4.1 凸透镜与凹透镜(举一反三·讲义)物理新教材沪科版八年级全一册
2026-07-17
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第一节 凸透镜与凹透镜 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 透镜,透镜的应用 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.10 MB |
| 发布时间 | 2026-07-17 |
| 更新时间 | 2026-07-17 |
| 作者 | 物理核心素养知识学堂 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-07-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58845357.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦凸透镜与凹透镜核心知识点,从生活实例(照相机、放大镜等)导入,依次讲解两类透镜的概念(中央厚薄特征)、作用(会聚/发散)、基本要素(光心、主光轴、焦点、焦距)及特殊光线作图,构建从生活到理论再到应用的学习支架。
资料以情景导入联系生活体现物理观念,通过实验探究(如凸透镜会聚作用实验)培养科学探究能力,例题与变式题(如“水晶饼”“削冰取火”)借助科学推理深化理解。课中辅助教师引导学生构建知识体系,课后多样化作业帮助学生查漏补缺,巩固核心概念。
内容正文:
4.1 凸透镜与凹透镜
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+3个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
照相机、摄像头、放大镜都是由光学元件—透镜组成。你知道生活中还有哪些地方用到了透镜吗?透镜通常用玻璃制成,其两侧或一侧表面常被磨成球面。透镜有两大类:凸透镜和凹透镜。下面我们来 了解这两类透镜的特点。
知识归纳
【知识点1 凸透镜 】
由玻璃制作的,且能透光的元件,在物理上叫做透镜。透镜有两种类型:凸透镜和凹透镜。
1.凸透镜的概念及生活中的凸透镜
(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
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、主光轴(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。
(2)主光轴:通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴,简称光轴。
(3)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。
注意:根据光路的可逆性知,凸透镜的两侧各有一个焦点。
(4)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)
(5)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:(1)通过光心的光线传播方向不改变
(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
【例1】(2026广西桂林一模)在如图所示的光学元件中,属于凸透镜的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】AB.中间薄,边缘厚的透镜是凹透镜,故AB不符合题意;
C.该透镜中间厚,边缘薄,属于凸透镜,故C符合题意;
D.该元件厚度相同,不是凹透镜,也不是凸透镜,故D不符合题意。故选C。
【变式1-1】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”。说明此“水晶饼”相当于一个( )
A.凹透镜 B.凸面镜 C.凸透镜 D.平面镜
【变式1-2】《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”古人将冰块做成________透镜,使易燃物燃烧。这是利用了该透镜对光的________作用。
【变式1-3】(2026湖北省)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点发生反射,再经凸透镜折射后平行于主光轴射出,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点。
【知识点2 凹透镜 】
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:
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。(凹透镜也叫发散透镜)
3.凹透镜的光心、主光轴、焦点、焦距:
(1)凹透镜的光心:凹透镜的中心0称为光心。通过光心的光,传播方向不变。
(2)凹透镜的主光轴:通过光心且垂直于凹透镜表面的直线称为主光轴,简称光轴。
(3)凹透镜的焦点: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。
注意:平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散,发散光线的反向延长线相交于主光轴上,它不是实际光线的会聚点,叫虚焦点(F)。
(4)凹透镜的焦距:焦点到光心的距离称为焦距,用字母f表示。
4.凹透镜的三条特殊光线:
(1)通过光心的光线传播方向不改变
(2)平行于主光轴的光线经凹透镜后发散光线的反向延长线通过虚焦点
(3)对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经凹透镜后平行于主光轴
【温馨提醒】对“会聚作用”和“发散作用”的理解
(1)凸透镜对光有会聚作用,指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴,即通过凸透镜的光将主光轴方向偏折,如图所示。
(2)凹透镜对光有发散作用,指的是折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴,即通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折,如图所示。
【例2】图1表明,跟主轴平行的光通过凸透镜后会聚在主轴上的一点F,这个点叫做 。如果把小灯泡放在这一点,则射向凸透镜的光经透镜后将变为 光。图2表明凹透镜对光有 作用。
【答案】 焦点 平行 发散
【解析】能使平行于主光轴的光线会聚于一点,这个点称之为焦点。由图可知,跟主轴平行的光通过凸透镜后会聚在主轴上的一点F,这个点叫做焦点。它到透镜光心O的距离叫做焦距。
根据光路的可逆性可知,如果把小灯泡放在焦点处,则射向凸透镜的光经透镜后将变为平行光。
图2中,平行光经凹透镜折射后变得远离主光轴,这表明凹透镜对光有发散作用。
【变式2-1】如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较 (选填“亮”或“暗”),这是因为太阳光射向空气泡和它下方的水后,出射光线会被 (选填“发散”或“会聚”)。
【变式2-2】如图所示,画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中是凹透镜的是( )
A.只有d B.只有b和d C.只有c D.只有a、b、d
【变式2-3】 在图中,属于凹透镜的是________(选填图中数字);序号1的光学元件可以使白光发生________现象,序号4的光学元件对光有________作用。
【知识点3 利用透镜三条特殊光线作光路图】
1. 凸透镜(如图):
(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光线过焦点。
(3)过焦点的光线折射光线平行于主光轴。
此外,过两倍焦距处的光线折射光线过两倍焦距处。
2. 凹透镜(如图):
(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光线的反向延长线过焦点。
(3)入射光线的延长线过焦点,折射光线平行于主光轴。
温馨提醒
(1)凹透镜对光线一定是发散作用,凸透镜对光线一定是会聚作用,与入射光线的传播方向无关;
(2)“会聚”“发散”是指光线相对于入射方向的偏折趋势,而非最终是否会聚到一点(如凸透镜对发散光线可能仍为发散,但偏折方向靠近主光轴,即体现会聚作用)。
(3)焦点的虚实:凸透镜的焦点是实焦点(实际光线会聚而成),凹透镜的焦点是虚焦点(实际光线无法到达,由反向延长线形成);
(4)光线通过光心时传播方向不变,是光路作图中必须牢记的核心规律,切勿画成发生折射。
【例3】(2026福建省)画出经透镜射出的光线。
【答案】如图所示
【解析】根据凸透镜的三条特殊光线:平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后过异侧焦点射出;过透镜光心的光线,折射后传播方向不变。据此作图。
【变式3-1】(2024辽宁)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出:
(1)入射光线a经凸透镜的折射光线;
(2)折射光线b对应的入射光线。
【变式3-2】完成如图的光路图。
【变式3-3】如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
模块三 课后作业
一、选择题(共6题)
1.一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分,下列说法正确的是( )
A.①②都是凸透镜 B.①③对光具有会聚作用
C.②③对光具有发散作用 D.只有①对光具有会聚作用
2. 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
3. 在下列虚框中放入适当的凸透镜或凹透镜,光路图成立。其中放入凸透镜的是( )
A.甲和丁 B.乙和丁 C.丙和丁 D.乙和丙
4. (2026广东省)如图为某种手电筒的小灯泡,其前端相当于一个凸透镜,可以减小光的发散。灯丝S发出的两条光线经透镜折射的光路,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 图所示的六个透镜中,属于凹透镜的是( )
A.①③⑤ B.②④⑤ C.③⑤⑥ D.④⑤⑥
6. 如图所示是光线经过透镜前后的方向,则虚线处的透镜( )
A.一定是凸透镜
B.可能是凸透镜也可能是凹透镜
C.一定是凹透镜
D.不可能是凸透镜或凹透镜
二、填空题(共5题)
7. 最简单的透镜两个表面都是球面的一部分,通过两个球心的直线CC',叫做透镜的 ,如果透镜的厚度比球面的半径小许多,这种透镜又叫做 ,其中心O点叫做透镜的 。
8. 香水的主要成分是易燃酒精。如图(a)所示为三瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,容易在阳光下引发火灾的有______(选填“a”、“b”或“c”),因为它们对光线有______作用;另外一种类型的透镜对光线有______作用;如图(b)所示,一束光经过一个透镜后会聚于主轴上的A点,取掉透镜后,光会聚于B点,则该透镜是______透镜(选填“凸”或“凹”)。
9. 小红在研究凸透镜与凹透镜对光线的作用时:找来7个不同的透镜,如图所示,其中是凸透镜的有_____(选填字母),它对光线有______作用;而凹透镜对光线有______作用。
10. (2025湖北省)2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙。______(填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为______透镜。
11.如图根据光通过透镜前后的方向,判断甲透镜为 (选填“凸”或“凹”)透镜,乙透镜为 (选填“凸”或“凹”)透镜
三、作图题(共3题)
12. (2026四川凉山)如图所示,光线1为入射光线,光线2为光线1经过虚框内透镜的折射光线,O为该透镜的光心,请在虚框内画出适当的透镜,并画出光线3经过透镜后的折射光线。
13. 请根据图中给出的透镜的入射光线,画出相应的折射光线。
14.(2026•贵阳一模)在图中,完成入射光线从左边射向凹透镜折射,再由凸透镜折射后的光路。
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4.1 凸透镜与凹透镜
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+3个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
照相机、摄像头、放大镜都是由光学元件—透镜组成。你知道生活中还有哪些地方用到了透镜吗?透镜通常用玻璃制成,其两侧或一侧表面常被磨成球面。透镜有两大类:凸透镜和凹透镜。下面我们来 了解这两类透镜的特点。
知识归纳
【知识点1 凸透镜 】
由玻璃制作的,且能透光的元件,在物理上叫做透镜。透镜有两种类型:凸透镜和凹透镜。
1.凸透镜的概念及生活中的凸透镜
(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
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、主光轴(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。
(2)主光轴:通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴,简称光轴。
(3)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。
注意:根据光路的可逆性知,凸透镜的两侧各有一个焦点。
(4)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)
(5)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:
(1)通过光心的光线传播方向不改变
(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
【例1】(2026广西桂林一模)在如图所示的光学元件中,属于凸透镜的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】AB.中间薄,边缘厚的透镜是凹透镜,故AB不符合题意;
C.该透镜中间厚,边缘薄,属于凸透镜,故C符合题意;
D.该元件厚度相同,不是凹透镜,也不是凸透镜,故D不符合题意。故选C。
【变式1-1】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”。说明此“水晶饼”相当于一个( )
A.凹透镜 B.凸面镜 C.凸透镜 D.平面镜
【答案】C
【解析】“水晶饼”中间厚、边缘薄,属于凸透镜,凸透镜使太阳光发生折射,对光线有会聚作用。
【变式1-2】《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”古人将冰块做成________透镜,使易燃物燃烧。这是利用了该透镜对光的________作用。
【答案】 凸 会聚
【解析】凸透镜对光有会聚作用,可以把冰块削成凸透镜形状,把太阳光会聚在焦点上,就可以使易燃物燃烧,这是利用了该透镜对光的会聚作用。
【变式1-3】(2026湖北省)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点发生反射,再经凸透镜折射后平行于主光轴射出,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点。
【答案】如图所示
【解析】折射光线平行于主光轴,那么这条折射光线对应的入射光线一定经过凸透镜的焦点F。连接焦点F与凸透镜上的入射点,这条线就是椭圆镜面反射后的反射光线,即折射光线的入射光线,该线与椭圆镜面的交点即为P点,据此作图。
【知识点2 凹透镜 】
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:
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。(凹透镜也叫发散透镜)
3.凹透镜的光心、主光轴、焦点、焦距:
(1)凹透镜的光心:凹透镜的中心0称为光心。通过光心的光,传播方向不变。
(2)凹透镜的主光轴:通过光心且垂直于凹透镜表面的直线称为主光轴,简称光轴。
(3)凹透镜的焦点: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。
注意:平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散,发散光线的反向延长线相交于主光轴上,它不是实际光线的会聚点,叫虚焦点(F)。
(4)凹透镜的焦距:焦点到光心的距离称为焦距,用字母f表示。
4.凹透镜的三条特殊光线:
(1)通过光心的光线传播方向不改变
(2)平行于主光轴的光线经凹透镜后发散光线的反向延长线通过虚焦点
(3)对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经凹透镜后平行于主光轴
【温馨提醒】对“会聚作用”和“发散作用”的理解
(1)凸透镜对光有会聚作用,指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴,即通过凸透镜的光将主光轴方向偏折,如图所示。
(2)凹透镜对光有发散作用,指的是折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴,即通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折,如图所示。
【例2】图1表明,跟主轴平行的光通过凸透镜后会聚在主轴上的一点F,这个点叫做 。如果把小灯泡放在这一点,则射向凸透镜的光经透镜后将变为 光。图2表明凹透镜对光有 作用。
【答案】 焦点 平行 发散
【解析】能使平行于主光轴的光线会聚于一点,这个点称之为焦点。由图可知,跟主轴平行的光通过凸透镜后会聚在主轴上的一点F,这个点叫做焦点。它到透镜光心O的距离叫做焦距。
根据光路的可逆性可知,如果把小灯泡放在焦点处,则射向凸透镜的光经透镜后将变为平行光。
图2中,平行光经凹透镜折射后变得远离主光轴,这表明凹透镜对光有发散作用。
【变式2-1】如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较 (选填“亮”或“暗”),这是因为太阳光射向空气泡和它下方的水后,出射光线会被 (选填“发散”或“会聚”)。
【答案】暗;发散。
【解析】由于气泡的存在,气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,故在气泡的下面对应的位置较暗。
【变式2-2】如图所示,画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中是凹透镜的是( )
A.只有d B.只有b和d C.只有c D.只有a、b、d
【答案】D
【解析】凸透镜对光具有会聚作用,凹透镜对光具有发散作用。因此从四个光线通过透镜的情形可知,a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的,所以都是凹透镜;只有c是凸透镜,且入射光线是从某点发出的,折射光线变得会聚了。
故选D。
【变式2-3】 在图中,属于凹透镜的是________(选填图中数字);序号1的光学元件可以使白光发生________现象,序号4的光学元件对光有________作用。
【答案】 5、6 色散 会聚
【解析】根据透镜的概念,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。故图中光学元件2、4为凸透镜,5、6为凹透镜。
序号1的光学元件是三棱镜,可以使白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,在白色光屏上呈现一条彩色光带,这是光的色散现象。
序号4的光学元件为凸透镜,对光有会聚作用。
【知识点3 利用透镜三条特殊光线作光路图】
1. 凸透镜(如图):
(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光线过焦点。
(3)过焦点的光线折射光线平行于主光轴。
此外,过两倍焦距处的光线折射光线过两倍焦距处。
2. 凹透镜(如图):
(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光线的反向延长线过焦点。
(3)入射光线的延长线过焦点,折射光线平行于主光轴。
温馨提醒
(1)凹透镜对光线一定是发散作用,凸透镜对光线一定是会聚作用,与入射光线的传播方向无关;
(2)“会聚”“发散”是指光线相对于入射方向的偏折趋势,而非最终是否会聚到一点(如凸透镜对发散光线可能仍为发散,但偏折方向靠近主光轴,即体现会聚作用)。
(3)焦点的虚实:凸透镜的焦点是实焦点(实际光线会聚而成),凹透镜的焦点是虚焦点(实际光线无法到达,由反向延长线形成);
(4)光线通过光心时传播方向不变,是光路作图中必须牢记的核心规律,切勿画成发生折射。
【例3】(2026福建省)画出经透镜射出的光线。
【答案】如图所示
【解析】根据凸透镜的三条特殊光线:平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后过异侧焦点射出;过透镜光心的光线,折射后传播方向不变。据此作图。
【变式3-1】(2024辽宁)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出:
(1)入射光线a经凸透镜的折射光线;
(2)折射光线b对应的入射光线。
【答案】如图所示
【解析】过焦点的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后,折射光线过凸透镜的焦点.
【变式3-2】完成如图的光路图。
【答案】如图所示。
【答案】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
【变式3-3】如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
【答案】如图所示
【解析】根据凹透镜的三条特殊光线可知,延长线过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后,将平行于主光轴;过凹透镜光心的光线经凹透镜折射后,传播方向不变,据此完成AB的入射光线和CO的折射光线,如图所示。
模块三 课后作业
一、选择题(共6题)
1.一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分,下列说法正确的是( )
A.①②都是凸透镜 B.①③对光具有会聚作用
C.②③对光具有发散作用 D.只有①对光具有会聚作用
【答案】B
【解析】A.由透镜的定义可知,中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜,中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜,故由图中可知,①③的中间比边缘厚,是凸透镜;②的中间比边缘薄,是凹透镜,故A错误;
BCD.由A中可知,①③是凸透镜,对光有会聚作用;②是凹透镜,对光有发散作用,故可知B正确,CD错误。故选B。
2. 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
【答案】C
【解析】A.“水晶饼”相当于凸透镜,发生的是光的折射现象,故A错误;
B.光的色散现象是指太阳光(白光)透过三棱镜分解成各种色光的现象,故B错误;
CD.“水晶饼”相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,把一束太阳光的能量会聚到焦点上,从而点燃了焦点处的艾草,故C正确,D错误。故选C。
3. 在下列虚框中放入适当的凸透镜或凹透镜,光路图成立。其中放入凸透镜的是( )
A.甲和丁 B.乙和丁 C.丙和丁 D.乙和丙
【答案】A
【解析】甲、丁两图中,光线经过透镜后变会聚了,为凸透镜;乙、丙两图中,光线经过透镜后变发散了,为凹透镜。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4. (2026广东省)如图为某种手电筒的小灯泡,其前端相当于一个凸透镜,可以减小光的发散。灯丝S发出的两条光线经透镜折射的光路,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由凸透镜的三条特殊光线可知,平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点,如图,若光线自右向左入射时,两条会聚的入射光线经凸透镜折射后应交于左焦点右侧,根据光路可逆,S位于左焦点和光心之间,故ABC错误,D正确。 故选D。
5. 图所示的六个透镜中,属于凹透镜的是( )
A.①③⑤ B.②④⑤ C.③⑤⑥ D.④⑤⑥
【答案】C
【解析】根据凸透镜和凹透镜的形状特点可知,①②④都是中间厚、边缘薄的透镜,都是凸透镜;③⑤⑥都是中间薄、边缘厚的透镜,都是凹透镜,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
6. 如图所示是光线经过透镜前后的方向,则虚线处的透镜( )
A.一定是凸透镜
B.可能是凸透镜也可能是凹透镜
C.一定是凹透镜
D.不可能是凸透镜或凹透镜
【答案】C
【解析】根据入射光和折射光的方向,判断光线被会聚了还是发散了。若光线被会聚则填凸透镜,若光线被发散则填凹透镜。
折射光线比起入射光线更加远离主光轴,所以该透镜对光线有发散作用,因此是凹透镜。故选:C。
二、填空题(共5题)
7. 最简单的透镜两个表面都是球面的一部分,通过两个球心的直线CC',叫做透镜的 ,如果透镜的厚度比球面的半径小许多,这种透镜又叫做 ,其中心O点叫做透镜的 。
【答案】主光轴,薄透镜,光心。
【解析】根据主光轴、薄透镜、光心的概念填写.
透镜两个表面是球面的一部分,通过两个球心的直线,叫做透镜的 主光轴,如果透镜的厚度比球面的半径小许多,这种透镜又叫做 薄透镜,其中心O点叫做透镜的光心.
8. 香水的主要成分是易燃酒精。如图(a)所示为三瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,容易在阳光下引发火灾的有______(选填“a”、“b”或“c”),因为它们对光线有______作用;另外一种类型的透镜对光线有______作用;如图(b)所示,一束光经过一个透镜后会聚于主轴上的A点,取掉透镜后,光会聚于B点,则该透镜是______透镜(选填“凸”或“凹”)。
【答案】 ac 会聚 发散 凹
【解析】如图所示,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易在阳光下引发火灾的有ac,它们都是中间厚,边缘薄,是凸透镜,对光有会聚作用,最容易在阳光下引发火灾。
另外一种类型的透镜为凹透镜,对光线有发散作用。
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。
9. 小红在研究凸透镜与凹透镜对光线的作用时:找来7个不同的透镜,如图所示,其中是凸透镜的有_____(选填字母),它对光线有______作用;而凹透镜对光线有______作用。
【答案】 bef 会聚 发散
【解析】中央厚、边缘薄的透镜属于凸透镜,中央薄、边缘厚的透镜属于凹透镜。由图可知,bef属于凸透镜,acd属于凹透镜,g属于平面镜。
凸透镜可以将平行于主光轴的光线,会聚在一点,故凸透镜对光有会聚作用。
平行于主光轴的光线经凹透镜后,折射光线远离主光轴,故凹透镜对光有发散作用。
10. (2025湖北省)2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙。______(填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为______透镜。
【答案】 下 凸
【解析】图甲中的冰透镜成功点燃了火炬,所以冰透镜对光线有会聚作用,为凸透镜。图乙中,物距大于二倍焦距,上面的透镜对光线有发散作用,下面的透镜对光线有会聚作用,所以下面的凸透镜,和冰透镜类型相同。
11.如图根据光通过透镜前后的方向,判断甲透镜为 (选填“凸”或“凹”)透镜,乙透镜为 (选填“凸”或“凹”)透镜
【答案】凸;凹。
【解析】左图中,光线经过透镜后变会聚了,甲透镜为凸透镜;
右图中,光线经过透镜后变发散了,乙透镜为凹透镜。
三、作图题(共3题)
12. (2026四川凉山)如图所示,光线1为入射光线,光线2为光线1经过虚框内透镜的折射光线,O为该透镜的光心,请在虚框内画出适当的透镜,并画出光线3经过透镜后的折射光线。
【答案】如图所示
【解析】光线1为入射光线,光线2为光线1经过虚框内透镜的折射光线,根据根据入射光线的延长线经过凹透镜的虚焦点时,经透镜折射后折射光线平行于主光轴可知,虚线框内应为凹透镜;光线3为过光心的光线,过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变,据此作出光线3经过透镜后的光线。
13. 请根据图中给出的透镜的入射光线,画出相应的折射光线。
【答案】如图所示
【解析】经过透镜光心的光线,其传播方向不变;平行于凸透镜主光轴的光线,过另一侧的焦点;平行于凹透镜主光轴的光线,折射光线的反向延长线过同侧的焦点。如图所示
14.(2026•贵阳一模)在图中,完成入射光线从左边射向凹透镜折射,再由凸透镜折射后的光路。
【答案】如图所示
【解析】对于凹透镜,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;该折射光线又平行于主光轴射入凸透镜中,则平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。
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