二、透镜（举一反三讲义）物理苏科版2024八年级上册

二、透镜 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：透镜的种类与辨别 2 知识点2：主光轴、光心、焦点和焦距 4 知识点3：透镜对光的作用 6 【方法技巧】 8 方法技巧1 透镜的作图规则 8 【巩固训练】 8 【学习目标】 1．认识凸透镜（中间厚、边缘薄）和凹透镜（中间薄、边缘厚），能区分两种透镜的外形特点。 2．知道凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，能判断简单的光线经过透镜后的传播方向。 3．记住凸透镜成像的基本规律（如物距大于 2 倍焦距时成倒立缩小实像），并能联系生活应用（如照相 机、放大镜）。 重点： 1．区分凸透镜和凹透镜，明确两种透镜对光线的作用（会聚 vs 发散）。 2．掌握凸透镜成像的核心规律，能对应物距与像的性质（正倒、大小、虚实）。 难点： 1．理解 “会聚”“发散” 的真正含义，避免误以为凸透镜所有情况下都让光线交汇一点。 2．灵活运用凸透镜成像规律，解释生活中透镜的应用（如投影仪、近视眼镜），并判断像的变化。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：透镜的种类与辨别 1、透镜的原理：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）。 凸透镜、凹透镜的区别 区分凸透镜、凹透镜时，我们不能单纯地去看透镜的面是向外凸的还是向里凹的，而是应该从透镜中间和边缘的厚薄去进行比较。 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。 透镜的辨析方法点拨 （1）辨别凸透镜与凹透镜有好多方法，哪种方法好，要视具体情况而定。例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且精密光学仪器是不允许直接用手去摸的）；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法也不同。总之，一种好方法，应该简便、易行、有效。它是随场合变化而变化的，不宜一概而论。 （2）当你想要判别两件事物的相同和不同之处时，就需要用比较与对比的方法。比较就是找出事物的相似性，即共同特征。对比是找出事物的不同点。用这种方法来分析事物，能帮助你发现一些平时容易忽略的细节。 【典例1】光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，则关于两透镜的类型，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 【典例2】如图所示的透镜中属于凹透镜的是 。 【变式1】如图所示透镜中，均为凹透镜的一组是（　　） A． B． C． D． 【变式2】透镜是利用光的 规律制成的用不同的透镜靠近物体进行观察，现象如图所示，则甲图中的透镜是 ，乙图中的透镜是 。 【变式3】将盛有清水的封闭试管水平放置，内有一个较大的空气泡，如图所示。阳光垂直照射试管，在空气泡下方的白纸上，出现一个椭圆形的“阴影”。“阴影”形成的原因是空气泡下方的水相当于一个 镜，若将试管远离白纸，“阴影”会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 知识点2：主光轴、光心、焦点和焦距 1、透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图 （1）主光轴：透镜一般多是由两个以上的凸凹圆形透明体组成，每个透明体均有两个曲率半径和两个球心，连接两个球面的中心就是主光轴，通俗的说法是：通过透镜两侧球心的直线，叫做主光轴，简称主轴。 （2）光心：每个透镜主轴上都有一个特殊点：凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫光心。 （3）焦距：焦点到光心的距离。 （4）焦点：实验表明，凸透镜能使平行于主光轴的光汇聚在一点，这个点叫焦点。 2、透镜的主光轴与光心：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、透镜的焦点：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 4、透镜的焦距：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。 5、物距：物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。像到光心的距离叫像距，用“v”表示。 【例3】如图所示虚线方框内各放置一个透镜，发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示，若甲、乙透镜的焦距分别为f甲、f乙，且S点距甲、乙两透镜的距离相等，下列说法正确的是（　　） A．甲为凹透镜，乙为凸透镜 B．甲为凸透镜，乙为凹透镜 C．f甲大于f乙 D．甲透镜的折光能力比乙透镜的强 【例4】我国古人用冰凸透镜向日取火，是利用了凸透镜对光的 作用，在取火时把取火物放在凸透镜的 处更容易点燃。 【变式1】关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是（　　） A．凸透镜有两个实焦点 B．凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距 C．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点 D．把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴 【变式2】晴朗的夏日，向花草洒水，常会把花叶烧焦。这是因为喷洒在花叶上的水有时会形成水珠，相当于液体 镜，对太阳光有 （填“会聚”或“发散”）作用，如果叶片恰好在它的 上，这一点温度很高，将把组织细胞烧死，从而出现焦叶。 【变式3】透镜基本概念：（1）主光轴：过透镜两个球面球心的直线； （2）光心：通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。 （3）焦点： 于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点。 （4）焦距：焦点到 的距离焦距用“f”表示。 知识点3：透镜对光的作用 1、凸透镜对光的作用：凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜。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。 正确理解凸透镜对光的作用 凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主轴了。 2、凹透镜对光的作用：凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。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）。 正确理解凹透镜对光的作用 凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主轴了。 3、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 透镜的凹凸程度与焦距、折射能力之间的关系 （1）同一材料制成的凸透镜，表面越凸，焦距越短，会聚能力越强。 （2）同种材料制成的凹透镜，表面越凹，焦距越短，发散能力越强。 【典例5】炎炎夏日，社区为人们提供露天电影增添纳凉乐趣。投影仪的镜头是一个凸透镜，对光有 作用；人们能从不同方向看到电影画面是因为光在屏幕表面发生了 反射。 【典例6】完成图中透镜的光路图。 【变式1】截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示，则这个玻璃体可以看作 镜，对图示光束具有 作用。 【变式2】画出光线经过凸透镜后的折射光线。 【变式3】完成光路图。 【方法技巧】 方法技巧1 透镜的作图规则 1、作图核心步骤 （1）先画透镜与主光轴：用中间厚边缘薄的符号表示凸透镜，中间薄边缘厚的符号表示凹透镜；画水平直线作为主光轴，穿过透镜中心（光心），两者垂直相交。 （2）认准三条特殊光线：作图优先用 “三条特殊光线”，无需复杂计算，直接确定光线传播方向。 2、关键注意事项 （1）线的虚实要分明：实际入射光线、折射光线用实线（带箭头）；凹透镜的虚焦点、光线的反向延长线用虚线（不带箭头）。 （2）焦点位置别标错：凸透镜有实焦点（两侧各一个，用 “F” 标注），凹透镜有虚焦点（两侧各一个，用 “F” 加虚线标注），避免混淆。 （3）箭头方向要正确：始终沿光的传播方向画箭头，从入射端指向折射端，不能颠倒。 【巩固训练】 1．五千年的华夏文明，创造了无数的诗词，我们在欣赏这些诗词时，不仅要挖掘其思想内涵，还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律。下列说法正确的是（　　） A．“举杯邀明月，对影成三人”中的“明月”是光源 B．“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”中“乡音无改”指音调不变 C．“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”，这由于凹透镜能会聚光 D．“路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人”中“鱼惊”说明声音可以在水中传播 2．小明想制作一个平行光源，他应该把正在发光的灯泡放在（    ） A．凸透镜的焦点上 B．凹透镜的焦点上 C．凸透镜的一倍焦距以内 D．凸透镜的一倍焦距以外 3．关于光现象，下列说法正确的是（    ） A．凸透镜只对平行光线有会聚作用 B．汽车的后视镜是凹面镜，司机可以从镜中观察到汽车后较大范围 C．黑板面反光是由于光发生漫反射造成的 D．日食的形成是由于月球挡住了太阳射向地球的光 4．下列光学作图正确的是（  ） A．光的反射 B．平面镜成像 C．凸透镜对光线的作用 D．凹透镜对光线的作用 5．下列光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 6．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，由图可知，下列说法正确的是（　　） A．透镜是凸透镜，距离OP小于焦距 B．透镜是凸透镜，距离OP大于焦距 C．透镜是凹透镜，距离OP小于焦距 D．透镜是凹透镜，距离OQ大于焦距 7．要使光线发生如图所示的偏折，则可使用的光学元件是（　　） A．一定是平面镜 B．一定是凸透镜 C．一定是凹透镜 D．三者均有可能 8．如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（　　） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜强 C．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 D．甲图可以用于近视眼矫正，乙图可以用于远视眼矫正 9．一块矩形玻璃砖，切割成图中形状后拉开一段距离，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 10．如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为 （会聚/发散）光束。乙图中，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 作用（填“会聚”或“发散”）。 11．如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中表示光线通过凸透镜的是 ；凹透镜的是 。 a．b． c．d． 12．如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为 （会聚/发散）光束。乙图中，分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，将会发现 （红/紫）光对凸透镜的焦距小。 13．据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”古人利用凸透镜向日取火，说明凸透镜对光线有 作用；下图中，凸透镜的焦距为 。 14．将图中的光路图补充完整。 15．如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，从光源S发出的一条光线经水面反射后射向凸透镜，经凸透镜折射后与主光轴平行。 （1）画出S在水中所成的像S＇； （2）将该条光线的光路补充完整； （3）标出凸透镜左侧的焦点F。 16．按要求完成下列作图； (1)如图1所示，已知一条入射光线过凸透镜的光心O，一条经过凸透镜折射后的光线与主光轴平行，请分别画出它们对应的折射光线和入射光线。 (2)请在图2中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 二、透镜 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：透镜的种类与辨别 2 知识点2：主光轴、光心、焦点和焦距 5 知识点3：透镜对光的作用 8 【方法技巧】 11 方法技巧1 透镜的作图规则 11 【巩固训练】 12 【学习目标】 1．认识凸透镜（中间厚、边缘薄）和凹透镜（中间薄、边缘厚），能区分两种透镜的外形特点。 2．知道凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，能判断简单的光线经过透镜后的传播方向。 3．记住凸透镜成像的基本规律（如物距大于 2 倍焦距时成倒立缩小实像），并能联系生活应用（如照相 机、放大镜）。 重点： 1．区分凸透镜和凹透镜，明确两种透镜对光线的作用（会聚 vs 发散）。 2．掌握凸透镜成像的核心规律，能对应物距与像的性质（正倒、大小、虚实）。 难点： 1．理解 “会聚”“发散” 的真正含义，避免误以为凸透镜所有情况下都让光线交汇一点。 2．灵活运用凸透镜成像规律，解释生活中透镜的应用（如投影仪、近视眼镜），并判断像的变化。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：透镜的种类与辨别 1、透镜的原理：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）。 凸透镜、凹透镜的区别 区分凸透镜、凹透镜时，我们不能单纯地去看透镜的面是向外凸的还是向里凹的，而是应该从透镜中间和边缘的厚薄去进行比较。 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。 透镜的辨析方法点拨 （1）辨别凸透镜与凹透镜有好多方法，哪种方法好，要视具体情况而定。例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且精密光学仪器是不允许直接用手去摸的）；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法也不同。总之，一种好方法，应该简便、易行、有效。它是随场合变化而变化的，不宜一概而论。 （2）当你想要判别两件事物的相同和不同之处时，就需要用比较与对比的方法。比较就是找出事物的相似性，即共同特征。对比是找出事物的不同点。用这种方法来分析事物，能帮助你发现一些平时容易忽略的细节。 【典例1】光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，则关于两透镜的类型，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 【详解】由下图可知，光通过甲透镜后折射光线偏向主光轴，说明该透镜对光线有会聚作用，所以甲为凸透镜；而光线经过乙透镜后折射光线推迟会聚了，即该透镜对光线有发散作用，所以乙应为凹透镜，故A正确，BCD错误。 故选A。 【典例2】如图所示的透镜中属于凹透镜的是 。 【答案】乙和丙 【详解】中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜，所以属于凹透镜的是乙和丙。 【变式1】如图所示透镜中，均为凹透镜的一组是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜；凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜； A．两个透镜均为凹透镜，故A符合题意； BD．一个透镜为凸透镜，一个透镜为凹透镜，故BD不符合题意； C．两个透镜均为凸透镜，故C不符合题意。 故选A。 【变式2】透镜是利用光的 规律制成的用不同的透镜靠近物体进行观察，现象如图所示，则甲图中的透镜是 ，乙图中的透镜是 。 【答案】 折射 凸透镜 凹透镜 【详解】[1]透镜是利用光的折射规律制成的。 [2][3]用不同的透镜靠近物体进行观察，现象如图所示，则甲图中的透镜起到放大镜的作用，是凸透镜。乙图中的透镜让物体成缩小的虚像，是凹透镜。 【变式3】将盛有清水的封闭试管水平放置，内有一个较大的空气泡，如图所示。阳光垂直照射试管，在空气泡下方的白纸上，出现一个椭圆形的“阴影”。“阴影”形成的原因是空气泡下方的水相当于一个 镜，若将试管远离白纸，“阴影”会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 凹透 变大 【详解】[1][2]因为气泡处的水是两边高，中间低，相当于凹透镜，且凹透镜对光线有发散作用，把光线分散了，所以比别处暗，产生阴影；若将试管远离白纸，光线会更发散一些，所以“阴影”会变大。 知识点2：主光轴、光心、焦点和焦距 1、透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图 （1）主光轴：透镜一般多是由两个以上的凸凹圆形透明体组成，每个透明体均有两个曲率半径和两个球心，连接两个球面的中心就是主光轴，通俗的说法是：通过透镜两侧球心的直线，叫做主光轴，简称主轴。 （2）光心：每个透镜主轴上都有一个特殊点：凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫光心。 （3）焦距：焦点到光心的距离。 （4）焦点：实验表明，凸透镜能使平行于主光轴的光汇聚在一点，这个点叫焦点。 2、透镜的主光轴与光心：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、透镜的焦点：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 4、透镜的焦距：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。 5、物距：物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。像到光心的距离叫像距，用“v”表示。 【例3】如图所示虚线方框内各放置一个透镜，发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示，若甲、乙透镜的焦距分别为f甲、f乙，且S点距甲、乙两透镜的距离相等，下列说法正确的是（　　） A．甲为凹透镜，乙为凸透镜 B．甲为凸透镜，乙为凹透镜 C．f甲大于f乙 D．甲透镜的折光能力比乙透镜的强 【答案】C 【详解】AB．发光点S发出的两束光通过甲、乙透镜后折射光线变得会聚了，因此甲、乙都应是凸透镜，故AB错误； CD．凸透镜对光线的折射能力在于它的焦距的大小，焦距越小的折射能力越强，反之，折射能力越强焦距越小，由图可知，乙透镜的折射能力较强，所以乙透镜的焦距较小，即f甲大于f乙，故C正确，D错误。 故选C。 【例4】我国古人用冰凸透镜向日取火，是利用了凸透镜对光的 作用，在取火时把取火物放在凸透镜的 处更容易点燃。 【答案】 会聚 焦点 【详解】[1][2]凸透镜对光线有会聚作用，太阳光可视为平行光，平行光通过凸透镜，光线会聚在焦点处，故在取火时把取火物放在凸透镜的焦点处更容易点燃。 【变式1】关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是（　　） A．凸透镜有两个实焦点 B．凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距 C．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点 D．把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴 【答案】B 【详解】AC．平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于一点，这个点是实际光线会聚而成，因此是实焦点，凸透镜左右两侧各有一个实焦点。故AC正确，AC不符合题意； B．凸透镜中心到焦点的距离称为焦距。故B错误，B符合题意； D．平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于焦点处，根据光路是可逆的，若把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴。故D正确，D不符合题意。 故选B。 【变式2】晴朗的夏日，向花草洒水，常会把花叶烧焦。这是因为喷洒在花叶上的水有时会形成水珠，相当于液体 镜，对太阳光有 （填“会聚”或“发散”）作用，如果叶片恰好在它的 上，这一点温度很高，将把组织细胞烧死，从而出现焦叶。 【答案】 凸透 会聚 焦点 【详解】[1][2]水珠中间厚边缘薄，相当于凸透镜，对光线具有会聚作用。 [3]太阳光相当于平行光，平行光经过透镜会会聚于焦点，这一点的温度很高，将把组织细胞烧死，从而出现焦叶。 【变式3】透镜基本概念：（1）主光轴：过透镜两个球面球心的直线； （2）光心：通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。 （3）焦点： 于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点。 （4）焦距：焦点到 的距离焦距用“f”表示。 【答案】 平行 光心 【详解】（3）[1]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，这个点叫焦点，一个凸透镜有两个焦点。 （4）[2]焦点到透镜光心的距离叫做焦距，用字母f表示。 知识点3：透镜对光的作用 1、凸透镜对光的作用：凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜。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。 正确理解凸透镜对光的作用 凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主轴了。 2、凹透镜对光的作用：凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。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）。 正确理解凹透镜对光的作用 凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主轴了。 3、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 透镜的凹凸程度与焦距、折射能力之间的关系 （1）同一材料制成的凸透镜，表面越凸，焦距越短，会聚能力越强。 （2）同种材料制成的凹透镜，表面越凹，焦距越短，发散能力越强。 【典例5】炎炎夏日，社区为人们提供露天电影增添纳凉乐趣。投影仪的镜头是一个凸透镜，对光有 作用；人们能从不同方向看到电影画面是因为光在屏幕表面发生了 反射。 【答案】 会聚 漫 【详解】[1]投影仪的镜头是一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。 [2]坐在各个位置的人都能看到屏幕画面，说明反射光线射向四面八方，即光在屏幕上发生了漫反射。 【典例6】完成图中透镜的光路图。 【答案】； 【详解】指向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；光线经凹透镜折射后平行于主光轴，则其对应的入射光线的延长线过另一侧焦点，作图如下： 过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；过光心的光线通过凸透镜折射后传播方向不变，作图如下： 【变式1】截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示，则这个玻璃体可以看作 镜，对图示光束具有 作用。 【答案】 凹透 发散 【详解】[1][2]玻璃体被中空（中间是空气）分成了两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，都是凹透镜，对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃体后，会变得发散。 【变式2】画出光线经过凸透镜后的折射光线。 【答案】 【详解】根据凸透镜特殊光线的传播路径，入射光线经过透镜的光心后传播方向不变，沿直线传播；经过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，如图所示 【变式3】完成光路图。 【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；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示： 【方法技巧】 方法技巧1 透镜的作图规则 1、作图核心步骤 （1）先画透镜与主光轴：用中间厚边缘薄的符号表示凸透镜，中间薄边缘厚的符号表示凹透镜；画水平直线作为主光轴，穿过透镜中心（光心），两者垂直相交。 （2）认准三条特殊光线：作图优先用 “三条特殊光线”，无需复杂计算，直接确定光线传播方向。 2、关键注意事项 （1）线的虚实要分明：实际入射光线、折射光线用实线（带箭头）；凹透镜的虚焦点、光线的反向延长线用虚线（不带箭头）。 （2）焦点位置别标错：凸透镜有实焦点（两侧各一个，用 “F” 标注），凹透镜有虚焦点（两侧各一个，用 “F” 加虚线标注），避免混淆。 （3）箭头方向要正确：始终沿光的传播方向画箭头，从入射端指向折射端，不能颠倒。 【巩固训练】 1．五千年的华夏文明，创造了无数的诗词，我们在欣赏这些诗词时，不仅要挖掘其思想内涵，还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律。下列说法正确的是（　　） A．“举杯邀明月，对影成三人”中的“明月”是光源 B．“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”中“乡音无改”指音调不变 C．“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”，这由于凹透镜能会聚光 D．“路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人”中“鱼惊”说明声音可以在水中传播 【答案】D 【详解】A．“明月”自身不能发光，不是光源，故A错误； B．音色反映了声音的品质和特色，诗句中“乡音无改”指音色不变，故B错误； C．把冰制成凸透镜，让其正对着太阳光，因凸透镜对光线有会聚作用，所以会在冰透镜下面放上易燃物体，即可取火，故C错误； D．声音的传播需要介质，“鱼惊”说明声音可以在水中传播，故D正确。 故选D。 2．小明想制作一个平行光源，他应该把正在发光的灯泡放在（    ） A．凸透镜的焦点上 B．凹透镜的焦点上 C．凸透镜的一倍焦距以内 D．凸透镜的一倍焦距以外 【答案】A 【详解】ACD．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，CD不符合题意； B．由凹透镜三条特殊光线可知，把灯泡放在凹透镜的焦点上得不到平行光线，故B不符合题意。 故选A。 3．关于光现象，下列说法正确的是（    ） A．凸透镜只对平行光线有会聚作用 B．汽车的后视镜是凹面镜，司机可以从镜中观察到汽车后较大范围 C．黑板面反光是由于光发生漫反射造成的 D．日食的形成是由于月球挡住了太阳射向地球的光 【答案】D 【详解】A．凸透镜又称会聚透镜，对任何光线都有会聚作用，故A错误； B．汽车的后视镜是凸面镜，对光有发散作用，可扩大司机观察后方的视野范围，故B错误； C．黑板面反光是黑板表面太光滑，光射到其表面时发生了镜面反射，故C错误； D．日食的形成是由光的直线传播形成的，当月球运行到地球和太阳之间，且三者恰好在一条直线上时，月球就会挡住太阳射向地球的光而形成日食，故D正确。 故选D。 4．下列光学作图正确的是（  ） A．光的反射 B．平面镜成像 C．凸透镜对光线的作用 D．凹透镜对光线的作用 【答案】C 【详解】A．图中反射光线的方向错误，故A错误； B．平面镜成像现象中，像与物体关于镜面对称，故B错误； C．平行于主光轴的光经凸透镜折射后将过焦点，由于光路可逆，图中过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后将会平行于主光轴传播出去，故C正确； D．凹透镜对光有发散作用，平行于主光轴的光经凹透镜折射后，折射光的延长线过焦点，而不是折射光直接过焦点，故D错误。 故选C。 5．下列光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．光从水中斜射到空气时要发生折射，故A错误； B．井底之蛙，应该是外界的光线沿直线进入青蛙的眼睛，图中光线的方向错误，故B错误； C．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错误； D．指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴，故D正确。 故选D。 6．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，由图可知，下列说法正确的是（　　） A．透镜是凸透镜，距离OP小于焦距 B．透镜是凸透镜，距离OP大于焦距 C．透镜是凹透镜，距离OP小于焦距 D．透镜是凹透镜，距离OQ大于焦距 【答案】A 【详解】由图可知，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。经透镜折射后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜；由光的折射规律可知，当入射角增大时，折射角也会随着增大。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，由图可知，平行于主光轴的入射光线在入射光线a和b之间，则凸透镜右侧的焦点应在P与Q两点之间。所以此时OP小于焦距，OQ大于焦距。综上，故A正确，BCD不符合题意。 故选A。 7．要使光线发生如图所示的偏折，则可使用的光学元件是（　　） A．一定是平面镜 B．一定是凸透镜 C．一定是凹透镜 D．三者均有可能 【答案】D 【详解】平面镜可以通过反射使光线发生如图所示的偏折；凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，也存在使光线产生图中偏折的可能。所以平面镜、凸透镜、凹透镜这三者均有可能让光线发生如图所示的偏折。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（　　） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜强 C．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 D．甲图可以用于近视眼矫正，乙图可以用于远视眼矫正 【答案】B 【详解】A．凸透镜具有聚光能力，能将平行于主光轴的光经过凸透镜折射后，会聚于焦点上，故A错误； B．由图甲、乙可知，甲凸透镜的焦距更短，聚光能力更强，所以其会聚能力较乙透镜强，故B正确； C．用不透明厚纸片挡住透镜的上半部分，不会改变透镜的焦距，只会减少光的通过量，故C错误； D．近视眼是因为晶状体太厚，会聚能力太强，像成在视网膜前方，需要用凹透镜矫正，甲是凸透镜，不可以用于近视眼矫正，故D错误。 故选B。 9．一块矩形玻璃砖，切割成图中形状后拉开一段距离，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】由图可看出矩形玻璃砖被切割以后，左边一块可视为凹透镜，右边一块可视为凸透镜。凹透镜可以使光线发散，凸透镜可以使光线会聚，当d=0时，虚实焦点重合，平行于主光轴的光线射入时，传播方向不变；当d>0时，经凹透镜后发散，经过凸透镜后将会聚，由于入射光线在过焦点光线的外侧，所以折射光线将在平行于主光轴的内侧，因此光线变得会聚，如图所示： 故选C。 10．如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为 （会聚/发散）光束。乙图中，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 作用（填“会聚”或“发散”）。 【答案】 发散 发散 【详解】[1]以空气为标准，可以把它分解为两个“水凹透镜”（是中间薄、边缘厚，属于凹透镜），凹透镜对光有发散作用，因此当平行光束射到这个“空气透镜”上时，射出的光束将成为发散光束。 [2]放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用，所以该透镜是发散透镜即凹透镜。 11．如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中表示光线通过凸透镜的是 ；凹透镜的是 。 a．b． c．d． 【答案】 c a、b、d 【详解】[1]凸透镜对光线有会聚作用，仅有c图光线通过透镜后相较于入射光线是靠近主光轴的，即是会聚作用，故填c。 [2]凹透镜对光线有发散作用，其中a、b、d图光线通过透镜后相较于入射光线是远离主光轴的，即是发散作用，故填a、b、d。 12．如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为 （会聚/发散）光束。乙图中，分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，将会发现 （红/紫）光对凸透镜的焦距小。 【答案】 发散 紫 【详解】[1]甲图中，水中的空气可以把水分解为两个“水凹透镜”（中间薄，边缘厚），凹透镜对光有发散作用，因此当平行光束射到这个“空气透镜”上时，射出的光束将成为发散光束。 [2]由于红光被透镜偏折的程度小，紫光被透镜偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫光的焦点离透镜近，所以红光对凸透镜的焦距大，紫光对凸透镜的焦距小。 13．据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”古人利用凸透镜向日取火，说明凸透镜对光线有 作用；下图中，凸透镜的焦距为 。 【答案】 会聚 10.0 【详解】[1]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，要得火，这是利用了凸透镜对光的会聚作用，应把“艾”放在透镜的焦点位置，从而能点燃艾草取火。 [2]由图中可知，平行光线经凸透镜折射后会聚成点，说明凸透镜对光有会聚作用，由图中可知，该透镜的焦距为 14．将图中的光路图补充完整。 【答案】 【详解】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，过凹透镜光心的光线其传播方向不变；如图所示： 15．如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，从光源S发出的一条光线经水面反射后射向凸透镜，经凸透镜折射后与主光轴平行。 （1）画出S在水中所成的像S＇； （2）将该条光线的光路补充完整； （3）标出凸透镜左侧的焦点F。 【答案】 【详解】平静的水面是一个平面镜，平面镜所成的像与物体大小相等、到平面镜的距离相等，像与物的连线与平面镜垂直。作图方法是：从S向水面作垂线，然后延长至S＇，使S＇和S到平面镜的距离相等，S＇就是S的像。过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴，连接S＇和折射光线的起点，作出折射光线的入射光线，同时也是入射光线的反射光线，该光线与主光轴的交点就是焦点F，同时也是入射点，连接S和F，就是入射光线。如图所示： 16．按要求完成下列作图； (1)如图1所示，已知一条入射光线过凸透镜的光心O，一条经过凸透镜折射后的光线与主光轴平行，请分别画出它们对应的折射光线和入射光线。 (2)请在图2中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）入射光线过光心，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴。如图所示： （2）对于凹透镜，过光心的光线其传播方向不变，射向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，据此作出对应的折射光线和入射光线，如图所示： / 学科网（北京）股份有限公司 $