第一节 凸透镜与凹透镜（导学案）物理新教材沪科版八年级全一册

第1节 凸透镜与凹透镜 【学习目标】 1. 认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点和焦距。 2. 通过观察，认识凸透镜对光起会聚作用和凹透镜对光起发散作用。 3. 能初步领略透镜对光的神奇作用，激发求知欲。 【学习重点】 凸透镜和凹透镜的作用。 【学习难点】 特殊光线作图。 【合作探究】 自主学习（一）　凸透镜 任务清单：1.阅读教材P85--86的内容，思考完成下列问题： （时间：3分钟；要求：用红笔圈画重点语句。） （1）凸透镜的中央较 、两边较 。 （2）放大镜、照相机及望远镜的镜片就是 透镜。 （3）平行光通过凸透镜折射后将 ，所以凸透镜对光有 作用。 （4）平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点称为 。 （5）焦点到光心的距离称为 。 2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节： 助学释疑一　凸透镜 试一试：请同学们试一试，分别透过平板玻璃与放大镜看书上的字，你会看到什么现象？ 1.凸透镜： （1）凸透镜：凸透镜是光学元件的一种。它的中央较 、边缘较 ，两个表面中至少有一个是球面的一部分。 （2）薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面半径，我们称这种透镜为薄透镜。 （3）生活中的凸透镜：放大镜、远视镜、照相机及望远镜的镜片；手机摄像头；晶莹的露珠、装水的饮料瓶等。 2.凸透镜的作用： 迷你实验室 探究凸透镜对光的会聚作用 实验方法：用 来照射凸透镜，观察光通过凸透镜后是否会会聚于一点？若能，记下该点到凸透镜中心的距离。然后，换用不同凸透镜多次实验。 安全小贴士：避免直视强光，以免伤害眼晴。 实验现象：平行光通过凸透镜后 。 实验结论：平行光通过凸透镜折射后将会聚于一点，凸透镜对光有 作用。 （凸透镜又叫做会聚透镜） 3.凸透镜的光心、光轴、焦点、焦距： （1）光心：凸透镜的中心0称为光心。通过光心的光，传播方向 。 光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴，简称光轴。 （2）焦点：平行于主光轴的光经凸透镜折射后 称为凸透镜的焦点，用符号F表示。 （凸透镜的两侧各有一个焦点） 焦距： 的距离称为焦距，用字母f表示。 （凸透镜的焦距越大，凸透镜对光的会聚作用 ） （3）小实验：测量凸透镜的焦距。 把一只放大镜 着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，纸上会出现一个很 的光斑（即焦点），用刻度尺量出该点到凸透镜的距离即焦距。 4.凸透镜的三条特殊光线： 牛刀小试 1．透镜是指能够 光的镜子，并且镜片的表面至少有一个是球面的一部分。透镜通常用玻璃或树脂材料制成。如下图有六个透镜，你可以把它们分成 和 两大类，你的分类依据是 。 2.如图所示，让凸透镜正对着太阳光，将一张纸放在凸透镜的另一侧，调整凸透镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑，说明凸透镜对光有______作用，此光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的______。 3．在踏青活动中，老师提醒同学们不要随意丢弃矿泉水瓶，这是由于下雨时瓶内灌满雨水后，相当于一个______ （选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有______ （选填“会聚”或“发散"）作用，可能会引起火灾。 4．如图所示，该凸透镜的焦距是( ) A.10.0 cm B.20.0 cm C.30.0 cm D.50.0 cm 5．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 6．完成下列光路图。 自主学习（二）　凹透镜 任务清单：1.阅读教材P87的内容，思考完成下列问题： （时间：2分钟；要求：用红笔圈画重点语句。） （1）凹透镜的中央较 、两边较 。 （2）远视镜的镜片就是 透镜。 （3）平行光通过凹透镜折射后将 ，所以凹透镜对光有 作用。 （4）平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的 。 2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节： 助学释疑二　凹透镜 试一试： 请同学们拿起课桌上另外一组透镜，看一看，用手摸一摸比较它们和凸透镜有什么不同？ 1.凹透镜： （1）凹透镜：凹透镜是光学元件的一种。它的中央较 、边缘较 ，两个表面中至少有一个是球面的一部分。 2.凹透镜的作用： 迷你实验室 探究凹透镜对光的发散作用 实验方法：用平行光来照射凹透镜，观察光通过凹透镜后怎么样？ 实验现象：看到光通过凹透镜发生折射后 。 实验结论：凹透镜对光有 作用。（发散透镜） 3.凹透镜的光心、光轴、焦点、焦距： 与凸透镜类似，凹透镜也有主光轴、光心。 通过凹透镜光心的光，其传播方向也 。 平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的焦点。凹透镜的两侧各有一个焦点称为凸透镜的焦点，用符号F表示。 4.凹透镜的三条特殊光线： 牛刀小试： 1．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 。 2．如图取一个大烧杯，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。此过程在探究透镜 问题，杯中充以烟雾是为了 。由实验现象可得出的实验结论是：凸透镜对光具有 作用；凹透镜对光具有 作用。 3. 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。 4．关于透镜,下列说法中不正确的是( ) A.凸透镜和凹透镜都有焦点,凸透镜有实焦点,凹透镜有虚焦点 B.凹透镜对光线有发散作用,但通过凹透镜的光线也可能会聚在一点 C.凸透镜对光线有会聚作用,因此通过凸透镜的光线都一定会聚在一点 D.平行于主光轴的光线,通过凸透镜后一定经过焦点。 5．如图甲所示，现有五种光学元件，对如图乙所示的光路图，方框中可放入的元件为( ) A.②或⑤ B.①或⑤ C.①或③或⑤ D.②或③或④ 【当堂检测】 1.如图所示，这是某设计师设计的球形玻璃太阳能发电装置，这一设备收集到的能量可以对智能手机进行充电。球形玻璃相当于一个 （选填“凸”或“凹”）透镜，对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用。    2.关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜能使平行光会聚于一点，这个点叫做凸透镜的焦点 B．通过凹透镜的两束光一定不能相交于一点 C．凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越弱 D．通过凸透镜的两束光可能不相交于一点。 3.如图所示虚线方框内各放置一个透镜，远处发出的两束光通过透镜前后的方向。如图所示，则以下判断中正确的是（　　） A．（a）为凸透镜（b）为凹透镜 B．（a）（b）都为凸透镜 C．（a）为凹透镜（b）为凸透镜 D．（a）（b）都为凹透镜 4.如图1所示，在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。受此启发，在测量凸透镜的焦距时，如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，得到a，b两个焦点，如图2，请在图中画出两束光的折射光线。 5.将图中的光路图补充完整。 【学后反思】 说说你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 凸透镜与凹透镜 【学习目标】 1. 认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点和焦距。 2. 通过观察，认识凸透镜对光起会聚作用和凹透镜对光起发散作用。 3. 能初步领略透镜对光的神奇作用，激发求知欲。 【学习重点】 凸透镜和凹透镜的作用。 【学习难点】 特殊光线作图。 【合作探究】 自主学习（一）　凸透镜 任务清单：1.阅读教材P85--86的内容，思考完成下列问题： （时间：3分钟；要求：用红笔圈画重点语句。） （1）凸透镜的中央较 、两边较 。 （2）放大镜、照相机及望远镜的镜片就是 透镜。 （3）平行光通过凸透镜折射后将 ，所以凸透镜对光有 作用。 （4）平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点称为 。 （5）焦点到光心的距离称为 。 【答案】略。 【解析】略。 2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节： 助学释疑一　凸透镜 试一试： 请同学们试一试，分别透过平板玻璃与放大镜看书上的字，你会看到什么现象？ 1.凸透镜： （1）凸透镜：凸透镜是光学元件的一种。它的中央较厚、边缘较薄，两个表面中至少有一个是球面的一部分。 （2）薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面半径，我们称这种透镜为薄透镜。 （3）生活中的凸透镜：放大镜、远视镜、照相机及望远镜的镜片；手机摄像头；晶莹的露珠、装水的饮料瓶等。 2.凸透镜的作用： 迷你实验室 探究凸透镜对光的会聚作用 实验方法：用平行光来照射凸透镜，观察光通过凸透镜后是否会会聚于一点？若能，记下该点到凸透镜中心的距离。然后，换用不同凸透镜多次实验。 安全小贴士：避免直视强光，以免伤害眼晴。 实验现象：平行光通过凸透镜后会聚于一点。 实验结论：平行光通过凸透镜折射后将会聚于一点，凸透镜对光有会聚作用。（凸透镜又叫做会聚透镜） 3.凸透镜的光心、光轴、焦点、焦距： （1）光心：凸透镜的中心0称为光心。通过光心的光，传播方向不变。 光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴，简称光轴。 （2）焦点：平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点称为凸透镜的焦点，用符号F表示。 （凸透镜的两侧各有一个焦点） 焦距：焦点到光心的距离称为焦距，用字母f表示。 （凸透镜的焦距越大，凸透镜对光的会聚作用越小） （3）小实验：测量凸透镜的焦距。 把一只放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑（即焦点），用刻度尺量出该点到凸透镜的距离即焦距。 4.凸透镜的三条特殊光线： 牛刀小试 1．透镜是指能够 光的镜子，并且镜片的表面至少有一个是球面的一部分。透镜通常用玻璃或树脂材料制成。如下图有六个透镜，你可以把它们分成 和 两大类，你的分类依据是 。 【答案】透；凸透镜；凹透镜；透镜中央和边沿的厚薄程度。 【解析】略。 2.如图所示，让凸透镜正对着太阳光，将一张纸放在凸透镜的另一侧，调整凸透镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑，说明凸透镜对光有______作用，此光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的______。 【答案】会聚；焦距 【解析】从图中可以看到，太阳光相当于平行光，经过凸透镜后，光线会聚起来，这说明了凸透镜对光有会聚作用。 由题意可知，这个光斑就是焦点，而焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，即此光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的焦距。 3．在踏青活动中，老师提醒同学们不要随意丢弃矿泉水瓶，这是由于下雨时瓶内灌满雨水后，相当于一个______ （选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有______ （选填“会聚”或“发散"）作用，可能会引起火灾。 【答案】凸透镜；会聚。 【解析】装满水的矿泉水瓶，中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。 4．如图所示，该凸透镜的焦距是( ) A.10.0 cm B.20.0 cm C.30.0 cm D.50.0 cm 【答案】A。 【解析】平行光经凸透镜后会聚于一点，这一点即为凸透镜的焦点。凸透镜所对刻度值为20.0 cm，光屏所对刻度值为30.0 cm，所以焦点到凸透镜光心的距离为10.0 cm，即该凸透镜的焦距为10.0 cm。故选A。 5．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。 6．完成下列光路图。 【答案】见解析。 【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，据此做出甲图中的折射光线。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，据此做出乙图中的折射光线。如图所示 自主学习（二）　凹透镜 任务清单：1.阅读教材P87的内容，思考完成下列问题： （时间：2分钟；要求：用红笔圈画重点语句。） （1）凹透镜的中央较 、两边较 。 （2）远视镜的镜片就是 透镜。 （3）平行光通过凹透镜折射后将 ，所以凹透镜对光有 作用。 （4）平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的 。 【答案】略。 【解析】略。 2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节： 助学释疑二　凹透镜 试一试： 请同学们拿起课桌上另外一组透镜，看一看，用手摸一摸比较它们和凸透镜有什么不同？ 1.凹透镜： （1）凹透镜：凹透镜是光学元件的一种。它的中央较薄、边缘较厚，两个表面中至少有一个是球面的一部分。 2.凹透镜的作用： 迷你实验室 探究凹透镜对光的发散作用 实验方法：用平行光来照射凹透镜，观察光通过凹透镜后怎么样？ 实验现象：看到光通过凹透镜发生折射后向外散开。 实验结论：凹透镜对光有发散作用。（发散透镜） 3.凹透镜的光心、光轴、焦点、焦距： 与凸透镜类似，凹透镜也有主光轴、光心。 通过凹透镜光心的光，其传播方向也不变。 平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的焦点。凹透镜的两侧各有一个焦点称为凸透镜的焦点，用符号F表示。 4.凹透镜的三条特殊光线： 牛刀小试： 1．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、老花镜；ACD；BEF。 【解析】略。 2．如图取一个大烧杯，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。此过程在探究透镜 问题，杯中充以烟雾是为了 。由实验现象可得出的实验结论是：凸透镜对光具有 作用；凹透镜对光具有 作用。 【答案】对光的作用 显示光路 会聚 发散。 【解析】[1][2]实验中光线不经过透镜时，光的传播方向不改变，经过凸透镜或凹透镜光的传播路线发生了改变，探究的是凸透镜和凹透镜对光线的作用；杯中充以烟雾是利用了光的反射，为了显示光路。 [3][4]光束通过凸透镜之后，光束变窄，说明凸透镜对光线有会聚作用；光束通过凹透镜之后，光束变宽，说明凹透镜对光线有会聚作用。 3. 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。 【答案】凹；凸。 【解析】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。 4．关于透镜,下列说法中不正确的是( ) A.凸透镜和凹透镜都有焦点,凸透镜有实焦点,凹透镜有虚焦点 B.凹透镜对光线有发散作用,但通过凹透镜的光线也可能会聚在一点 C.凸透镜对光线有会聚作用,因此通过凸透镜的光线都一定会聚在一点 D.平行于主光轴的光线,通过凸透镜后一定经过焦点。 【答案】C。 【解析】本题考查对透镜焦点的理解和透镜对光线的作用。凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,故A项说法正确。凹透镜对光线有发散作用,但通过凹透镜的光线也可能会聚在一点,故B项说法正确。根据光路的可逆性,放在凸透镜焦点上的点光源,它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴,故C项说法错误。凸透镜对光线有会聚作用,只有平行于主光轴的光线才能会聚于焦点,故D项说法正确。故选C。 5．如图甲所示，现有五种光学元件，对如图乙所示的光路图，方框中可放入的元件为( ) A.②或⑤ B.①或⑤ C.①或③或⑤ D.②或③或④ 【答案】D 【详解】五种光学元件均为透镜，方框中的透镜是将光线会聚了，所以是凸透镜，②③④都为凸透镜，故选D。 【当堂检测】 1.如图所示，这是某设计师设计的球形玻璃太阳能发电装置，这一设备收集到的能量可以对智能手机进行充电。球形玻璃相当于一个 （选填“凸”或“凹”）透镜，对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用。    【答案】凸；会聚。 【解析】根据凸透镜的形状特点，对光的会聚作用；同时根据凹透镜的形状特点，对光的发散作用。 2.关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜能使平行光会聚于一点，这个点叫做凸透镜的焦点 B．通过凹透镜的两束光一定不能相交于一点 C．凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越弱 D．通过凸透镜的两束光可能不相交于一点。 【答案】D。 【解析】A．只有平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，交于凸透镜的焦点，故A错误； B．凹透镜对光线有发散作用，会聚光线经过凹透镜折射后，一定变得比折射前发散，会出现三种情况：①还是会聚光束，能相交一点，但是会聚程度明显减弱；②变成平行光线，这是折射前射向凹透镜焦点的光线，是一种特殊情况；③变成发散光束，这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强，故B错误； C．凸透镜的焦距越小，说明对光线的折射能力越强，对光线的会聚能力越强，故C错误； D．凸透镜对光线具有会聚作用，两条光线只是比原来更会聚，而不一定相交，故D正确。 3.如图所示虚线方框内各放置一个透镜，远处发出的两束光通过透镜前后的方向。如图所示，则以下判断中正确的是（　　） A．（a）为凸透镜（b）为凹透镜 B．（a）（b）都为凸透镜 C．（a）为凹透镜（b）为凸透镜 D．（a）（b）都为凹透镜 【答案】D 【解析】根据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析，由于两图中光线经过透镜折射后都变得发散了，而凹透镜对光线起发散作用，凸透镜对光起会聚作用，故两个图中都是凹透镜。 故选D。 4.如图1所示，在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。受此启发，在测量凸透镜的焦距时，如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，得到a，b两个焦点，如图2，请在图中画出两束光的折射光线。 【答案】见解析。 【解析】用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、紫光对凸透镜的焦距不相同。红色光对凸透镜的焦距大，紫色光对凸透镜的焦距小，这是因为从图1可以看出红色光较紫色光偏折能力弱。红光和紫光经过凸透镜后大致的折射情况如图： 5.将图中的光路图补充完整。 【答案】见解析。 【解析】入射光线的延长线过凹透镜另一侧的焦点，则入射光线经凹透镜折射后折射光线将平行于主光轴，如图所示： 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过凸透镜的焦点、过凸透镜光心的光线传播方向不改变，如图所示： 【学后反思】 说说你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $