5.1 透镜 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册人教版物理

5.1 透镜 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册人教版物理 知识与方法 一、透镜的分类与基本概念 透镜定义 至少有一个外表面是球面的一部分，由透明材料制成的光学元件。 透镜类型 凸透镜：中间厚、边缘薄，对光线有会聚作用（如放大镜、老花镜）。 凹透镜：中间薄、边缘厚，对光线有发散作用（如近视眼镜）。 辨析方法： ① 触摸法：中间厚为凸透镜，边缘厚为凹透镜； ② 透光法：会聚光线的是凸透镜，发散光线的是凹透镜。 核心概念 主光轴：通过透镜两个球面球心的直线，用点划线表示。 光心（O）：主光轴上的特殊点，光线通过时光路不变。 焦点（F）： 凸透镜：平行于主光轴的光线会聚于实焦点； 凹透镜：平行光线的反向延长线交于虚焦点。 焦距（f）：焦点到光心的距离，凸透镜焦距为正值，凹透镜焦距为负值。 二、透镜对光的作用 凸透镜 对所有光线有会聚作用，折射光线向主光轴偏折。 会聚作用理解：光线经透镜后更靠近主光轴，并非必须交于一点。 凹透镜 对所有光线有发散作用，折射光线偏离主光轴。 发散作用理解：光线经透镜后更远离主光轴，反向延长线交于虚焦点。 三条特殊光线 凸透镜： ① 过光心的光线传播方向不变； ② 平行于主光轴的光线折射后过焦点； ③ 过焦点的光线折射后平行于主光轴。 凹透镜： ① 过光心的光线传播方向不变； ② 平行于主光轴的光线折射后反向延长线过虚焦点； ③ 延长线过异侧虚焦点的光线折射后平行于主光轴。 三、实验：测量凸透镜焦距 平行光聚焦法 步骤： ① 将凸透镜正对太阳光，另一侧放白纸； ② 移动白纸至光斑最小最亮，测量光斑到透镜光心的距离即为焦距 f。 自准法 原理：当物体位于凸透镜焦点时，折射光线平行于主光轴。 步骤： ① 在光具座上固定物屏和平面镜，移动凸透镜至光屏上成清晰倒立等大实像； ② 此时物距等于焦距 f。 位移法（共轭法） 条件：物屏与像屏间距 \(L > 4f\)。 步骤： ① 移动凸透镜，在光屏上先后成放大和缩小的实像； ② 两次凸透镜位置间距 d，焦距 \(f = \frac{L^2 - d^2}{4L}\)。 四、生活应用与易错点 典型应用 照相机：利用 u > 2f 成缩小实像，调焦环调节像距。 投影仪：利用 f < u < 2f 成放大实像，平面镜改变光路方向。 放大镜：利用 u < f 成放大虚像，物距增大时像变大。 实像与虚像区别 实像：由实际光线会聚而成，能用光屏承接，倒立（如照相机、投影仪）； 虚像：由折射光线反向延长线相交而成，不能用光屏承接，正立（如放大镜、凹透镜成像）。 易错点 误认为 “会聚作用 = 光线交于一点”，实际是光线向主光轴偏折； 混淆凹透镜成像规律，牢记其始终成缩小虚像； 实验中需调节烛焰、透镜、光屏中心在同一高度，避免像偏出光屏。 五、典型例题与方法 光路作图 已知入射光线画折射光线时，优先利用三条特殊光线； 若光线会聚则填凸透镜，发散则填凹透镜。 焦距计算 专题练习 一、单项选择题 1．下列是四个透镜实物图，属于凹透镜的是（　　） A． B． C． D． 2．隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼睛的运动而运动，目前使用的软质隐形眼镜是由甲醛丙烯酸羟乙酯(HEMA)制成，中心厚度只有 0.05 mm.近视眼患者戴的 HEMA超薄镜片的边缘厚度(　　) A．小于0.05mm B．等于0.05mm C．大于0.05mm D．任意值 3．在2000多年前，我国古人已能“照冰取火”，它们用冰磨成一种冰镜，使太阳光透过它能点燃柴草取火，这种冰镜应为（　　） A．平面镜 B．凹透镜 C．凸透镜 D．凹面镜 4． 烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，否则阳光经过小水珠后会聚到一点，使该点位置上的物体温度升高可能导致火灾。其中小水珠的作用相当于（　　） A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．潜望镜 5．如图所示，位于凸透镜主光轴上某发光点P发出红、黄、绿三种颜色的复色光，当用与主光轴相垂直的毛玻璃屏从透镜附近沿主光轴方向向远离透镜方向移动时，在屏上将依次看到（　　） A．红、黄、绿亮点 B．红、绿、黄亮点 C．黄、红、绿亮点 D．绿、黄、红亮点 6． 物体放在凸透镜前16厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像；改变物体位置，当光屏放在距凸透镜12厘米处时，光屏上成一个倒立缩小的像。凸透镜的焦距可能是（　　） A．20厘米 B．15厘米 C．10厘米 D．7厘米 7．如下图所示，N是一个水平放置的长方形暗盒，盒内有水平向右的平行光，P为暗盒右侧平面上的一个圆孔，M是一个与暗盒右侧平面平行的、相间一定距离的光屏，若用一个外径与圆孔P相同的光学器件嵌入其中，发现在光屏M上呈现出一个比圆孔P大的圆形光斑，则嵌入圆孔P的光学器件（　　） A．一定是凹透镜 B．一定是凸透镜 C．可能是凸透镜或凹透镜 D．可能是厚平板玻璃 8．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 二、填空题 9．香水的主要成分是易燃酒精。如图所示为两瓶香水，透明玻璃瓶盖形状各异，容易在阳光下引发火灾的是　 　（选填“a”或“b”） ，原因是这类透镜对光线具有　 　（选填“会聚”或“发散”）作用。 10．如图所示，小华让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸距透镜约 4 cm时，纸上的光斑变得最小、最亮，如图中A点，则透镜的光心是　 　点，透镜的焦点是　 　点，透镜的焦距约是　 　，在　 　点处可引燃火柴. 11．小明在家不小心打碎了一只透明玻璃酒瓶，在清扫碎片时，小明发现玻璃底的形状如图所示，这个瓶底相当于一个　 　透镜，你做出这样判断的依据是　 　。 12．汽车头里面有一个　 　，所以汽车的头灯的光能照射很远，汽车后视镜是　 　，小明家里的防盗门的“猫眼”是　 　（选填“凹透镜”“凹面镜”或“凸面镜”） 13．如图是常用体温计横截面，其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当于　 　镜，体温计的制作原理是利用水银的 　 　的性质制作。 三、实验探究题 14．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，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，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，凸透镜的焦距越　 　； （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”。 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】 A、透镜中间比边缘厚是凸透镜，故A不符合题意。 B、透镜中间比边缘厚是凸透镜，故B不符合题意。 C、透镜中间比边缘薄是凹透镜，故C符合题意。 D、透镜中间比边缘厚是凸透镜，故D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】 根据凸透镜和凹透镜定义进行判断。中间比边缘厚的透镜是凸透镜，中间比边缘薄的透镜是凹透镜。 2．【答案】C 【解析】【解答】 近视眼患者戴的是凹透镜，凹透镜的四周的厚度要比中间的厚度厚，故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.05mm。 故选C。 【分析】近视眼用凹透镜来矫正，凹透镜是中间薄，四周厚的透镜。 3．【答案】C 【解析】【分析】辨别凸透镜和凹透镜可以从形状上判断；也可以从对于光线是会聚还是发散来判断． 【解答】透明冰块磨制成一个光学器件，光线可以透过，则AD不符合题意； 可以取火是因为这个光学透镜可以使光线会聚，凸透镜又叫会聚透镜可以使光线会聚，故C符合题意； 凹透镜是发散透镜，故B不符合题意； 故选C． 4．【答案】B 【解析】【解答】A. B.凹透镜对光线有发散作用，由题意可知，阳光经过小水珠后会聚到一点， 对光线有会聚作用的是凸透镜，故A错误，B正确； C. D.潜望镜利用了平面镜两次反射，而平面镜可以把射向平面镜的光线反射向其他方向，对光线没有会聚作用，故C、D错误。 故选项为：A。 【分析】（1）凹透镜对光线有发散作用，凸透镜能把平行于主光轴的光线会聚于主光轴上一点叫做焦点； （2）潜望镜利用了两个平面镜进行两次反射使潜水艇内人员可以看清水面上的情况，而平面镜对光线有反射作用，不能会聚光线。 5．【答案】D 【解析】【解答】同一个凸透镜，不同颜色的光波长不同，凸透镜对其折射率不同，绿、黄、红光的波长依次增大，折射率依此减小，即绿光的焦距最小，红光的焦距最大，所以在屏上将依次看到绿、黄、红亮点，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【分析】 根据不同颜色的光波长不同，凸透镜对其折射程度不同。绿黄红波长依此增大，折射程度依此减小可作出选择。 6．【答案】C 【解析】【解答】物距u=16cm时，凸透镜成倒立放大的像，符合f<16cm<2f，则8cm<f<16cm，当光屏在12cm处，成倒立缩小的实像，此时f<12cm<2f，解得6cm<f<12cm，综合分析，焦距范围为8cm<f<12cm，C符合题意。 故答案为：C. 【分析】根据凸透镜成像时，物距和像距范围，计算焦距的取值范围。 7．【答案】C 【解析】【解答】凸透镜对光线有会聚作用，若M在焦点外，平行光线会聚在焦点继续传播，M离焦点越远，则光斑越大，所以可能是凸透镜，此时M在焦点外某一距离处，A不符合题意；由题意知，光线经过光学元件后形成了比圆孔P大的圆形光斑，可能是光学器件对光线有发散作用，则可能是凹透镜，B不符合题意；光透过厚平板玻璃后，仍平行射出，光斑的大小不变，所以D不符合题意． 故答案为：C. 【分析】当光线平行于凸透镜的主光轴，折射光线越远，光斑面积越大；凹透镜对光有发散作用，光斑面积变大。 8．【答案】D 【解析】【解答】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 ，ABC不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】平面镜成像中，像距等于物距；凸透镜的焦距为焦点距透镜的距离。 9．【答案】a；会聚 【解析】【解答】图中，a透镜中间厚、边缘薄，是凸透镜，对光有会聚作用，在阳光下，凸透镜的焦点处温度最高，容易引发火灾，b透镜中间薄、边缘厚，是凹透镜，对光线具有发散作用，不容易引发火灾。 【分析】凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 10．【答案】O；A；4cm；A 【解析】【解答】透镜的光心指薄透镜的中心，即图中的O点； 让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸距透镜约 4 cm时，纸上的光斑变得最小、最亮，如图中A点就是透镜的焦点； 焦点到透镜光心的距离称为焦距，故该透镜的焦距约为4cm； 凸透镜对光有会聚作用，焦点A处温度高，在此处放上火柴，可引燃火柴。 【分析】光心：薄透镜的中心； 平行于主光轴的光线会会聚于一点，该点为凸透镜的焦点； 焦距：焦点到凸透镜光心的距离。 11．【答案】凸；玻璃瓶底中间厚，边缘薄 【解析】【解答】玻璃瓶底的中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜。 【分析】中间厚边缘薄的透镜叫做凸透镜，对光有会聚作用； 12．【答案】凹面镜；凸面镜；凹透镜 【解析】【解答】凹面镜对光有会聚作用，汽车车灯在凹面镜的焦点处，根据光路可逆性，汽车头灯的光照射到前方； 汽车的观后镜是凸面镜，凸面镜对光线有发散的作用，能扩大人的视野。 防盗门上的“猫眼”是凹透镜，透过凹透镜看到正立缩小的像。 【分析】凹面镜对光有会聚作用，凸面镜对光有发散作用；凹透镜可以成正立缩小的虚像。 13．【答案】凸透镜；热胀冷缩 【解析】【解答】圆弧形玻璃相当于凸透镜，体温计的制作原理为液体的热胀冷缩 综上第1空为凸透镜；第2空为热胀冷缩 【分析】根据温度计的原理及使用方法、透镜成像规律填空 1、温度计的原理及使用方法：温度计的之作用原理为热胀冷缩，读数时，需确定分度值，视线平行液柱所对应的刻度线。 2、透镜成像规律：圆弧形玻璃相当于凸透镜，物体距透镜小于一倍焦距，呈正立放大的虚像 14．【答案】（1）A、C；小 （2）材料 【解析】【解答】(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，所以应选A. C；由图2可知，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越短。(2)由图1可知，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。 故 (1). A和C (2). 小 (3). 透镜材料 【分析】本题是一道实验探究题，应用了控制变量法（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、B两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，而材料不同，因此可以用它们探究：凸透镜的焦距大小与材料的关系） 学科网（北京）股份有限公司 $$