5.1 透镜（举一反三·讲义）物理新教材北师大版八年级上册

本初中物理讲义聚焦“透镜”核心知识点，系统梳理透镜的分类（凸透镜、凹透镜的结构特点）、对光的作用（会聚与发散）及焦点、焦距等概念，构建从基本定义到作用原理再到应用的递进式学习支架。 资料以“森林火灾与露珠”情境导入激发科学探究兴趣，通过知识点配套例题与变式题培养科学思维，课后作业结合矿泉水瓶引发火灾等实例渗透科学态度与责任。课中辅助教师高效授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

5.1 透镜 【新教材北师大版】 【知识框架+知识精讲+课后作业】 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情境导入 森林火灾成因探秘——在人迹罕至的热带丛林，常常发生神秘的大火。起初人们并不知道森林起火的原因，经过长期的调查与研究，其中可能的原因之一竟是树叶上的露珠。你知道其中的奥秘吗？ 知识归纳 【知识点1 透镜】 1．透镜分为 凸 透镜和 凹 透镜。边缘薄、中间 厚 的透镜为凸透镜；边缘厚、中间 薄 的透镜为凹透镜。 2. 透镜上通过两个球面 球心 的直线叫主光轴，每个透镜主光轴上有一个特殊的点，通过该点的光线其传播方向不变，叫作透镜的 光心 。 【例1】单反相机镜头由多种光学器件组成，其中较为重要的是透镜组，如图所示透镜组中属于凹透镜的是（ ） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【详解】中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜，图中②是凹透镜，B正确，ACD错误。 故选：B。 【变式1】如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图所示，这五块玻璃a、b、c、d、e中，属于凹透镜的是（ ） A．a B．b C．c D．d 【答案】C 【详解】图中5个透镜，其中a、b、d、e四个透镜中央厚、边缘薄，属于凸透镜；c透镜中央薄、边缘厚，属于凹透镜，ABD错误，C正确。 故选：C。 【知识点2 透镜对光的作用】 1．实验表明：凸透镜对光线有 会聚 作用，也叫 会聚 透镜；凹透镜对光线有 发散 作用，也叫 发散 透镜。 【例2】在如图所示的虚线框内，甲、乙均是透镜，下列说法正确的是（ ） A．甲、乙都是凸透镜 B．甲、乙都是凹透镜 C．甲是凸透镜，乙是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜 【答案】A 【详解】由图知，通过甲、乙透镜的光线都比入射光线向主光轴靠拢，所以甲、乙对光线有会聚作用，因此都是凸透镜。A正确、BCD错误。 故选：A。 【变式2】据晋代《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影得火。”取火的冰的特点是（ ） A．中间厚边缘薄，对光有会聚作用 B．中间厚边缘薄，对光有发散作用 C．中间薄边缘厚，对光有会聚作用 D．中间薄边缘厚，对光有发散作用 【答案】A 【详解】凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”如图所示，这种利用冰透镜向日取火的方法，古人将冰磨成一种冰透镜，说明该透镜中间厚、边缘薄，属于凸透镜，利用凸透镜对光线的会聚作用，使太阳光会聚在焦点处，从而能点燃艾草取火。A正确，BCD错误。 故选：A。 【知识点3 焦点、焦距】 1．凸透镜能使平行于主光轴的光 会聚 在主光轴一点，这个点叫作焦点，焦点到光心的距离叫作 焦距 。凸透镜有 两 个焦点，凹透镜有 两 个虚焦点。 2．透镜的焦距越小，对光的会聚（或发散）作用 越明显 。 【例3】为了测量凸透镜的焦距，小明让一束平行光正对射向该透镜，同时调节光屏的位置直到在屏上得到一个 最小最亮 的光斑，如图是调节完成的状态，则该透镜的焦距f＝ 10.0 cm；这个实验还证明凸透镜对光线具有 会聚 作用。 【答案】最小最亮；10.0；会聚 【详解】一束平行光正对射向该透镜，同时调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小最亮的光斑，如图是调节完成的状态，则该透镜的焦距f＝10.0cm；这个实验还证明凸透镜对光线具有会聚作用。 【变式3】小华同学将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个并非最小的光斑，此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑先变小后变大，则该凸透镜的焦距（ ） A．一定小于10cm B．一定等于10cm C．一定大于10cm D．可能小于10cm，也可能大于10cm 【答案】C 【详解】当平行光入射到凸透镜上时，会聚于焦点。在焦点处，光斑最小、最亮。这个最小光斑的位置就是焦点位置，焦点到透镜光心的距离即焦距f，不在焦距位置时光斑都会变大，此时将凸透镜远离纸面的过程，光斑先变小后变大，说明原来的位置在透镜和焦点之间，所以该凸透镜的焦距一定大于10cm，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选：C。 模块三 课后作业 1．小年同学将一副眼镜正对太阳光，发现眼镜镜片后的区域比镜片周围暗，如图所示。关于这副眼镜的透镜性质及其对光的作用，下列解释正确的是（ ） A．凹透镜，对光线有发散作用 B．凹透镜，对光线有会聚作用 C．凸透镜，对光线有会聚作用 D．凸透镜，对光线有发散作用 【答案】A 【详解】将眼镜正对太阳光，镜片后的区域比镜片周围暗，这说明通过镜片的光线被发散，导致光线强度减弱，所以这副眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，A正确，BCD错误。 故选：A。 2．关于经凹透镜折射的光线，下列说法正确的是（ ） A．一定是平行光 B．可能是会聚光线 C．一定是发散光 D．以上说法都正确 【答案】B 【详解】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）还可能是会聚光束，但是会聚程度明显减弱； （2）可能变成平行光线，这是折射前射向凹透镜焦点的光线，是一种特殊情况； （3）可能变成发散光束，这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强。 故选：B。 3．下列说法正确的是（ ） A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过光心的光线传播方向都不变 B．凸透镜有虚焦点，凹透镜有实焦点 C．放在凹透镜虚焦点上的光源，它发出的光线经过凹透镜折射后，平行于主光轴 D．凸透镜有两个焦点，凹透镜只有一个焦点 【答案】A 【详解】A．经过透镜光心的光线传播方向不变，A正确。 BD．凸透镜有实焦点，凹透镜有虚焦点，BD错误。 C．凹透镜对光有发散作用，当放在凹透镜虚焦点上的光源，它发出的光线经透镜折射后，变得更发散了，C错误。 故选：A。 4．如图，某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上。不料因阳光照射，车内物品被点燃引起火灾。原因是矿泉水瓶相当于 （选填“凹透镜”或“凸透镜”），对光有 作用。因此，在山林中，除了携带火种容易发生火灾外，随意丢弃的矿泉水瓶也容易引发火灾，同学们不要随地扔垃圾。 【答案】凸透镜；会聚 【详解】装有水的瓶子中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。 5．透镜有两类，中间比边缘厚的叫 ；中间比边缘薄的叫 。透镜的中心叫光心，凡是经过这一点的光线的方向 。通过光心O和球面球心C的直线叫透镜的主光轴。 凸透镜对光线有 作用；平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，称为 点，用字母 表示。凹透镜对光线有 作用，平行光经过凹透镜折射后将成为发散光线，将发散光线反向延长后相交于一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。 【答案】凸透镜；凹透镜；不改变；会聚；焦；F；发散 【详解】凸透镜是指中间比边缘厚的透镜，凹透镜是指中间比边缘薄的透镜，透镜的中心叫光心，过光心的光线传播方向不改变。光心与透镜的球面的球心的连线叫做主光轴。 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚的点叫焦点，且是实焦点用字母F表示，故凸透镜对光线有会聚作用； 平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线会交于一点，叫做凹透镜的焦点，且是虚焦点，故凹透镜对光线有发散作用。 6．完成图中光线经过凹透镜后的传播路径。 【答案】 【详解】 平行于凹透镜主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线通过入射光线同侧的虚焦点；过凹透镜光心的光线其传播方向不变；如图所示。 7．请在如图补全光路图。 【答案】 【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，由此作出经凸透镜的折射光线； 经凸透镜的折射光线射到平面镜上，过入射点垂直于镜面画出法线，图中平面镜与主光轴夹角为45°，则射向平面镜的光线与镜面夹角也为45°，故入射角为90°﹣45°＝45°，再根据反射角等于入射角画出反射光线，且反射光线与主光轴垂直，如图所示。 8．如图为某汽车灯光投射原理图。灯丝发出的一束光在椭圆镜面P点发生反射，再经凸透镜折射后平行于主光轴射出，F为凸透镜的焦点。请画出该折射光线的入射光线，并在椭圆镜面上标记P点。 【答案】 【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，此入射光交椭圆镜面于点P，如图所示。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 透镜 【新教材北师大版】 【知识框架+知识精讲+课后作业】 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情境导入 森林火灾成因探秘——在人迹罕至的热带丛林，常常发生神秘的大火。起初人们并不知道森林起火的原因，经过长期的调查与研究，其中可能的原因之一竟是树叶上的露珠。你知道其中的奥秘吗？ 知识归纳 【知识点1 透镜】 1．透镜分为 透镜和 透镜。边缘薄、中间 的透镜为凸透镜；边缘厚、中间 的透镜为凹透镜。 2. 透镜上通过两个球面 的直线叫主光轴，每个透镜主光轴上有一个特殊的点，通过该点的光线其传播方向不变，叫作透镜的 。 【例1】单反相机镜头由多种光学器件组成，其中较为重要的是透镜组，如图所示透镜组中属于凹透镜的是（ ） A．① B．② C．③ D．④ 【变式1】如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图所示，这五块玻璃a、b、c、d、e中，属于凹透镜的是（ ） A．a B．b C．c D．d 【知识点2 透镜对光的作用】 1．实验表明：凸透镜对光线有 作用，也叫 透镜；凹透镜对光线有 作用，也叫 透镜。 【例2】在如图所示的虚线框内，甲、乙均是透镜，下列说法正确的是（ ） A．甲、乙都是凸透镜 B．甲、乙都是凹透镜 C．甲是凸透镜，乙是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜 【变式2】据晋代《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影得火。”取火的冰的特点是（ ） A．中间厚边缘薄，对光有会聚作用 B．中间厚边缘薄，对光有发散作用 C．中间薄边缘厚，对光有会聚作用 D．中间薄边缘厚，对光有发散作用 【知识点3 焦点、焦距】 1．凸透镜能使平行于主光轴的光 在主光轴一点，这个点叫作焦点，焦点到光心的距离叫作 。凸透镜有 个焦点，凹透镜有 个虚焦点。 2．透镜的焦距越小，对光的会聚（或发散）作用 。 【例3】为了测量凸透镜的焦距，小明让一束平行光正对射向该透镜，同时调节光屏的位置直到在屏上得到一个 的光斑，如图是调节完成的状态，则该透镜的焦距f＝ cm；这个实验还证明凸透镜对光线具有 作用。 【变式3】小华同学将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个并非最小的光斑，此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑先变小后变大，则该凸透镜的焦距（ ） A．一定小于10cm B．一定等于10cm C．一定大于10cm D．可能小于10cm，也可能大于10cm 模块三 课后作业 1．小年同学将一副眼镜正对太阳光，发现眼镜镜片后的区域比镜片周围暗，如图所示。关于这副眼镜的透镜性质及其对光的作用，下列解释正确的是（ ） A．凹透镜，对光线有发散作用 B．凹透镜，对光线有会聚作用 C．凸透镜，对光线有会聚作用 D．凸透镜，对光线有发散作用 2．关于经凹透镜折射的光线，下列说法正确的是（ ） A．一定是平行光 B．可能是会聚光线 C．一定是发散光 D．以上说法都正确 3．下列说法正确的是（ ） A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过光心的光线传播方向都不变 B．凸透镜有虚焦点，凹透镜有实焦点 C．放在凹透镜虚焦点上的光源，它发出的光线经过凹透镜折射后，平行于主光轴 D．凸透镜有两个焦点，凹透镜只有一个焦点 4．如图，某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上。不料因阳光照射，车内物品被点燃引起火灾。原因是矿泉水瓶相当于 （选填“凹透镜”或“凸透镜”），对光有 作用。因此，在山林中，除了携带火种容易发生火灾外，随意丢弃的矿泉水瓶也容易引发火灾，同学们不要随地扔垃圾。 5．透镜有两类，中间比边缘厚的叫 ；中间比边缘薄的叫 。透镜的中心叫光心，凡是经过这一点的光线的方向 。通过光心O和球面球心C的直线叫透镜的主光轴。 凸透镜对光线有 作用；平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，称为 点，用字母 表示。凹透镜对光线有 作用，平行光经过凹透镜折射后将成为发散光线，将发散光线反向延长后相交于一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。 6．完成图中光线经过凹透镜后的传播路径。 7．请在如图补全光路图。 8．如图为某汽车灯光投射原理图。灯丝发出的一束光在椭圆镜面P点发生反射，再经凸透镜折射后平行于主光轴射出，F为凸透镜的焦点。请画出该折射光线的入射光线，并在椭圆镜面上标记P点。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $