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2023-2024人教版八年物理上册同步学讲练测学案（全国通用）
第五章 透镜及其应用 专题5.1 透镜
1.能正确区分凸透镜和凹透镜；
2.能正确在图中标出凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距；
3.理解凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1. 凸透镜和凹透镜及其对光线的作用
1.中间_____、边缘_____的透镜叫凸透镜，如：远视镜片、放大镜；
2.中间薄、边缘_____的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
3.凸透镜对光有_____作用，凹透镜对光有_____作用。
知识点2.焦点和焦距
1.主光轴：过透镜两个球面_____的直线；
2.光心：主光轴上特殊的点，通过这个点光的_____不变，通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。
3.焦点：平行于凸透镜_____的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；
4.焦距：焦点到_____的距离。焦距用“f”表示。注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。
知识点3.三条特殊光线（做透镜光路图依据）
（1）凸透镜(如图)：
1)过光心的光线传播_____不变。
2)平行于主光轴的光线折射光线过_____。
3)过焦点的光线折射光线_____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_____不变。
2)平行于主光轴的光线折射光线的_____过焦点。
3)入射光线的延长线过焦点,折射光线_____于主光轴。
【例题1】（2023甘肃兰州） 请画出由点发出的光经过凸透镜后的折射光线。
【例题2】（2023重庆A）在如图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
【演练1】2022年5月10日，在蔚蓝地球的映衬下，我国发射的天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是（ ）
A. 核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜
B. 光通过摄像机的镜头都是沿直线传播
C. 地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像
D. 天舟四号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小
【演练2】如图，请完成图中光通过透镜后的光路。
【演练3】如图所示，请完成光线通过透镜后的光路。
1.三条特殊光线对作透镜的光路图的重要性
（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，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。
（3）经过凸透镜焦点的光线:折射后平行于主光轴射出。对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线:折射后平行于主光轴射出 。
2.记忆课节知识的思维导图
（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本题有3小题，每小题8分，共24分）
1. （2022广西桂林）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（ ）
A. B. C. D.
2. （2022湖南长沙）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. （2022江苏连云港）下列关于光现象描述正确的是（ ）
A. 凹透镜对光有发散作用 B. 佩戴凸透镜可以矫正近视眼
C. 漫反射不遵循光的反射定律 D. 白光是由红光和绿光混合而成的
二、填空题（本题有3小题，6个空，每空4分，共24分）
1. （2022广西贺州）如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有______，属于凹透镜的有______（两空均填编号）。
2. （2022山西）如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成_______镜，若要“火生”应把“艾”放在镜的________位置。
3. （2022甘肃金昌）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，这是由于小水珠相当于一个______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有 _______（选填“会聚”或“发散”）作用，可能使车内某处温度升高而导致火灾。
三、作图题（本题有7小题，前6小题每小题6分，最后小题10分，共52分）
1.（2023深圳） 画出两条光线经透镜折射后的光路。
2.请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。
3. 根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
4. （2022贵州黔东南州）如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
5.已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜．请在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置．
6．如图所示，凸透镜主光轴与水面重合，即：上半部分在空气中，下半部分在水中，请作出通过凸透镜的入射光线，以及折射入水后的光线（方向大致符合物理规律即可）。
7. （2022辽宁锦州）如图所示，S′是光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。请你画出：
（1）光源S的位置；（2）经过凸透镜的折射光线。
透镜的发展历史
早在我国西汉时期(公元前206～公元25《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则生火。”即我们今天所说的削冰取火。据说在尼罗河美索不达米亚文明时代，祭司在举行宗教仪式时能够“引天火下凡”，祭司所用的道具就是一个简单的凸透镜，利用凸透镜对光线有会聚作用这一特点把易燃物点燃。在大英博物馆的埃及馆里存放两块放大镜，是在塔尼斯(Tanis)发现的，确定日期是公元150年。
由此可见，早在古时候人们就已经知道了透镜具有聚焦和放大作用。阿尔哈金(Alhazen，965～1038)研究过球面镜和抛物面镜，首先发明了凸透镜并描绘了人眼的构造。
1266年，培根(R.Bacon，1214～1294)首次提出用透镜矫正视力和采用透镜组构成望远镜的可能性，并描绘过透镜焦点的位置。
1299佛罗伦萨人阿玛蒂(Armati)发明了眼镜，从而解决了视力矫正问题。
波特(Porta，1535~1615)研究了附有凸透镜的暗箱成像，讨论了透镜组合，发明了简易照相机。
1609伽利略(GalileoGaliei，1564～1642)展出了人类历史上diyi架按照科学理论制造出来的望远镜。其实，Z早发现望远镜奥秘的不是伽利略，而是一位叫李普塞(Lippershey，1587～1619)的荷兰商人。他在制造镜片时，把一块凸透镜和一块凹透镜组合在一起往外看时，远处的景物就变近了。伽利略对此发现很感兴趣，他用数学计算研究了用什么样的镜片组合在一起效果比较好，经过反复的实验，终于在1909年发明了世界上diyi架能放大32倍的望远镜。他用自己发明的望远镜进行天文观测，做出了许多有重大意义的发现。
diyi架显微镜是荷兰人詹森(Janssen，1588～1632)发明的。后来，意大利人冯特纳(Fontana，1580～1656)对此做了重大改进，把显微镜的目镜从凹透镜改为凸透镜，使之具有近代显微镜的基本形式。
目前，透镜已经用到电子显微镜、投影仪和照相机等等的物镜上。透镜的发展经历了一个漫长过程，其作用在各个领域都发挥得淋漓尽致。
森林火灾之迷
一天，有几个“文明人”，他们带着吃的、喝的，来到一片美丽的森林游玩，傍晚时分，他们带着眷恋与满意，“轻装”回家了。第二天,太阳出来后不久,这片美丽的森林便被一场大火烧毁了.
人们都在纳闷,是什么原因引起火灾 后来有关部门现场勘查发现,是由于一个装有大半瓶水的瓶子惹的祸,它“借着”阳光“点燃 ”了旁边的纸团-----
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第五章 透镜及其应用 专题5.1 透镜
1.能正确区分凸透镜和凹透镜；
2.能正确在图中标出凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距；
3.理解凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1. 凸透镜和凹透镜及其对光线的作用
1.中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，如：远视镜片、放大镜；
2.中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
3.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
知识点2.焦点和焦距
1.主光轴：过透镜两个球面球心的直线；
2.光心：主光轴上特殊的点，通过这个点光的传播方向不变，通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。
3.焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；
4.焦距：焦点到透镜中心的距离。焦距用“f”表示。注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。
知识点3.三条特殊光线（做透镜光路图依据）
（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。
【例题1】（2023甘肃兰州） 请画出由点发出的光经过凸透镜后的折射光线。
【答案】
【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。如图所示。
【例题2】（2023重庆A）在如图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
【答案】如图所示.
【解析】凹透镜对光有发散作用，射向凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出，如答案图所示.
【演练1】2022年5月10日，在蔚蓝地球的映衬下，我国发射的天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是（ ）
A. 核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜
B. 光通过摄像机的镜头都是沿直线传播
C. 地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像
D. 天舟四号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小
【答案】A
【解析】A．生活中的照相机、摄像机、投影仪等仪器的镜头都是凸透镜，故A正确；
B．光通过摄像机镜头后会发生折射现象；故B错误；
C．地球与核心舱的距离很远，远远的大于凸透镜的一倍焦距，所以所成的像一定是实像，故C错误；
D．根据透镜成像物近像远向边大的规律可知，天舟四号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的像逐渐变大，故D错误。故选D。
【演练2】如图，请完成图中光通过透镜后的光路。
【答案】如图所示
【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，过焦点入射的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图所示。
【演练3】如图所示，请完成光线通过透镜后的光路。
【答案】如图所示。
【解析】过凹透镜光心的光线传播方向不改变，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，如图所示。
1.三条特殊光线对作透镜的光路图的重要性
（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，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。
（3）经过凸透镜焦点的光线:折射后平行于主光轴射出。对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线:折射后平行于主光轴射出 。
2.记忆课节知识的思维导图
（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本题有3小题，每小题8分，共24分）
1. （2022广西桂林）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。
2. （2022湖南长沙）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. （2022江苏连云港）下列关于光现象描述正确的是（ ）
A. 凹透镜对光有发散作用 B. 佩戴凸透镜可以矫正近视眼
C. 漫反射不遵循光的反射定律 D. 白光是由红光和绿光混合而成的
【答案】A
【解析】A．中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，对光有发散作用，故A正确；
B．近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，来自远处的光会聚在视网膜前，为了使像成在视网膜上，应配戴凹透镜矫正，因为凹透镜对光有发散作用，故B错误；
C．镜面发散和漫反射都遵循光的反射定律，故C错误；
D．太阳光经过三棱镜后形成一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成的光带，这种现象叫光的色散现象，此实验说明了白光是多种色光组成的，故D错误。故选A
二、填空题（本题有3小题，6个空，每空4分，共24分）
1. （2022广西贺州）如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有______，属于凹透镜的有______（两空均填编号）。
【答案】 ②③ ①④
【解析】中间厚，边缘薄的透镜叫凸透镜，如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有②③。
中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，如图所示的四个透镜，属于凹透镜的有①④。
2. （2022山西）如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成_______镜，若要“火生”应把“艾”放在镜的________位置。
【答案】 凸透 焦点
【解析】削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生，将冰削圆，对着太阳能生火，说明削成的圆冰对火有会聚作用，所以是冰块制成凸透镜。
太阳光都会会聚到凸透镜的焦点位置，要快速生火，需把“艾”放在镜的焦点位置。
3. （2022甘肃金昌）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，这是由于小水珠相当于一个______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有 _______（选填“会聚”或“发散”）作用，可能使车内某处温度升高而导致火灾。
【答案】 凸透镜 会聚
【解析】小水珠边缘薄，中间厚，所以相当于凸透镜。凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，而小水珠相当于凸透镜，故对光线有会聚作用。
三、作图题（本题有7小题，前6小题每小题6分，最后小题10分，共52分）
1.（2023深圳） 画出两条光线经透镜折射后的光路。
【答案】如图所示
【解析】由于凸透镜能将平行光会聚到焦点上，所以平行于主光轴的光，经过凸透镜折射，经过焦点；经过光心的光，不发生折射，沿原来的传播方向传播，如图所示。
2.请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。
【答案】如图所示
【解析】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.
3. 根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
【答案】如图所示
【解析】如图所示，折射光线与入射光线对比，折射光线向主光轴偏折，说明是会聚透镜，故是凸透镜，故如图所示。
4. （2022贵州黔东南州）如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
【答案】
【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。
5.已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜．请在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置．
【答案】如图所示：
【解析】此题主要考查凹透镜的三条特殊光线，将此知识点与平面镜相结合，给此题增加了一定的难度，因此属于难题．
根据凹透镜和平面镜对光线的作用结合图示光路解答．
图中已给出了凹透镜的主光轴，且射出黑箱的光线平行于主光轴，则射向凹透镜的光线延长后过其焦点，所以，可以先利用平面镜反射光，光线再射向凹透镜，且这条光线延长后与凹透镜的主光轴相交．
作法：画出射入黑箱的光线，在黑箱左侧适当位置垂直于主光轴画出平面镜，入射光线与平面镜的交点为入射点，垂直于平面镜作出法线，根据光在反射时反射角等于入射角作出反射光线；反射光线与射出黑箱的折射光线的延长线的交点为射向凹透镜的入射点，由此画出凹透镜，延长射向凹透镜的光线与主光轴的交点即为焦点F．
6．如图所示，凸透镜主光轴与水面重合，即：上半部分在空气中，下半部分在水中，请作出通过凸透镜的入射光线，以及折射入水后的光线（方向大致符合物理规律即可）。
【答案】如图所示：
【解析】（1）平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，由此可以画出这条折射光线对应的入射光线。（2）过入射点垂直于水面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的另一侧作出折射光线。
7. （2022辽宁锦州）如图所示，S′是光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。请你画出：
（1）光源S的位置；（2）经过凸透镜的折射光线。
【答案】如图所示。
【解析】过点S′作镜面的垂线，根据“像S′与物S到镜面的距离相等”，在垂线上确定光源S的位置；根据“过焦点的光线通过凸透镜后的折射光线与主光轴平行”，作折射光线，光的传播方向水平向右，如图所示。
透镜的发展历史
早在我国西汉时期(公元前206～公元25《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则生火。”即我们今天所说的削冰取火。据说在尼罗河美索不达米亚文明时代，祭司在举行宗教仪式时能够“引天火下凡”，祭司所用的道具就是一个简单的凸透镜，利用凸透镜对光线有会聚作用这一特点把易燃物点燃。在大英博物馆的埃及馆里存放两块放大镜，是在塔尼斯(Tanis)发现的，确定日期是公元150年。
由此可见，早在古时候人们就已经知道了透镜具有聚焦和放大作用。阿尔哈金(Alhazen，965～1038)研究过球面镜和抛物面镜，首先发明了凸透镜并描绘了人眼的构造。
1266年，培根(R.Bacon，1214～1294)首次提出用透镜矫正视力和采用透镜组构成望远镜的可能性，并描绘过透镜焦点的位置。
1299佛罗伦萨人阿玛蒂(Armati)发明了眼镜，从而解决了视力矫正问题。
波特(Porta，1535~1615)研究了附有凸透镜的暗箱成像，讨论了透镜组合，发明了简易照相机。
1609伽利略(GalileoGaliei，1564～1642)展出了人类历史上diyi架按照科学理论制造出来的望远镜。其实，Z早发现望远镜奥秘的不是伽利略，而是一位叫李普塞(Lippershey，1587～1619)的荷兰商人。他在制造镜片时，把一块凸透镜和一块凹透镜组合在一起往外看时，远处的景物就变近了。伽利略对此发现很感兴趣，他用数学计算研究了用什么样的镜片组合在一起效果比较好，经过反复的实验，终于在1909年发明了世界上diyi架能放大32倍的望远镜。他用自己发明的望远镜进行天文观测，做出了许多有重大意义的发现。
diyi架显微镜是荷兰人詹森(Janssen，1588～1632)发明的。后来，意大利人冯特纳(Fontana，1580～1656)对此做了重大改进，把显微镜的目镜从凹透镜改为凸透镜，使之具有近代显微镜的基本形式。
目前，透镜已经用到电子显微镜、投影仪和照相机等等的物镜上。透镜的发展经历了一个漫长过程，其作用在各个领域都发挥得淋漓尽致。
森林火灾之迷
一天，有几个“文明人”，他们带着吃的、喝的，来到一片美丽的森林游玩，傍晚时分，他们带着眷恋与满意，“轻装”回家了。第二天,太阳出来后不久,这片美丽的森林便被一场大火烧毁了.
人们都在纳闷,是什么原因引起火灾 后来有关部门现场勘查发现,是由于一个装有大半瓶水的瓶子惹的祸,它“借着”阳光“点燃 ”了旁边的纸团-----
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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