5.1 透镜 学案（含答案） 2023-2024学年初中物理人教版八年级上册

5.1 透镜
【学习目标】
1.认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点和焦距
2.通过观察，认识凸透镜对光起会聚作用和凹透镜对光起发散作用
3.能初步领略透镜对光的神奇作用，激发求知欲
【学习重难点】
1.凸透镜对光线起会聚作用和凹透镜对光线起发散作用
2.透镜的三条特殊光线
【自主预习】
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 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 。
3.实验表明：凸透镜对光线有 作用（也叫会聚透镜），凹透镜对光线有 作用（也叫发散透镜）。
4.凸透镜能使平行于主光轴的光 在一点，这个点叫焦点，焦点到光心的距离叫 。凸透镜有 个焦点，凹透镜有 个焦点，都关于 对称。
【合作探究】
一、凸透镜和凹透镜
1.透镜的种类
（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。如： 、 、 等；
（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。如： 。
识别下列透镜，并归类：
属于凸透镜的是： ； 属于凹透镜的是：________.
（3）薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫做薄透镜。
2.透镜的主光轴和光心
（1）主光轴：透镜上通过球面两个 的直线叫主光轴（光轴）。
（2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，这个点叫做透镜的光心。
探究二、透镜对光的作用
1.凸透镜对光有会聚作用
【做一做】如图所示
①将一凸透镜正对着太阳光（或其他平行光），再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，调整凸透镜与纸的距离，观察有什么变化？
②让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。
【实验现象】
①凸透镜会使太阳光会聚，在纸上出现一个很小、很亮的光斑。光斑处的温度很高，长时间照射，纸会被烧焦。
②与主光轴平行的光经凸透镜后会聚于一点。
【结论】凸透镜对光有 作用（也叫会聚透镜）。
2.凹透镜对光有发散作用
【想一想】凸透镜、凹透镜对光的作用相同吗？它们有怎样的作用？
【做一做】
①拿一个凹透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧来回移动，仿照上图做实验。
②让平行于透镜主轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。
【现象】
①无论怎样调节凹透镜和纸的距离，纸上不能出现得到最小、最亮的光斑。
②与主光轴平行的光经凹透镜后向外发散。
【结论】凹透镜对光有 作用（也叫发散透镜）。
三、透镜的三条特殊光线
1.凸透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向 （选填“改变”、“不改变”）。
（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 。
（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 。
2.凹透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向 （选填“改变”、“不改变”）。
（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 。
（3）射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后 主光轴射出。
【课堂练习】
1.如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中所用透镜是凸透镜的是（　　）
A.① B.② C.③ D.①②③④
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
3.如图所示，小明手持凸透镜正对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，在该光斑处能将火柴点燃，则该光斑所处的位置就是透镜的______，该光斑到透镜中心的距离叫______，经过________的光不改变方向。
4.如图所示，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”），这是因为气泡与周围水组成______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”）。
5.在框内填上适当的透镜。
6.光通过透镜会发生折射，请将图中的入射光线或折射光线补画完整。
7.根据图中给出的入射光线，画出相应的折射光线。
【参考答案】
【自主预习】
1.凸 凹 厚 薄
2.两个球面球心的直线 光心
3.会聚 发散
4.会聚 焦距 两 两 光心
5.（1）光心
（2）焦点
（3）主光轴
【合作探究】
一、1.（1）远视镜片、照相机的镜头、放大镜
（2）近视镜片
A、B、D C、E、F
2.（1）球心
（2）不变
二、1.会聚
2.发散
三、1.（1）不改变
（2）焦点
（3）主光轴
2.（1）不改变
（2）虚焦点
（3）平行于
【课堂练习】
1.C
【解析】由图可知，①②④中经透镜折射后的光线与射向透镜的光线相比，远离主光轴，说明透镜对光线具有发散作用，所以是凹透镜；③图中的光线经透镜折射后，与透镜前的光线相比，与主光轴的分离程度小，说明透镜对光线具有会聚作用，所以是凸透镜。故ABD不符合题意，C符合题意。
2.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。
3.焦点 焦距 光心
【解析】太阳光在白纸上最小最亮的光斑，就是透镜的焦点，该光斑到透镜中心的距离叫焦距。经过光心的光不改变方向。
4.暗 凹 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。
5.
【解析】左图平行光线被发散，所以是凹透镜。右图中，要相交的光线平行，不再相交，光线被发散了，是凹透镜。
6.
【解析】图中透镜是凸透镜，凸透镜有三条特殊光线：过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；穿过光心的光线传播方向不变；与主光轴平行的光线折射后穿过凸透镜的焦点。
7.
【解析】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；延长线过焦点的光线经凹透镜折射后会平行于主光轴。
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