5.1 透镜（讲义）物理新教材人教版八年级上册

本初中物理讲义聚焦透镜核心知识点，从凸透镜与凹透镜的形态特征入手，系统梳理主光轴、光心等结构概念，递进至透镜对光的会聚与发散作用，再深入焦点、焦距及三条特殊光线的光路规律，构建完整的知识支架。 资料通过“易错提醒”澄清概念误区，结合“水晶饼取火”等生活实例设计随学随练，培养科学探究与科学思维能力。课中辅助实验教学，课后分层练习助力学生查漏补缺，强化知识应用与严谨科学态度。

第五章 透镜及其应用 第1节 透镜 课标要点 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 学习重难点 重点：通过实验让学生了解凸透镜和凹透镜对光的作用。 难点：凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 知识点 透镜 1. 凸透镜和凹透镜 凸透镜 凹透镜 （1）凸透镜：中间 、边缘 的透镜叫作凸透镜； （2）凹透镜：中间 ，边缘 的透镜叫作凹透镜； （3）薄透镜：若透镜的厚度远小于球面的 ，这种透镜叫作薄透镜。 2. 主光轴和光心 （1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴。如图中的点划线CC＇。 凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心 （2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，叫作透镜的光心O。 易错提醒 1. 不能仅凭单侧表面形状判断透镜类型，一侧凸起的透镜，若另一侧凹陷程度更大，整体仍可能是中间薄边缘厚的凹透镜。 2. 判断透镜对光线的作用时，不能只看出射光线形态，要对比入射光线的延长线：出射光线比原入射方向更收拢才是会聚（凸透镜），更散开才是发散（凹透镜）。 3. 玻璃砖内带圆形气泡时，被气泡隔开的两侧玻璃是中间薄边缘厚的凹透镜组，平行光穿过后会发散，绝非会聚。 4. 凸透镜看近处字是放大正像，凹透镜始终成正立缩小像，别把远视镜和近视镜的属性记反。 随学随练 1．把一个透明且均匀的玻璃球切成如图所示的五块，其中能够使平行光发散的有（　　） A．只有b B．a、c、d、e C．a、b、c D．a、b、c、d、e均可 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”。“水晶饼”利用太阳光生火，它是哪种光学元件（　　） A．凸透镜 B．凹透镜 C．凸面镜 D．凹面镜 知识点 透镜对光的作用 1. 凸透镜对光有 作用，又叫会聚透镜。 凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 2. 凹透镜对光有 作用，又叫发散透镜。 凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 易错提醒 ‌1. 凸透镜的“会聚作用”不是专指把光线聚成一点，而是让折射光线比入射光线更向主光轴偏折，哪怕折射后仍是发散光，只要发散程度变弱，就属于会聚作用，并非只有平行光才能被凸透镜会聚。 2. 凹透镜的“发散作用”同理，是让折射光线比入射光线更远离主光轴，哪怕折射后仍是会聚光，只要会聚程度变弱，就属于发散作用，不要误以为经过凹透镜的光线一定是发散光。 3. 平行于主光轴的光线经凸透镜才会过焦点，普通平行光只会聚到焦平面上的某点，别混淆条件。 4. 光路图里光线要标箭头，折射光线的反向延长线必须用虚线，不能画成实线。 随学随练 1．光通过透镜的光路如图所示，其中正确的是（    ） A． B． C． D． 2. 晋代张华《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”大体意思就是将冰磨成一种冰镜，让太阳透过它就可点燃艾草取火。下列说法正确的是（　　） A．“削冰令圆”就是把冰块削成凹透镜 B．“削冰令圆”中的冰块对光有会聚作用 C．“以艾承其影”中的“影”指太阳的影子 D．若要“火生”，应把“艾”放在冰镜的二倍焦距位置上 知识点 焦点、焦距及三条特殊光线 1. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫作 ，用F表示。 （2）焦距：焦点到 的距离叫作焦距，用f表示。 （3）凸透镜有 个焦点，并且关于 对称。 （4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越 ，对光的会聚作用越 （选填“强”或“弱”）。 凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距 （5）粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法 如图所示，将凸透镜正对着太阳光（可看成是平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最 、最 ，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。 2. 凹透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后 ，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的 ，它不是实际光线的会聚点。凹透镜有 个焦点，关于光心对称。 （2）焦距：焦点到凹透镜 的距离叫作焦距。凹透镜焦距的大小表示对光 能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越 （选填“强”或“弱”）。 凹透镜的焦点和焦距 3. 透镜的三条特殊光线 （1）凸透镜的三条特殊光线 ①通过凸透镜 的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 ，如图乙； ③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 ，如图丙。 甲 乙 丙 （2）凹透镜的三条特殊光线： ①通过凹透镜 的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的 通过焦点，如图乙； ③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于 射出，如图丙。 甲 乙 丙 易错提醒 1. 概念区分别混淆：凸透镜的焦点是平行光会聚的实焦点，凹透镜是反向延长线形成的虚焦点，两者都有左右两个，别误以为凹透镜没有焦点。 2. 测量焦距避坑：用太阳光测焦距时，必须让凸透镜正对阳光，要找到最小最亮的光斑才是焦点，不能随便拿个光斑就测距离，否则结果偏差很大。 3. 隐含条件别忽略：当物距u=2f时，像距v也等于2f，此时成等大实像，这是实验中快速推算焦距的常用依据，很多同学容易漏掉这个关键规律。 4. 光路细节要注意：过光心的光线传播方向不变，平行主光轴的光线折射后过焦点，作图时漏标箭头、虚实线不分是高频丢分点。 随学随练 1．我国出土的文物“水晶饼”形似一个中部鼓起的透明圆饼，古人常用其取火。关于“水晶饼”对光的作用，下列光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 2. 如图，F为凸透镜的焦点，O为光心，请结合凸透镜的相应知识，完成下面光路图。 题型 透镜对光的作用 ‌1. 凸透镜与凹透镜的辨别方法： （1）形态观察法‌：凸透镜中间厚、边缘薄，凹透镜中间薄、边缘厚，可直接目视或隔着软纸触摸判断。 （2）聚光测试法‌：正对平行太阳光，能形成最小最亮光斑的是凸透镜，光斑扩散成暗圈的是凹透镜。 （3）近物成像法‌：贴近书本文字观察，成正立放大虚像的是凸透镜，始终成正立缩小虚像的是凹透镜。 （4）远物实像法‌：对准窗外远处景物，能在白墙上成倒立实像的是凸透镜，无法承接实像的是凹透镜。 2. 理解透镜的“会聚”与“发散” （1）判断‌：不看折射光线是否相交，对比入射光线原传播方向，折射后更靠近主光轴为会聚，更远离主光轴为发散。 （2）透镜类型速判‌：光线经透镜后向主光轴偏折是凸透镜，反之是凹透镜，避开“会聚必相交”的误区。 3. 光路可逆应用‌：已知任意一条入射或折射光线，可直接反向推导对应光路，快速补全残缺光路图。 活学活用 1．如图所示，将凸透镜正对着阳光，把一张白纸放在它的另一侧，来回移动白纸，直到白纸上的光斑变得最小、最亮，此时该亮斑距凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距是_______cm，换成凹透镜再做这个实验，在纸上_______（选填“能”或“不能”）看到很小、很亮的光斑。 2．如图所示，是光经过透镜折射前后的光路图，关于虚线框内的透镜类型，下列判断正确的是（   ） A．两个都是凹透镜 B．两个都是凸透镜 C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲是凸透镜，乙是凹透镜 题型 透镜作图题 初中物理透镜作图题核心技巧可归纳为三点，帮你快速理清思路、少走弯路。 第一，先辨透镜类型：记住核心判断标准——折射光线比入射光线向主光轴靠拢就是凸透镜，比入射光线远离主光轴就是凹透镜，遇到光线被框住的题型，先对比入射、出射光线的宽窄变化，就能快速区分会聚还是发散。 第二，牢记三条特殊光线：平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过异侧焦点，经凹透镜折射后反向延长线过同侧焦点；过光心的光线传播方向始终不变；从凸透镜焦点发出的光线，折射后平行于主光轴，射向凹透镜另一侧焦点的光线，折射后也平行于主光轴。 第三，复杂组合题用辅助线法：遇到单条光线判断透镜的题型，补一条平行于入射光的辅助线形成平行光束，再看光束宽窄变化就能准确判断透镜类型；两块透镜组合的题型，利用前后焦点重合的规律，就能快速确定两镜间距和焦距的关系。 活学活用 1．请画出图中入射光线对应的折射光线。        2．如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，F为凹透镜的焦点，O为光心，请画出两条入射光线通过凹透镜后的折射光线。 基础通关 1．一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法中，正确的是（     ） A．折射光束比原来的光束会聚一些 B．一定是会聚光束 C．一定是发散光束 D．不可能是平行光束 2. 小明同学暑假到森林公园旅游，导游要求大家不要随意丢弃饮料瓶，这不仅是为了环境美观，更是为了保护森林。因为透明的饮料瓶中有水或饮料时（　　） A．相当于凸透镜，对光有会聚作用 B．相当于凸透镜，对光有发散作用 C．相当于凹透镜，对光有会聚作用 D．相当于凹透镜，对光有发散作用 3. 光经过透镜折射前后的光路如图所示，则下列对虚线框内的透镜类型判断正确的是（    ） A．两个都是凹透镜 B．两个都是凸透镜 C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲是凸透镜，乙是凹透镜 4. 如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，下列判断正确的是（    ） A．图甲是凸透镜，图乙是凹透镜 B．图甲是凹透镜，图丙是凹透镜 C．图乙是凸透镜，图丁是凸透镜 D．图丙是凸透镜，图丁是凹透镜 5. 在综合实践活动中，小明同学将甲、乙两个透镜正对平行光，观察到的现象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲透镜对光有会聚作用，乙透镜对光有发散作用 B．甲、乙两个透镜对光都有发散作用 C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲是凸透镜，乙是凹透镜 6. 如图所示，一透明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．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．凸面镜 7. 如图所示画出了光线通过甲、乙透镜的示意图（透镜在虚线框内未画出），下列说法正确的是（    ） A．甲、乙都是凸透镜 B．甲是凸透镜，乙是凹透镜 C．甲、乙都是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜 8. 如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点，取掉透镜后，光会聚于点，则该透镜是______（选填“凸”或“凹”）透镜，对光线具有______作用。 9. 透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的_______（选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘_______的透镜是凸透镜，如图中的_______（填字母）；中间比边缘_________的透镜是凹透镜，如图中的_________。（填字母） 10. 如图所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，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暗。这是因为空气泡与周围的水组成_____（选填“凸”或“凹”）透镜，太阳光射向空气泡和它下方的水后，出射光线会被_______（选填“会聚”或“发散”）。小明的爷爷戴的老花镜对光有_______（选填“会聚”或“发散”）作用。 素养提升 11．图中画出了光线分别通过甲、乙、丙、丁四个透镜的光路图（透镜在虚线框内未画出），下列说法正确的是（　　） ①甲透镜对光有发散作用，因此甲透镜是凹透镜 ②乙透镜对光有会聚作用，因此乙透镜是凸透镜 ③丙透镜对光有发散作用，因此丙透镜是凹透镜 ④丁透镜对光有会聚作用，因此丁透镜是凸透镜 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 12. （多选题）下列关于透镜的说法正确的是（     ） A．凸透镜只对平行光有会聚作用 B．光经过凸透镜折射后会聚的点叫焦点 C．凸透镜焦距越小，对光的会聚作用就越强 D．凹透镜焦距越大，对光的发散作用就越弱 13. （多选题）在图所示的光路图中，分别填入1块合适的透镜。其中应选择凹透镜的是（　　） A． B． C． D． 14．（多选题）如图所示，点放置一光学元件。入射光线经过元件后会沿射出，该光学器件可能是（　　） A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．玻璃板 15. 如图所示，虚线方框内放置了一块透镜，右侧有一块光屏，平行并紧贴虚线方框放置。一束平行光通过图中虚线框后，在光屏上形成一个圆形光斑。要判断虚线框中是凸透镜还是凹透镜，只需将光屏向右移动： (1)如果光屏上的光斑______，那么就是______。 (2)如果光屏上的光斑______，那么就是______。 迁移创新 16. 小明有三块如图所示的凸透镜，他想要测量三块不同的凸透镜的焦距，于是分别将三块凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧放置白纸，调整凸透镜到白纸的距离使白纸上出现____的光斑，测量白纸到凸透镜光心的距离，得出三块透镜的焦距如下表所示，分析数据可以发现，凸透镜的表面凸起的程度（厚度）越_____（选填“大”或“小”），凸透镜的焦距越短。 实验序号 1 2 3 凸透镜 甲 乙 丙 厚度 0.5cm 1 cm 2 cm 焦距 8 cm 5 cm 3 cm 17．在探究“透镜对光的作用”的实验过程中，取一个大烧杯，里面充以烟雾，用手电筒射出一平行光束（如图）。甲图是光直接射入杯中；乙图是在杯底放一个凸透镜；丙图是在杯底放一个凹透镜。 (1)此实验探究出的物理结论是______。 (2)向烧杯中充以烟雾的目的是_______。 (3)要使得出的结论更具普遍性，你对实验的改进建议是（写出一条即可）______。 18. 太阳离我们非常远，射到地面的阳光可以看成平行光。小明在实验室找到了两个除材质外其他都相同的凸透镜A、B，他想利用阳光测量它们的焦距，探究焦距与透镜的材质是否有关。请你选择合适的器材，帮助小明设计一个实验方案进行探究。 (1)实验器材：________； (2)实验步骤：________； (3)实验结论：________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 透镜及其应用 第1节 透镜 课标要点 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 学习重难点 重点：通过实验让学生了解凸透镜和凹透镜对光的作用。 难点：凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 知识点 透镜 1. 凸透镜和凹透镜 凸透镜 凹透镜 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜叫作凸透镜； （2）凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜叫作凹透镜； （3）薄透镜：若透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫作薄透镜。 2. 主光轴和光心 （1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴。如图中的点划线CC＇。 凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心 （2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，叫作透镜的光心O。 易错提醒 1. 不能仅凭单侧表面形状判断透镜类型，一侧凸起的透镜，若另一侧凹陷程度更大，整体仍可能是中间薄边缘厚的凹透镜。 2. 判断透镜对光线的作用时，不能只看出射光线形态，要对比入射光线的延长线：出射光线比原入射方向更收拢才是会聚（凸透镜），更散开才是发散（凹透镜）。 3. 玻璃砖内带圆形气泡时，被气泡隔开的两侧玻璃是中间薄边缘厚的凹透镜组，平行光穿过后会发散，绝非会聚。 4. 凸透镜看近处字是放大正像，凹透镜始终成正立缩小像，别把远视镜和近视镜的属性记反。 随学随练 1．把一个透明且均匀的玻璃球切成如图所示的五块，其中能够使平行光发散的有（　　） A．只有b B．a、c、d、e C．a、b、c D．a、b、c、d、e均可 【答案】A 【详解】 都符合“中间厚、边缘薄”的特点，属于凸透镜，对平行光有会聚作用；是“中间薄、边缘厚”，属于凹透镜，能使平行光发散。故选A。 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”。“水晶饼”利用太阳光生火，它是哪种光学元件（　　） A．凸透镜 B．凹透镜 C．凸面镜 D．凹面镜 【答案】A 【详解】由题意可知，“水晶饼”是中部鼓起的透明圆饼，即中间厚、边缘薄，所以是凸透镜；‘正午向日，以艾承之，即火燃’，说明它对光线有会聚作用，可以用来取火，这也是凸透镜的特点，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 知识点 透镜对光的作用 1. 凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜。 凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 2. 凹透镜对光有发散作用，又叫发散透镜。 凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 易错提醒 ‌1. 凸透镜的“会聚作用”不是专指把光线聚成一点，而是让折射光线比入射光线更向主光轴偏折，哪怕折射后仍是发散光，只要发散程度变弱，就属于会聚作用，并非只有平行光才能被凸透镜会聚。 2. 凹透镜的“发散作用”同理，是让折射光线比入射光线更远离主光轴，哪怕折射后仍是会聚光，只要会聚程度变弱，就属于发散作用，不要误以为经过凹透镜的光线一定是发散光。 3. 平行于主光轴的光线经凸透镜才会过焦点，普通平行光只会聚到焦平面上的某点，别混淆条件。 4. 光路图里光线要标箭头，折射光线的反向延长线必须用虚线，不能画成实线。 随学随练 1．光通过透镜的光路如图所示，其中正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图中是凸透镜，对光有会聚作用，而图中的光线经凸透镜后发散，故A错误； B．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后折射光线向焦点会聚，故B正确； C．根据凹透镜的三条特殊光线，平行于主光轴的光线经凹透镜后折射光线的反向延长线经过虚焦点，故C错误； D．图中是凹透镜，对光有发散作用，而图中的光线经凹透镜后会聚，故D错误。 故选B。 2. 晋代张华《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”大体意思就是将冰磨成一种冰镜，让太阳透过它就可点燃艾草取火。下列说法正确的是（　　） A．“削冰令圆”就是把冰块削成凹透镜 B．“削冰令圆”中的冰块对光有会聚作用 C．“以艾承其影”中的“影”指太阳的影子 D．若要“火生”，应把“艾”放在冰镜的二倍焦距位置上 【答案】B 【详解】A．“削冰令圆”是把冰块削成凸透镜，故A错误； B．该冰镜是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，能会聚太阳光升温点燃艾草，故B正确； C．“以艾承其影”中的“影”不是太阳的影子，是太阳光经冰镜会聚后形成的最小最亮的光斑，故C错误； D．平行的太阳光经凸透镜后会聚在焦点，此处温度最高，因此应把艾放在焦点位置，故D错误。 故选B。 知识点 焦点、焦距及三条特殊光线 1. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫作焦点，用F表示。 （2）焦距：焦点到光心的距离叫作焦距，用f表示。 （3）凸透镜有2个焦点，并且关于光心对称。 （4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越小，对光的会聚作用越强（选填“强”或“弱”）。 凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距 （5）粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法 如图所示，将凸透镜正对着太阳光（可看成是平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。 2. 凹透镜的焦点和焦距 （1）焦点：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，叫凹透镜的焦点，它不是实际光线的会聚点。凹透镜有2个焦点，关于光心对称。 （2）焦距：焦点到凹透镜光心的距离叫作焦距。凹透镜焦距的大小表示对光发散能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越强（选填“强”或“弱”）。 凹透镜的焦点和焦距 3. 透镜的三条特殊光线 （1）凸透镜的三条特殊光线 ①通过凸透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，如图乙； ③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图丙。 甲 乙 丙 （2）凹透镜的三条特殊光线： ①通过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过焦点，如图乙； ③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出，如图丙。 甲 乙 丙 易错提醒 1. 概念区分别混淆：凸透镜的焦点是平行光会聚的实焦点，凹透镜是反向延长线形成的虚焦点，两者都有左右两个，别误以为凹透镜没有焦点。 2. 测量焦距避坑：用太阳光测焦距时，必须让凸透镜正对阳光，要找到最小最亮的光斑才是焦点，不能随便拿个光斑就测距离，否则结果偏差很大。 3. 隐含条件别忽略：当物距u=2f时，像距v也等于2f，此时成等大实像，这是实验中快速推算焦距的常用依据，很多同学容易漏掉这个关键规律。 4. 光路细节要注意：过光心的光线传播方向不变，平行主光轴的光线折射后过焦点，作图时漏标箭头、虚实线不分是高频丢分点。 随学随练 1．我国出土的文物“水晶饼”形似一个中部鼓起的透明圆饼，古人常用其取火。关于“水晶饼”对光的作用，下列光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意知，“水晶饼”中间厚、边缘薄，属于凸透镜，根据凸透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴射向凸透镜的光线，经凸透镜后折射光线向焦点会聚；故A正确，BCD错误。 故选A。 2. 如图，F为凸透镜的焦点，O为光心，请结合凸透镜的相应知识，完成下面光路图。 【答案】见右图。 【详解】平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后，折射光线会过透镜另一侧的焦点，因此将该光线和凸透镜的交点，与凸透镜右侧的焦点F连接，画出指向右的箭头，得到该光线的折射光线；经过凸透镜光心的光线，传播方向不发生改变，沿图中已有出射光线的方向向左延长，画出指向O的箭头，补出入射光线即可。 题型 透镜对光的作用 ‌1. 凸透镜与凹透镜的辨别方法： （1）形态观察法‌：凸透镜中间厚、边缘薄，凹透镜中间薄、边缘厚，可直接目视或隔着软纸触摸判断。 （2）聚光测试法‌：正对平行太阳光，能形成最小最亮光斑的是凸透镜，光斑扩散成暗圈的是凹透镜。 （3）近物成像法‌：贴近书本文字观察，成正立放大虚像的是凸透镜，始终成正立缩小虚像的是凹透镜。 （4）远物实像法‌：对准窗外远处景物，能在白墙上成倒立实像的是凸透镜，无法承接实像的是凹透镜。 2. 理解透镜的“会聚”与“发散” （1）判断‌：不看折射光线是否相交，对比入射光线原传播方向，折射后更靠近主光轴为会聚，更远离主光轴为发散。 （2）透镜类型速判‌：光线经透镜后向主光轴偏折是凸透镜，反之是凹透镜，避开“会聚必相交”的误区。 3. 光路可逆应用‌：已知任意一条入射或折射光线，可直接反向推导对应光路，快速补全残缺光路图。 活学活用 1．如图所示，将凸透镜正对着阳光，把一张白纸放在它的另一侧，来回移动白纸，直到白纸上的光斑变得最小、最亮，此时该亮斑距凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距是_______cm，换成凹透镜再做这个实验，在纸上_______（选填“能”或“不能”）看到很小、很亮的光斑。 【答案】 10 不能 【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；亮斑距凸透镜的距离为10cm，焦距为10cm；换成凹透镜再做这个实验，凹透镜对光线具有发散作用，没有真正的焦点，所以在纸上不能看到很小、很亮的光斑。 2．如图所示，是光经过透镜折射前后的光路图，关于虚线框内的透镜类型，下列判断正确的是（   ） A．两个都是凹透镜 B．两个都是凸透镜 C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲是凸透镜，乙是凹透镜 【答案】B 【详解】分析甲图：入射光线沿原方向直线传播，会在更远处会聚；经过透镜后，会聚点比原位置更近，说明透镜对光线有会聚作用，因此甲是凸透镜。 分析乙图：入射光线是从一点发出的发散光线，经过虚线框内的透镜后，折射光线变得不那么发散。这表明该透镜对光线也起到了会聚作用，因此乙也是凸透镜。 综上，甲和乙都是凸透镜，故ACD错误，B正确。故选B。 题型 透镜作图题 初中物理透镜作图题核心技巧可归纳为三点，帮你快速理清思路、少走弯路。 第一，先辨透镜类型：记住核心判断标准——折射光线比入射光线向主光轴靠拢就是凸透镜，比入射光线远离主光轴就是凹透镜，遇到光线被框住的题型，先对比入射、出射光线的宽窄变化，就能快速区分会聚还是发散。 第二，牢记三条特殊光线：平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过异侧焦点，经凹透镜折射后反向延长线过同侧焦点；过光心的光线传播方向始终不变；从凸透镜焦点发出的光线，折射后平行于主光轴，射向凹透镜另一侧焦点的光线，折射后也平行于主光轴。 第三，复杂组合题用辅助线法：遇到单条光线判断透镜的题型，补一条平行于入射光的辅助线形成平行光束，再看光束宽窄变化就能准确判断透镜类型；两块透镜组合的题型，利用前后焦点重合的规律，就能快速确定两镜间距和焦距的关系。 活学活用 1．请画出图中入射光线对应的折射光线。        【答案】见解析。 【详解】从焦点发出的光线经过凸透镜折射后会变成平行于主光轴的光线；经过光心的光线的传播方向不变；如图所示： 2．如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，F为凹透镜的焦点，O为光心，请画出两条入射光线通过凹透镜后的折射光线。 【答案】见右图。 【详解】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过凹透镜的虚焦点； 穿过光心的光线，经透镜后传播方向不改变。据此作图。 基础通关 1．一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法中，正确的是（     ） A．折射光束比原来的光束会聚一些 B．一定是会聚光束 C．一定是发散光束 D．不可能是平行光束 【答案】A 【详解】凸透镜对光具有会聚作用，本质是折射光束相对入射光束的会聚程度更大，即比原光束更会聚。 A．折射光束比原来的光束会聚一些，符合凸透镜会聚作用的定义，故A正确； B．若入射光为凸透镜焦点处发出的发散光，经折射后为平行光束，并非一定是会聚光束，故B错误； C．平行于主光轴的入射光经凸透镜折射后为会聚光束，并非一定是发散光束，故C错误； D． 焦点处发出的光经凸透镜折射后为平行光束，故D错误。 故选A。 2. 小明同学暑假到森林公园旅游，导游要求大家不要随意丢弃饮料瓶，这不仅是为了环境美观，更是为了保护森林。因为透明的饮料瓶中有水或饮料时（　　） A．相当于凸透镜，对光有会聚作用 B．相当于凸透镜，对光有发散作用 C．相当于凹透镜，对光有会聚作用 D．相当于凹透镜，对光有发散作用 【答案】A 【详解】装了水的透明饮料瓶，瓶内水的形状为中间厚、边缘薄，符合凸透镜的结构特征。凸透镜对光有会聚作用，会聚的太阳光会使局部温度快速升高，容易引燃森林中的枯枝落叶，引发森林火灾，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3. 光经过透镜折射前后的光路如图所示，则下列对虚线框内的透镜类型判断正确的是（    ） A．两个都是凹透镜 B．两个都是凸透镜 C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲是凸透镜，乙是凹透镜 【答案】C 【详解】由图可知，甲透镜对光具有发散作用，所以是凹透镜，乙透镜对光具有会聚作用，是凸透镜。故C正确，ABD错误。 故选C。 4. 如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，下列判断正确的是（    ） A．图甲是凸透镜，图乙是凹透镜 B．图甲是凹透镜，图丙是凹透镜 C．图乙是凸透镜，图丁是凸透镜 D．图丙是凸透镜，图丁是凹透镜 【答案】D 【详解】由图可知，丙的入射光线经透镜折射后，折射光线变得会聚了，所以是凸透镜，甲、乙、丁的折射光线相对于入射光线是发散的，所以是凹透镜，故D正确，ABC错误。 故选D。 5. 在综合实践活动中，小明同学将甲、乙两个透镜正对平行光，观察到的现象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲透镜对光有会聚作用，乙透镜对光有发散作用 B．甲、乙两个透镜对光都有发散作用 C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲是凸透镜，乙是凹透镜 【答案】C 【详解】凸透镜对光有会聚作用，平行光经过凸透镜后会向中间偏折，形成的光斑比透镜本身更小；凹透镜对光有发散作用，平行光经过凹透镜后会向外散开，形成的光斑比透镜本身更大。由图可知：甲形成的光斑比甲透镜口径更大，说明甲对光有发散作用，因此甲是凹透镜；乙形成的光斑比乙透镜口径更小，说明乙对光有会聚作用，因此乙是凸透镜。故C正确，ABD错误。 故选C。 6. 如图所示，一透明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．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．凸面镜 【答案】A 【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BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 7. 如图所示画出了光线通过甲、乙透镜的示意图（透镜在虚线框内未画出），下列说法正确的是（    ） A．甲、乙都是凸透镜 B．甲是凸透镜，乙是凹透镜 C．甲、乙都是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜 【答案】D 【详解】原本会聚的两条光线经过甲透镜折射后，平行于主光轴，说明两条光线被发散了，甲透镜对光线有发散作用，由于凹透镜对光线有发散作用，故甲透镜为凹透镜；原本平行的两条光线经过乙透镜折射后，两条光线会聚，说明两条光线被会聚了，乙透镜对光线有会聚作用，由于凸透镜对光线有会聚作用，故乙透镜为凸透镜，故ABC错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点，取掉透镜后，光会聚于点，则该透镜是______（选填“凸”或“凹”）透镜，对光线具有______作用。 【答案】 凹 发散 【详解】取掉透镜后，光会聚于点B，加上透镜后，光会聚于主光轴上的点A；即该透镜使得光线偏离主光轴，起到发散光线的作用，是凹透镜。 9. 透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的_______（选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘_______的透镜是凸透镜，如图中的_______（填字母）；中间比边缘_________的透镜是凹透镜，如图中的_________。（填字母） 【答案】 折射 厚 A、D 薄 B、C 【详解】透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的折射；中间厚边缘薄的是凸透镜；中间薄边缘厚的是凹透镜；由图可知，A、D中间厚边缘薄是凸透镜；B、C中间薄边缘厚是凹透镜。 10. 如图所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，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暗。这是因为空气泡与周围的水组成_____（选填“凸”或“凹”）透镜，太阳光射向空气泡和它下方的水后，出射光线会被_______（选填“会聚”或“发散”）。小明的爷爷戴的老花镜对光有_______（选填“会聚”或“发散”）作用。 【答案】 凹 发散 会聚 【详解】空气泡与周围的水组成的透镜中间薄、边缘厚，故为凹透镜；由凹透镜的光学性质可知，其对光有发散作用，故出射光线会被发散；老花镜是凸透镜，对光有会聚作用。 素养提升 11．图中画出了光线分别通过甲、乙、丙、丁四个透镜的光路图（透镜在虚线框内未画出），下列说法正确的是（　　） ①甲透镜对光有发散作用，因此甲透镜是凹透镜 ②乙透镜对光有会聚作用，因此乙透镜是凸透镜 ③丙透镜对光有发散作用，因此丙透镜是凹透镜 ④丁透镜对光有会聚作用，因此丁透镜是凸透镜 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】D 【详解】①④从四个光线通过透镜的情形可知，甲、丁的入射光线经透镜折射后，折射光线变得会聚了，所以是凸透镜，故①错误，④正确； ②③乙、丙的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜，对光线起发散作用，故②错误，③正确。 ③④正确。故选D。 12. （多选题）下列关于透镜的说法正确的是（     ） A．凸透镜只对平行光有会聚作用 B．光经过凸透镜折射后会聚的点叫焦点 C．凸透镜焦距越小，对光的会聚作用就越强 D．凹透镜焦距越大，对光的发散作用就越弱 【答案】CD 【详解】A．凸透镜对所有入射光线都有会聚作用，并非仅对平行光，故A错误； B．只有平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点才是焦点，故B错误； C．凸透镜焦距越小，相同入射光线经透镜后偏折程度越大，对光的会聚作用越强，故C正确； D．凹透镜焦距越大，相同入射光线经透镜后偏折程度越小，对光的发散作用越弱，故D正确。 故选CD。 13. （多选题）在图所示的光路图中，分别填入1块合适的透镜。其中应选择凹透镜的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】A．图中平行于主光轴的入射光线经透镜后向主光轴偏折并会聚，故应选凸透镜，故A不符合题意； B．图中平行于主光轴的入射光线经透镜后向主光轴外侧偏折，故应选凹透镜，故B符合题意； C．图中入射光线经透镜后发散减缓，故应选凸透镜，故C不符合题意； D．图中入射光线经透镜后会聚减缓，故应选凹透镜，故D符合题意。 故选BD。 14．（多选题）如图所示，点放置一光学元件。入射光线经过元件后会沿射出，该光学器件可能是（　　） A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．玻璃板 【答案】ABC 【详解】A．根据光的反射定律可知，作出角平分线即法线，垂直法线放置平面镜，即入射光线AO经平面镜反射后可沿水平方向OB射出，如图所示，故A正确； B．过凸透镜焦点的入射光线AO经凸透镜折射后将平行于主光轴沿OB射出，如图所示，故B正确； C．入射光线AO的延长线恰好过凹透镜另一侧的虚焦点，经凹透镜折射后将平行于主光轴沿OB射出，如图所示，故C正确； D．光线透过玻璃板时，根据光的折射定律，出射光线和入射光线平行，仅发生侧移，方向不会发生题中的偏折，如图所示，故D错误。 故选ABC。 15. 如图所示，虚线方框内放置了一块透镜，右侧有一块光屏，平行并紧贴虚线方框放置。一束平行光通过图中虚线框后，在光屏上形成一个圆形光斑。要判断虚线框中是凸透镜还是凹透镜，只需将光屏向右移动： (1)如果光屏上的光斑______，那么就是______。 (2)如果光屏上的光斑______，那么就是______。 【答案】(1) 先变小后变大；凸透镜；(2) 一直变大；凹透镜 【详解】（1）根据题意，如果虚线框内是凸透镜。平行光经过凸透镜后会会聚。当光屏向右移动时，光屏会先靠近焦点，此时光斑会变小；当光屏越过焦点继续向右移动时，光线已经相交并开始发散，光斑会变大。因此，光屏上的光斑会先变小后变大。 （2）如果虚线框内是凹透镜。平行光经过凹透镜后会发散。光线从一开始就是向外散开的。当光屏向右移动时，光屏距离透镜越远，发散的光线覆盖的面积就越大。因此，光屏上的光斑会一直变大。 迁移创新 16. 小明有三块如图所示的凸透镜，他想要测量三块不同的凸透镜的焦距，于是分别将三块凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧放置白纸，调整凸透镜到白纸的距离使白纸上出现____的光斑，测量白纸到凸透镜光心的距离，得出三块透镜的焦距如下表所示，分析数据可以发现，凸透镜的表面凸起的程度（厚度）越_____（选填“大”或“小”），凸透镜的焦距越短。 实验序号 1 2 3 凸透镜 甲 乙 丙 厚度 0.5cm 1 cm 2 cm 焦距 8 cm 5 cm 3 cm 【答案】 最小、最亮 大 【详解】太阳光可近似为平行光，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在焦点处。因此需要调整距离，直到白纸上出现最小最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，此时测得的透镜到光斑的距离就是焦距。 根据表格数据分析，凸透镜厚度从甲到丙依次增大，对应的焦距依次减小，因此可得结论：凸透镜表面凸起的程度（厚度）越大，焦距越短。 17．在探究“透镜对光的作用”的实验过程中，取一个大烧杯，里面充以烟雾，用手电筒射出一平行光束（如图）。甲图是光直接射入杯中；乙图是在杯底放一个凸透镜；丙图是在杯底放一个凹透镜。 (1)此实验探究出的物理结论是______。 (2)向烧杯中充以烟雾的目的是_______。 (3)要使得出的结论更具普遍性，你对实验的改进建议是（写出一条即可）______。 【答案】(1)凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用 (2)显示光的传播路径 (3)换用不同的透镜进行实验 【详解】（1）由图可知，甲图中光沿直线传播；乙图中，在杯底放一个凸透镜，光线经过凸透镜后会聚；丙图中，在杯底放一个凹透镜，光线经过凹透镜后发散。所以此实验探究出的物理结论是凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 （2）因为烟雾是由大量的小颗粒组成，当光照射时，这些小颗粒会发生散射现象，从而能够显示出光的传播路径，所以向烧杯中充以烟雾的目的是显示光的传播路径。 （3）为了使得出的结论更具普遍性，需要避免实验的偶然性。可以换用不同的透镜（如焦距不同的凸透镜、不同的凹透镜）进行实验，这样能涵盖更多情况，使结论更具普遍适用性。 18. 太阳离我们非常远，射到地面的阳光可以看成平行光。小明在实验室找到了两个除材质外其他都相同的凸透镜A、B，他想利用阳光测量它们的焦距，探究焦距与透镜的材质是否有关。请你选择合适的器材，帮助小明设计一个实验方案进行探究。 (1)实验器材：________； (2)实验步骤：________； (3)实验结论：________。 【答案】(1)凸透镜A、凸透镜B、白纸、刻度尺；(2)见解析；(3)见解析 【详解】（1）平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于一点（焦点），焦点到凸透镜光心的距离称为焦距。实验器材：凸透镜A、凸透镜B、白纸、刻度尺。 （2）实验步骤：把凸透镜A正对太阳光，把白纸放在凸透镜的另一侧；来回移动白纸，直至白纸上出现最小最亮的光斑，该光斑即为凸透镜的焦点；用刻度尺测量焦点到凸透镜光心的距离即为凸透镜的焦距；把凸透镜A换成凸透镜B, 重复上述实验步骤测出凸透镜B的焦距记为；比较、的大小。 （3）实验结论：若，凸透镜焦距与透镜的材质无关；若，凸透镜的焦距与透镜的材质有关。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $