内容正文:
第五章 透镜及其应用
第1节 透镜
序号 学习任务 核心素养
1 认识凸透镜和凹透镜,了解透镜的光心、焦点、焦距 物理观念
2 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用 物理观念
3 会画凸透镜和凹透镜三条特殊光线的光路图 科学思维
4 了解透镜对光有关的现象,能够用辩证的观点看待问题,解决简单的实际问题 科学态度与责任
2
知识点一 凸透镜和凹透镜
1.透镜
把玻璃或塑料等物体磨成薄片,两个表面中至少有一个表面是球面的一部分,这类光学元件称为透镜。如果透镜的厚度远小于球面的半径,那么这种透镜就叫作薄透镜。
2.按照透镜的形状分类
(1)中间 、边缘 的透镜,叫作凸透镜,如图甲所示。
(2)中间 、边缘 的透镜,叫作凹透镜,如图乙所示。
厚
甲
乙
厚
薄
薄
3.透镜的主光轴和光心
如图所示,通过两个球面球心的直线叫作 。主光轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫作透镜的 。薄透镜的光心可以认为就在透镜的中心。
主光轴
光心
例1 下列透镜属于凹透镜的是( )。
B
A
B
C
D
知识点二 透镜对光的作用
1.如图所示,让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜,观察光通过透镜后的偏折方向。
实验表明:
凸透镜对光有 作用。因此,凸透镜又叫作 透镜。
会聚
会聚
2.如图所示,让平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜,观察光通过透镜后的偏折方向。
实验表明:
凹透镜对光有 作用。因此,凹透镜又叫作 透镜。
发散
发散
例2 下图所示的方框中各有一个透镜,图中画出了光线通过透镜后的传播方向,请在方框中填入适当的透镜。
甲
乙
丙
丁
如图所示
知识点三 焦点和焦距
1.焦点:通过实验还可以发现,凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫作凸透镜的焦点。
2.焦距: 到凸透镜 的距离叫作焦距。
凸透镜两侧各有一个焦点,两侧的两个焦距相等。跟主光轴平行的光通过凸透镜的光路如图甲所示。图中F表示焦点,f表示焦距。
根据光路可逆,入射光经过凸透镜的焦点,经凸透镜折射后将变为平行光,如图乙所示。
焦点
光心
甲
乙
例3 同种材料制成的甲、乙两个凸透镜的焦距分别为2 cm和3 cm,如下图所示。请在图上画出对应的折射光线和入射光线。
如图所示
甲
乙
甲
乙
知识点四 通过透镜的特殊光线
1.入射光线:过光心
出射光线: 。
2.入射光线:平行于主光轴
出射光线: 。
传播方向不变
过焦点
3.入射光线:过焦点
出射光线: 。
4.入射光线:过光心
出射光线: 。
平行于主光轴
传播方向不变
5.入射光线:平行于主光轴
出射光线: 。
6.入射光线:延长线通过虚焦点
出射光线: 。
平行于主光轴
折射光线的反向延长线过虚焦点
例4 请根据凸透镜和凹透镜对光的作用完成下图中光路。
如图所示
甲
乙
甲
乙
知识点一 凸透镜和凹透镜
1.如图所示,把一块玻璃分割成5块,其中 是凸透镜,
是凹透镜。
1、2、3、4
5
知识点二 透镜对光的作用
2.如图所示,一束光经过一个透镜(在框内,没画出)后会聚于主光轴上的点A,取走透镜后,光会聚于点B,则该透镜起到 (填“会聚”或“发散”)的作用,是 透镜。由此说明,能使光会聚于一点的透镜 (填“一定”或“不一定”)是凸透镜。
发散
凹
不一定
知识点三 焦点和焦距
3.如图所示,小安利用平行光照射凸透镜后交于A点,说明凸透镜对光有 作用。小安认为A点就是该透镜的焦点,他的观点 (填“正确”或“错误”),理由是
。
会聚
错误
平行于凸透镜主光轴的光经折射后会交于凸
透镜的焦点,图中平行光与凸透镜的主光轴未平行
知识点四 通过透镜的特殊光线
4.请在图中画出入射光线通过凹透镜后的折射光线。
如图所示
1.如图所示,属于凸透镜的是( )。
A.①②③ B.①②④⑤
C.①③⑤ D.②④⑥
C
①
②
③
④
⑤
⑥
2.古籍《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”关于此记载,下列说法正确的是( )。
A.“削冰令圆”是指把冰削成凹透镜
B.“举以向日”是指冰透镜正对太阳光
C.“以艾承其影”中的“影”是指冰透镜的影子
D.“则火生”是因为冰透镜能反射太阳光
B
3.关于透镜,下列说法正确的是( )。
A.凸透镜对光有会聚作用,因此通过凸透镜的光都一定会聚在焦点上
B.凸透镜有一个焦点,凹透镜有两个焦点
C.不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光方向不改变
D.经凹透镜折射的光线,一定是发散光线
C
4.(传统文化)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
C
5.某球形玻璃太阳能发电装置如图所示。球形玻璃能会聚太阳光,它相当于一个 (填“凸”或“凹”)透镜。
6.把甲、乙两个透镜分别正对太阳光,在光屏上出现了如图所示的光斑,则甲为 透镜,乙为 透镜。
凸
凹
第5题图
第6题图
凸
7.有一种手电筒上所用的聚光灯泡如图所示,其前端相当于一个玻璃制的凸透镜,为了使灯丝发出的光经凸透镜后变成平行光,应把灯丝放在凸透镜的 处。
焦点
8.请将图甲、乙中的光路补充完整。
甲
乙
如图所示
甲
乙
9.下图是一架老式照相机的内部结构简图,取景时,来自景物的光线经过凸透镜后,再由平面镜AB反射进入人眼。请在图中画出取景时平行于主光轴的光线a射入人眼的光路。
如图所示
10.如图所示,装有水的圆柱形试管内留有一个稍大的气泡,将试管水平放在白纸上方,让太阳光竖直照射到试管上,会发现白纸上与气泡相对应的位置上有一个椭圆,而其它部分是一条与试管平行的亮线。下列分析错误的是( )。
A.该现象是因为光的折射
B.试管中充满水的部分相当于凸透镜
C.白纸上椭圆部分比周围亮
D.把白纸从贴近试管位置向下移动到较远处过程中,亮线先变细后变粗
C
11.在测量凸透镜的焦距时,小明将凸透镜正对着太阳光,再把一张白纸放在它的下方,测得光斑到凸透镜的距离为20 cm,凸透镜远离白纸的过程中光斑一直变大,则凸透镜的焦距可能是( )。
A.15 cm B.22 cm
C.25 cm D.30 cm
A
12.如图所示,取一个烧杯,里面充以烟雾,倒扣在桌面上,在杯底放一个凸透镜或凹透镜,用手电筒射出一束平行光束,垂直照射透镜。烧杯中充以烟雾是为了 。由实验现象可得出的实验结论是:凸透镜对光有 作用;凹透镜对光有 作用。
显示光路
会聚
发散
13.如图所示,物体MN放在凸透镜前,凸透镜光心在“0”刻度线处,来自M点的光线a平行于主光轴。
(1)凸透镜的焦距为 cm。
(2)要使光线a通过凸透镜后经过K点,应使凸透镜沿主光轴水平向 (填“左”或“右”)平移。
3.0
右
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