4.1 透镜（讲义）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

本初中物理讲义聚焦透镜分类、基本概念及对光的作用这一核心知识点，先通过外形特征区分凸透镜与凹透镜，再系统梳理主光轴、光心、焦点、焦距等基础概念，最后深入分析两类透镜对光线的会聚与发散作用及三条特殊光线，构建递进式学习支架。 资料设计融合随学随练、活学活用等多样化练习，通过干草起火、矿泉水瓶引发火灾等生活实例，培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力，强化科学态度与责任。课中助力教师高效授课，课后便于学生回顾练习，查漏补缺。

第四章 透镜及其应用 第1节 透镜 课标要点 1.区分凸透镜、凹透镜外形，明确主光轴、光心、焦点、焦距。 2.凸透镜会聚光线，凹透镜发散光线，会画基础光路。 学习重难点 重点：两类透镜对光线作用、三条特殊光线。 难点：会聚与发散的本质判定。 知识点 透镜 1.透镜分类 （1）凸透镜 中间厚、边缘薄的透镜。常见实例：老花镜镜片、放大镜、照相机镜头、投影仪镜头、远视眼镜。 （2）凹透镜 中间薄、边缘厚的透镜。常见实例：近视眼镜镜片。 2.透镜基础专有名词 主光轴：通过透镜两个球面球心的直线，用点划线表示。 光心（O）：透镜的中心位置；凡是经过光心的光线，传播方向不发生偏折。 焦点（F） 凸透镜：平行于主光轴的光线经透镜折射后会聚在主光轴上的点，叫作实焦点，左右各一个。 凹透镜：平行于主光轴的光线折射后向外发散，反向延长线相交于主光轴上一点，叫作虚焦点。 焦距（f）：焦点到光心之间的距离。 随学随练如图所示，一塑料薄膜顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，容易引发火灾。塑料薄膜上的水对光的作用相当于（　　） A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．三棱镜 知识点 透镜对光的作用（重点） 1.凸透镜：对光线有会聚作用 （1）含义：折射后的光线相比入射光线，更向主光轴靠拢。 （2）三条必考特殊光线： ①平行于主光轴入射→折射后过另一侧焦点； ②从一侧焦点发出的光线→折射后平行于主光轴射出； ③经过光心→传播方向不变。 2.凹透镜：对光线有发散作用 （1）含义：折射后的光线相比入射光线，更加远离主光轴。 （2）三条必考特殊光线： ①平行于主光轴入射→折射光线反向延长线过同侧虚焦点； ②入射光线正向指向另一侧虚焦点→折射后平行于主光轴射出； ③经过光心→传播方向不变。 随学随练如图所示的光路图中，F是凸透镜的焦点，一束激光从不同方向照射到同一凸透镜上。则图中正确反映了激光束通过凸透镜后传播方向的是（　　） A． B． C． D． 题型 透镜 活学活用关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（　　） A．凸透镜和凹透镜都有两个实焦点 B．凸透镜对光有会聚作用，焦距越小，对光的折光本领就越强 C．凹透镜对光有发散作用，焦距越小，对光的发散作用就越小 D．经过凸透镜和凹透镜光心的光线，其传播方向会发生改变 题型 透镜对光的作用 活学活用完成图中所有的光路图，补画出入射光线或折射光线。 基础通关1．如图所示的光现象，由于光的折射形成的是（     ） A．人通过小孔形成的像 B．人在水中形成的像 C．人在平面镜中形成的像 D．人透过水球形成的像 2．在如图所示的四幅光路图中，能正确表示透镜对光线折射情况的是（　　） A． B． C． D． 3．《淮南万毕术》有记载：“削冰令圆、举以向日，可生火”，这是由于“圆冰”相当于一个 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜；“圆冰”对太阳光有___________（选填“会聚”或“发散”）作用。 4．近年，森林火灾频发，有调查显示，一部分森林火灾的“罪魁祸首”是装有水的瓶子。这些装有水的瓶子在阳光照射下引起干草等物体自燃，从而导致火灾发生，装有水的瓶子所起的作用相当于______镜。 5．2022年4月8日，四川省达州市，一车主将车停在露天停车场时，车内冒起了浓烟。经了解，车辆起火的原因是车内放了一个装水的矿泉水瓶。如图所示，当矿泉水瓶装上水时，瓶里的水呈现圆柱状，相当于______镜，对光具有______作用，所以，当阳光照射到装水的矿泉水瓶上时，容易引起火灾。 素养提升 6．（多选）下列有关光学知识的说法，正确的是（      ） A．光在真空中的传播速度是340m/s B．光照到墙面上发生的漫反射遵循光的反射定律 C．红、绿、蓝三种色光按照一定的比例混合后可以形成日光 D．凹透镜对光有发散作用，所以通过凹透镜的几束光一定不相交 7．如图是光经过虚线框内某透镜的光路图，下列说法正确的是（     ） A．虚线框内是凸透镜，对光有会聚作用 B．虚线框内是凹透镜，对光有会聚作用 C．虚线框内是凸透镜，对光有发散作用 D．虚线框内是凹透镜，对光有发散作用 8．如图所示，甲乙两个凸透镜的焦距分别是10cm和15cm，与主光轴平行的光束分别射向甲、乙两个凸透镜，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙凸透镜对非平行光线也均有会聚作用 B．甲、乙凸透镜各有两个虚焦点 C．甲凸透镜焦点到光心的距离大于乙凸透镜焦点到光心的距离 D．乙凸透镜折光能力比甲凸透镜折光能力强 9．下列有关光学的知识，叙述正确的是（   ） A．光在真空中的传播速度约为 B．光垂直入射到平面镜上，反射角是90度 C．玻璃幕墙反射太阳光造成光污染是漫反射 D．光束通过凸透镜必会聚于透镜主光轴上一点 10．下列说法中正确的是（    ） A．光线垂直照射在平面镜上，反射角是 B．光在发生折射时，折射角总小于入射角 C．因凹透镜对光有发散作用，所以光束通过凹透镜后不会相交 D．从不同方向射向凸透镜（不过光心）的光束，通过凸透镜后传播方向都会向主轴偏折 迁移创新 11．实验室中可用如下方法测量凹透镜的焦距。如图所示，在光具座上从左至右依次竖直放置待测焦距的凹透镜、已知焦距为f的凸透镜和平面镜，并令两薄透镜的主光轴重合。将一束平行光沿主光轴从凹透镜的左侧射入并最终照到平面镜上。调整两薄透镜光心间的距离为L时，平面镜上的反射光恰能沿原光路返回。由此可知此凹透镜的焦距大小为（　　） A． B． C． D． 12．下列光学作图正确的是（    ） A．光的反射和折射 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 13．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于一点 B．凹透镜对光有发散作用，因此通过凹透镜的光一定是发散的 C．一束平行光通过凸透镜后会聚于焦点 D．焦距为3cm的凸透镜比焦距为5cm的凸透镜折光能力更强 14．画出凸透镜成像中，时物体AB的成像光路图。 15．车载香水的主要成分是易燃酒精，如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异，夏季最不适合放在车内的是（　　） A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 透镜及其应用 第1节 透镜 课标要点 1.区分凸透镜、凹透镜外形，明确主光轴、光心、焦点、焦距。 2.凸透镜会聚光线，凹透镜发散光线，会画基础光路。 学习重难点 重点：两类透镜对光线作用、三条特殊光线。 难点：会聚与发散的本质判定。 知识点 透镜 1.透镜分类 （1）凸透镜 中间厚、边缘薄的透镜。常见实例：老花镜镜片、放大镜、照相机镜头、投影仪镜头、远视眼镜。 （2）凹透镜 中间薄、边缘厚的透镜。常见实例：近视眼镜镜片。 2.透镜基础专有名词 主光轴：通过透镜两个球面球心的直线，用点划线表示。 光心（O）：透镜的中心位置；凡是经过光心的光线，传播方向不发生偏折。 焦点（F） 凸透镜：平行于主光轴的光线经透镜折射后会聚在主光轴上的点，叫作实焦点，左右各一个。 凹透镜：平行于主光轴的光线折射后向外发散，反向延长线相交于主光轴上一点，叫作虚焦点。 焦距（f）：焦点到光心之间的距离。 随学随练如图所示，一塑料薄膜顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，容易引发火灾。塑料薄膜上的水对光的作用相当于（　　） A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．三棱镜 【答案】B 【详解】塑料薄膜积水后，形成一个中间厚边缘薄的水凸透镜，对光有会聚作用，当太阳光被会聚到干草上时，容易引发火灾，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 知识点 透镜对光的作用（重点） 1.凸透镜：对光线有会聚作用 （1）含义：折射后的光线相比入射光线，更向主光轴靠拢。 （2）三条必考特殊光线： ①平行于主光轴入射→折射后过另一侧焦点； ②从一侧焦点发出的光线→折射后平行于主光轴射出； ③经过光心→传播方向不变。 2.凹透镜：对光线有发散作用 （1）含义：折射后的光线相比入射光线，更加远离主光轴。 （2）三条必考特殊光线： ①平行于主光轴入射→折射光线反向延长线过同侧虚焦点； ②入射光线正向指向另一侧虚焦点→折射后平行于主光轴射出； ③经过光心→传播方向不变。 随学随练如图所示的光路图中，F是凸透镜的焦点，一束激光从不同方向照射到同一凸透镜上。则图中正确反映了激光束通过凸透镜后传播方向的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．凸透镜对光有会聚作用，这里的“会聚”，是指相比入射光线，折射光线的传播趋势更靠近凸透镜的主光轴。图中折射光线相比入射光线，远离了主光轴，故AB不符合题意； C．根据凸透镜三条特殊光线特征可知，从焦点发出的光线，平行主光轴射出，故C符合题意； D．平行主光轴的光线，折射后过另一侧的焦点，图中的入射光线不与主光轴平行，故其折射光线不能过焦点，故D不符合题意。 故选C。 题型 透镜 活学活用关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（　　） A．凸透镜和凹透镜都有两个实焦点 B．凸透镜对光有会聚作用，焦距越小，对光的折光本领就越强 C．凹透镜对光有发散作用，焦距越小，对光的发散作用就越小 D．经过凸透镜和凹透镜光心的光线，其传播方向会发生改变 【答案】B 【详解】A．凸透镜的焦点是实际光线会聚形成的，是实焦点，凹透镜的焦点是实际光线的反向延长线会聚形成的，是虚焦点，故A错误； B．凸透镜对光有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点和凸透镜越近，说明凸透镜对光线会聚能力越强，故B正确； C．凹透镜对光有发散作用，凹透镜的焦距越小，其对光的发散作用就越大，故C错误； D．凸透镜、凹透镜光心的特点是通过光心的光线方向不发生改变，光无论沿什么方向射向凹透镜的光心后，其传播方向不发生改变，故D错误。 故选B。 题型 透镜对光的作用 活学活用完成图中所有的光路图，补画出入射光线或折射光线。 【答案】 【详解】凸透镜三条特殊光线：①平行于主光轴入射的光线，光线通过透镜后折射光线过另一侧的焦点；②过光心入射的光线，光线通过透镜后传播方向不变；③过焦点入射的光线，光线通过透镜后折射光线平行于主光轴射出；平行于凹透镜主光轴入射的光线，光线通过透镜后折射光线的反向延长线过入射光线这一侧的焦点。如图所示： 基础通关1．如图所示的光现象，由于光的折射形成的是（     ） A．人通过小孔形成的像 B．人在水中形成的像 C．人在平面镜中形成的像 D．人透过水球形成的像 【答案】D 【详解】A．小孔成像是光的直线传播形成的，故A不符合题意； B．人在水中形成的像属于倒影，是光的反射形成的平面镜成像，故B不符合题意； C．平面镜成像的原理是光的反射，故C不符合题意； D．水球相当于凸透镜，人透过水球成像是凸透镜成像，是光经过水球时发生折射形成的，故D符合题意。 故选D。 2．在如图所示的四幅光路图中，能正确表示透镜对光线折射情况的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．凹透镜对光线有发散作用，图中光线经过凹透镜后会聚了，故A不符合题意； B．凹透镜对光线有发散作用，图中光线（从焦点发出）经过凹透镜后表现出会聚趋势，故B不符合题意； C．凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经过凸透镜后，会聚到焦点上，故C符合题意； D．经过焦点的光线经过凸透镜后应该平行于主光轴，图中光线经过凸透镜后远离主光轴了，故D不符合题意。 故选C。 3．《淮南万毕术》有记载：“削冰令圆、举以向日，可生火”，这是由于“圆冰”相当于一个 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜；“圆冰”对太阳光有___________（选填“会聚”或“发散”）作用。 【答案】 凸 会聚 【详解】[1][2]“削冰令圆、举以向日，可生火”说明“圆冰”对太阳光具有会聚作用，而凸透镜对光有会聚作用，所以“圆冰”相当于一个凸透镜。 4．近年，森林火灾频发，有调查显示，一部分森林火灾的“罪魁祸首”是装有水的瓶子。这些装有水的瓶子在阳光照射下引起干草等物体自燃，从而导致火灾发生，装有水的瓶子所起的作用相当于______镜。 【答案】凸透 【详解】装有水的透明塑料瓶中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，可以将射来的太阳光会聚在一点上，会聚点的温度很高，可能会引起火灾。 5．2022年4月8日，四川省达州市，一车主将车停在露天停车场时，车内冒起了浓烟。经了解，车辆起火的原因是车内放了一个装水的矿泉水瓶。如图所示，当矿泉水瓶装上水时，瓶里的水呈现圆柱状，相当于______镜，对光具有______作用，所以，当阳光照射到装水的矿泉水瓶上时，容易引起火灾。 【答案】 凸透 会聚 【详解】[1][2]装满水的矿泉水瓶中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用，会使太阳光汇聚于一点，凸透镜焦点的温度高，达到易燃物的着火点，易燃物燃烧引起火灾。 素养提升 6．（多选）下列有关光学知识的说法，正确的是（      ） A．光在真空中的传播速度是340m/s B．光照到墙面上发生的漫反射遵循光的反射定律 C．红、绿、蓝三种色光按照一定的比例混合后可以形成日光 D．凹透镜对光有发散作用，所以通过凹透镜的几束光一定不相交 【答案】BC 【详解】A．光在真空中的传播速度是3×108m/s，340m/s是声音在15℃空气中的传播速度，故A错误； B．漫反射属于光的反射现象，所有光的反射都遵循光的反射定律，故B正确； C．红、绿、蓝是光的三原色，这三种色光按照一定比例混合后可合成白光（日光），故C正确； D．凹透镜对光有发散作用，但如果入射的是会聚光线，经过凹透镜发散后仍可能会相交，只是会聚点会向后移动，故D错误。 故选BC。 7．如图是光经过虚线框内某透镜的光路图，下列说法正确的是（     ） A．虚线框内是凸透镜，对光有会聚作用 B．虚线框内是凹透镜，对光有会聚作用 C．虚线框内是凸透镜，对光有发散作用 D．虚线框内是凹透镜，对光有发散作用 【答案】D 【详解】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。由图可知，光线经过透镜后变得发散，因此虚线框内是凹透镜，故选D。 8．如图所示，甲乙两个凸透镜的焦距分别是10cm和15cm，与主光轴平行的光束分别射向甲、乙两个凸透镜，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙凸透镜对非平行光线也均有会聚作用 B．甲、乙凸透镜各有两个虚焦点 C．甲凸透镜焦点到光心的距离大于乙凸透镜焦点到光心的距离 D．乙凸透镜折光能力比甲凸透镜折光能力强 【答案】A 【详解】A．凸透镜又称会聚透镜，对光线有会聚作用。无论是平行光还是非平行光，经过凸透镜后都会发生会聚。故A正确； B．凸透镜的焦点是平行于主光轴的光线经透镜折射后实际会聚的点，因此是实焦点。凹透镜的焦点才是虚焦点。故B错误； C．焦点到光心的距离叫做焦距。甲乙两个凸透镜的焦距分别是10cm和15cm，因为，所以甲凸透镜焦点到光心的距离小于乙凸透镜焦点到光心的距离。故C错误； D．凸透镜的焦距越短，对光线的会聚作用（折光能力）就越强。因为甲凸透镜的焦距小于乙凸透镜的焦距，所以甲凸透镜的折光能力比乙凸透镜强。故D错误。 故选A。 9．下列有关光学的知识，叙述正确的是（   ） A．光在真空中的传播速度约为 B．光垂直入射到平面镜上，反射角是90度 C．玻璃幕墙反射太阳光造成光污染是漫反射 D．光束通过凸透镜必会聚于透镜主光轴上一点 【答案】A 【详解】A．光在真空中的传播速度为，即，故A正确； B．入射角是入射光线与法线的夹角，光垂直入射时，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，故反射角为0°，不是90°，故B错误； C．玻璃幕墙表面光滑，其反射太阳光属于镜面反射，入射光线平行，反射光线仍平行，造成光污染，故C错误； D．凸透镜对光线有会聚作用，但仅当入射光线平行于主光轴时，才会聚于主光轴上的焦点处；若平行光不平行于主光轴入射在凸透镜上，则会聚于其他点，该点不在主光轴上，故D错误。 故选A。 10．下列说法中正确的是（    ） A．光线垂直照射在平面镜上，反射角是 B．光在发生折射时，折射角总小于入射角 C．因凹透镜对光有发散作用，所以光束通过凹透镜后不会相交 D．从不同方向射向凸透镜（不过光心）的光束，通过凸透镜后传播方向都会向主轴偏折 【答案】D 【详解】A．光线垂直照射在平面镜上时，入射角为0°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，因此反射角也为0°，而非90°，故A错误； B．光的折射规律中，折射角并非总小于入射角。当光从光疏介质斜射入光密介质时，折射角小于入射角；当光从光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角，故B错误； C．凹透镜对光有发散作用，但只是使光线的传播方向远离主光轴，若入射光束本身是会聚的，经过凹透镜发散后仍有可能相交，故C错误； D．凸透镜对光有会聚作用，从不同方向射向凸透镜（不过光心）的光束，通过凸透镜后传播方向都会向主光轴偏折，故D正确。 故选D。 迁移创新 11．实验室中可用如下方法测量凹透镜的焦距。如图所示，在光具座上从左至右依次竖直放置待测焦距的凹透镜、已知焦距为f的凸透镜和平面镜，并令两薄透镜的主光轴重合。将一束平行光沿主光轴从凹透镜的左侧射入并最终照到平面镜上。调整两薄透镜光心间的距离为L时，平面镜上的反射光恰能沿原光路返回。由此可知此凹透镜的焦距大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】当凸透镜的焦点位于凸透镜与凹透镜之间时，因为从凹透镜出来的光线为发散光线，所以不可能经过凸透镜焦点；当凸透镜焦点位于凹透镜左边时，则可能从凹透镜出来的光线的反向延长线经过凸透镜的焦点；而射入凹透镜的光线为平行光线，故从凹透镜出来的光线的反向延长线也经过凹透镜的焦点，因而凹透镜的焦点与凸透镜的焦点重合，如图所示： 所以凹透镜的焦距 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 12．下列光学作图正确的是（    ） A．光的反射和折射 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】A 【详解】A．光从空气斜射到水中时，在界面处同时发生反射和折射，反射角等于入射角，折射角小于入射角，故A正确； B．平面镜成的像与物关于平面镜对称，故B错误； C．凸透镜对光线具有会聚作用，故C错误； D．凹透镜对光线具有发散作用，故D错误。 故选A。 13．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于一点 B．凹透镜对光有发散作用，因此通过凹透镜的光一定是发散的 C．一束平行光通过凸透镜后会聚于焦点 D．焦距为3cm的凸透镜比焦距为5cm的凸透镜折光能力更强 【答案】D 【详解】A．凸透镜的“会聚作用”是指光线经透镜后比入射时更靠近主光轴，并非一定会聚于一点（如发散光线经凸透镜后可能仍发散，只是发散程度减小），故A错误； B．凹透镜的“发散作用”是指光线经透镜后比入射时更远离主光轴，并非一定成为发散光（如会聚光线经凹透镜后可能仍会聚，只是会聚程度减小），故B错误； C．只有平行于主光轴的光通过凸透镜后才会会聚于焦点，非主光轴方向的平行光不会会聚于焦点，故C错误； D．凸透镜的焦距越短，对光线的偏折（折光）能力越强；焦距3cm的凸透镜比焦距5cm的凸透镜焦距更短，因此折光能力更强，故D正确。 故选D。 14．画出凸透镜成像中，时物体AB的成像光路图。 【答案】 【详解】画出从A点发出的平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点、通过光心的光线传播方向不变，折射光线的交点可得A点的像，垂直主光轴画出像A′B′，如图所示： 15．车载香水的主要成分是易燃酒精，如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异，夏季最不适合放在车内的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．A图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用，故A不符合题意； B．B图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凸透镜，对光有会聚作用，容易引起火灾，最不适合放在车内，故B符合题意； C．C图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凹透镜，对光有发散作用，故C不符合题意； D．根据光的折射规律可知，D图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用，故D不符合题意； 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $