管平行的亮线，说明试管充满水的部分相当于 ______ 透镜，对光线有 ______ 作用，将该试管平放在报纸上，透过气泡部分观察到的字是 ______ （放大/缩小）的像。 13．________于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的焦点，凸透镜的焦点有 ________ 个，焦点到凸透镜中心的距离叫 ________ ．把光源放在凸透镜的 ________ 处，通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线。 14．如图，平面镜MN垂直于凸透镜的主光轴，点光源S位于主光轴上，光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主光轴平行。已知S到透镜光心和平面镜的距离分别是10cm、4cm，则此透镜的焦距是___________cm。 15．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是_____透镜，焦距_______OP（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 16．小明想知道某块透镜的焦距，进行如图甲操作（镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸，且透镜与白纸保持平行），测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距为______cm：若某时刻白纸上的所成圆形光斑直径为透镜直径的一半，且使凸透镜稍远离白纸光斑变大，则此时透镜到白纸的距离为______cm。 17．小明测焦距时先将凸透镜和光屏的位置固定，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置，光屏上出现一个与透镜直径相近的光斑，此时固定光源、凸透镜，再将光屏远离透镜，移动的过程中，若光屏上光斑的大小___________（选填“逐渐变大”“几乎不变”“先变小后变大”），则说明光源到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距；在准确测量焦距时，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在原位置，进行实验验证，发现暗环仍然存在。你认为暗环形成的原因是光的直线传播和光的________形成；若光源在左焦点处，光屏在右焦点处，如图所示，请算出暗环的面积_________。 18．（1）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； （2）请根据图中光线通过透镜前后的方向，在图中虚线框内画出适当的透镜。 19．（1）如图甲所示，请完成光线通过透镜后的光路； （2）光通过透镜会发生折射，请将图乙中的入射光线或折射光线补画完整。 20．按要求完成作图 （1）在如图所示的光路图中，请填入合适的透镜。 （2）如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出相应的出射光线。 21．图中物体AB在凸透镜两倍焦距以外，请画出AB经凸透镜所成像A'B′的大致位置。 22．同学们采用多种方法测量凸透镜的焦距。 （1）小明利用太阳光测量凸透镜焦距，如图1所示，操作最合理的是______（填字母）； 小明适当调整位置后，当在白纸上出现一个_________的光斑时，测出其焦距，此实验说明凸透镜对光有______作用； （2）小红采用与小明同样的方法，如图2，当白纸上出现一个较大的光斑，光斑到凸透镜中心的距离为，当凸透镜远离白纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距______（选填“大于”或“小于”） ； （3）小华采用图3方案，她首先将凸透镜紧贴在一张白纸上，描出与镜面等大的圆圈，然后调节白纸上圆圈的圆心和小灯泡（可看成点光源）都在凸透镜的主光轴上。为测凸透镜焦距，将灯泡由紧贴凸透镜处沿主光轴逐渐远离凸透镜，当她看到白纸上的光斑______时，说明此时小灯泡移到了该透镜的焦点处，最终就可以测出焦距了。 23．（扬州江都第三中学2024-2025学年八年级上学期期中考试）如图所示，平行光通过图中左侧虚线框（其中放置一块透镜）后，在右侧光屏上形成一个圆形光斑，该光斑的直径比透镜大。请你判断虚线框中是否是凸透镜，说出接下来的操作及判断方法。（不添加其它器材） （1）操作：将光屏________； （2）判断方法：___________________________________________。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$