【名师备课】人教版八上物理5.1《透镜》教学设计

《透镜》教学设计
江苏丰县初级中学　刘庆贺
一、教学目标
（一）知识与技能
1．能正确区分凸透镜和凹透镜，了解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距。
2．能说出凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用，能正确解释会聚、发散。
（二）过程与方法
1．通过观察凸透镜和凹透镜的实物及图片，得出两种透镜的两种不同构造，培养学生通过观察抓住事物的本质特征，能够识别不同事物的不同特点的能力。
2．经历探究凹透镜和凸透镜对光的作用的实验过程，培养学生动手、动脑、观察、分析问题的能力。
（三）情感态度和价值观
1．通过区分凸透镜和凹透镜的过程，培养学生爱护光学仪器的好习惯。
2．通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。
二、教学重难点
本节介绍了什么是凸透镜、凹透镜、薄透镜、透镜的主光轴、光心、焦点、焦距及透镜对光线的作用等知识，这些知识既是有关透镜的基本知识，也是后面学习凸透镜成像的准备。透镜在生活中有广泛的应用，是初中光学知识与实际生活的交汇点，透镜的基础知识及其对光的作用是本章的核心内容──凸透镜成像的必备知识，能否掌握透镜对光的作用是学生今后能否学好光学的关键。本节也是光的折射的应用实例，因此本节内容起承上启下的作用。
教学中应着重引导学生积极参与探究活动，仔细观察实验现象，或直接概括结论，或结合讨论、阅读，接受并认同有关结论。同时，在活动中也应让学生了解运用实验研究自然现象的基本方法。使学生对透镜及其对光的作用有更全面、更深刻的认识，激发学生学习光学知识的兴趣。初步培养他们观察物理现象、应用物理知识解释现象的能力，为后续的科学探究活动打下基础。
教学重点：凸透镜和凹透镜对光线的作用；测量凸透镜的焦距的方法。
教学难点：理解光的会聚、发散。
三、教学策略
由日常生活中和现象引入，对透镜的认识由外观到其特征概念，从对光线的一般偏折作用是会聚还是发散，到三条特殊光线，由浅入深，由具体到抽象，要符合学生一般的认知规律。教学中不应只是从理论加以介绍，特别重视通过实验和实际操作，让学生体会各种术语名词和偏折规律。通过学生探究实验得出凸透镜对光线的会聚作用以及凹透镜对光线的发散作用，并学会测定凸透镜的焦距。本节教法以实验法为主，讲授法和讨论法为辅，指导学生通过观察实验现象，讨论分析实验结果。这样即培养了学生的观察能力，同时也培养了学生的合作意识。通过学生讨论的方式，总结出判断透镜种类的两种方法和三条特殊的光线，培养学生分析和归纳的能力。
四、教学资源准备
多媒体课件、凸透镜、凹透镜、演示用光学器件组一套、老花眼镜、近视眼镜等。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课（5分钟）
镜子在生活中有广泛的应用。现在大家仔细观察平面镜和你戴的近视眼镜，它们有什么不一样？
对，平面镜能反射光，不能让光透过；近视眼镜片能让光透过。能让光透过的镜子，我们物理中称为透镜。透镜在生活中有广泛的应用。
同学们都见过放大镜，利用放大镜可以放大书上的字；有些同学的视力不好，配上合适的眼镜就可以看清本来看不清的物体；假日外出旅游，用照相机可以把美丽的自然风光留为永恒的记忆；上课时，老师可以利用投影仪把教学内容打在幕布上，方便了课堂教学；医院化验室的医生，在显微镜下可以看见血液中的各种细胞；科学家利用巨大的天文望远镜来观察、接收来自宇宙的信息。前边所说的放大镜的镜片，眼镜的镜片，照相机的镜头，投影仪、显微镜、望远镜等仪器的镜头，都是由透镜组成的。
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学生观察并回答：平面镜能成像，光不能透过；近视眼镜片不能成像，能让光透过。
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聆听、思考
从学生已有的生活和学习经验入手，引出物理问题，体现从生活到物理的课程理念。激起学习的兴趣。
新课教学（30分钟）
一、凸透镜和凹透镜
大家知道，青年学生一般佩戴近视眼镜，老年人戴的一般是远视眼镜（即老花眼镜）。这两种眼镜是不能乱戴的，这说明这两种眼镜不同，究竟有什么不同呢？
仔细观察两种眼镜的镜片，看看它们有什么不同？
学生阅读教材，用自己的理解总结凸透镜和凹透镜的特点。
总结：
凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等。
凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片。
一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫薄透镜。下面我们只研究薄透镜。
引导学生观察凸透镜和凹透镜的示意图，了解研究透镜时常用的两个科学术语。
主光轴：组成透镜的两个球面的球心连线叫主光轴。
光心：在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为透镜的光心就在透镜的中心。
教师拿出一块透镜，请学生判断它是凸透镜还是凹透镜？你判断的依据是什么？分别找两位持不同意见的同学回答。那我们如何判断谁说得对呢？
许多器材上用的透镜是不能用手摸的，那有没有其他办法来区分凸透镜和凹透镜呢？
学生活动：
凸透镜和凹透镜只是外形不同吗？大家分别手持近视眼镜和远视眼镜，靠近书上的字，观察书上的文字有什么变化？
学生活动：
它们还有什么不一样？拿出一个凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察到什么？换一个凹透镜，重做上面的实验，纸上能够得到很小、很亮的光斑吗？这说明了什么？
图1
图2
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学生交流讨论：它们的形状不同，近视镜片中间薄、边缘厚，而远视镜片中间厚、边缘薄。
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学生通过“摸”的方法能够判断是哪种透镜。
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学生：近视眼镜和远视眼镜的成像不同，远视眼镜能成放大的像；近视眼镜能成缩小的像。
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学生：用凸透镜时，纸上出现一个最小最亮的点（如图1），说明凸透镜能把太阳光会聚到一起。换用凹透镜时，纸上始终得不到很小、很亮的光斑，而且四周比中间还要亮些（如图2）。这说明凹透镜不能让光会聚，而是让光向四周散开。
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通过观察发现不同事物的本质区别。
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通过阅读和画图理解主光轴、光心等概念，了解通过光心的特殊光线。
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对学生进行使用器材要注意器材安全教育。
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通过体验发现两种透镜在成像方面的不同。
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通过体验发现两种透镜在对光的作用方面的不同。为下面进一步探究透镜对光的作用做好铺垫。培养学生猜想能力，让学生从以前的经验出发或者从观察的实验出发来作出有根据的猜想。
二、透镜对光的作用
前面的实验说明两种透镜对光有不同的作用。如果我们实验时能观察到光的传播路径，看得会更清楚。
1．凸透镜对光的作用
演示实验1：利用激光笔在磁性黑板上演示三条平行光线，根据演示实验在黑板上描出入射光线。请你猜想如果放凸透镜，三条光线将会怎样传播？
引导学生观察折射光线与入射光线的位置关系（如图3）。我们把凸透镜对光线的这种作用就叫会聚。
图3
总结：凸透镜对光起会聚作用，因此凸透镜又叫会聚透镜。
指导学生用作图法把上面实验中的折射光线画出来。
引导学生理解会聚：折射光线与入射光线比较，向中间偏折，中间的位置其实就是主光轴。因此，会聚就是折射光线与入射光线比较，靠近主光轴。
2．凹透镜对光的作用
演示实验2：利用激光笔在磁性黑板上演示三条平行光线，根据演示实验在黑板上描出入射光线。请你猜想如果放凹透镜，三条光线将会怎样传播？。
引导学生类比凸透镜，观察折射光线与入射光线的位置关系。
图4
总结：凹透镜对光起发散作用，因此凹透镜又叫发散透镜。
指导学生用作图法把上面的实验画出来。
结合演示实验引导学生解释发散：折射光线与入射光线比较，远离主光轴。
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学生通过讨论回答：上面的光线会向下偏折，下面的会向上偏折，中间的因为通过光心，传播方向不变。
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学生通过讨论回答：上面的光线会向上偏折，下面的会向下偏折，中间的因为通过光心，传播方向不变。
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培养学生科学猜想的能力。
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猜想得到验证。通过观察体验，进一步体会凸透镜对光的会聚作用。
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加深理解凸透镜的会聚作用。
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培养学生科学猜想的能力。
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猜想得到验证。通过观察体验，进一步体会凹透镜对光的会聚作用。加深理解凹透镜的发散作用。
三、焦点和焦距
1．凸透镜的焦点和焦距
结合上述凸透镜会聚光的实验，阅读教材，并结合作图回答让学生明确：
凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用“F”字母表示；焦点到光心的距离叫做焦距，用“f ”字母表示。凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。
由于这个焦点是由实际光线会聚而成的，所以我们叫它实焦点。
凸透镜有几个焦点呢？同学们设想一下，如果让一束跟主光轴平行的光线从凸透镜的右面射向左面，它是否也能会聚于一点呢？让我们一起来观察实验。
演示实验：用激光笔和凸透镜在磁性黑板上演示，激光从凸透镜右边射向左边，会看到光线会聚于一点。
2．凹透镜的焦点和焦距
光经过凹透镜后的发散是不是也有规律可循？
结合上述实验，问：折射光线相交吗？那把折射光线反向延长呢？教师利用演示实验，把折射光线反向延长，引导学生观察折射光线的反向延长线相交在哪。PPT演示平行于凹透镜主光轴的光线的反向延长线通过焦点。
引导学生小结：平行于凹透镜主光轴入射的光线，折射光线的反向延长线通过焦点。
总结：
凸透镜和凹透镜的三条特殊光路：
①平行于主光轴的光线折射后通过焦点。对凹透镜来说，是折射光线的反向延长线经过虚焦点。
②通过焦点的光线（对凹透镜而言，是指其延长线通过焦点的光线)折射后与主光轴平行。
③通过光心的光线不改变传播方向。
3．测量凸透镜的焦距
（拿出一个凸透镜）怎样可以测得它的焦距？
这有两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别是3cm和5cm，按照实际尺寸画出平行光经过它们之后的径迹，哪个凸透镜使光偏折得更厉害？
焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强。凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，表面越凸，焦距越短。
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学生阅读、思考。
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学生：拿一个凸透镜正对着太阳光，让光通过凸透镜照到白纸上，移动凸透镜使光斑最小最亮，用刻度尺量出光斑到凸透镜的距离。
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学生：焦距短的偏折得厉害。
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理解焦点、焦距。
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发现事物的对称性规律。
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掌握透镜的作图。
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用学到的知识解决问题。一方面巩固了新知识，另一方面培养学生应用知识解决问题的能力。
课堂小结（5分钟）
通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。
梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。
培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。
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《透镜》同步试题
江苏丰县初级中学　徐钦连
一、选择题
1．常言道，水火不相容，但用透明冰块磨制成一个光学器件，却可以取火。这块用冰磨制成的光学器件相当于下面的（　　）
A．平面镜
B．凸透镜
C．凹透镜
D．近视眼镜片
答案：B
解析：辨别凸透镜和凹透镜可以从形状上判断；也可以从对于光线是会聚还是发散来判断。透明冰块磨制成一个光学器件，光线可以透过，可以取火，是因为这个光学透镜可以会聚光线，凸透镜有会聚作用。近视眼镜片是凹透镜，对光线起发散作用。
2．林雨在森林公园游玩时，看到一个丢弃的透明塑料瓶。她想到，如果下雨使得瓶中进了水，就可能会成为森林火灾的元凶。于是她捡起瓶子丢进了垃圾筒。这其中引起火灾的主要原因是（　　）
A．盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有会聚作用
B．盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有发散作用
C．盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有会聚作用
D．盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有发散作用
答案：A
解析：盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜，可以将射来的太阳光会聚在一点上，会聚点的温度比较高，可能会引起火灾。
3．（2013·徐州）如图1是把一副眼镜放在太阳光下，在地面上看到的情形。由此可以判断镜片是（　　）
图1
A．凸面镜　　B．凹面镜　　C．凸透镜　　D．凹透镜
答案：D
解析：由图可见，阳光通过眼镜形成的光斑中间比四周暗，说明眼镜对光线起发散作用，因此是凹透镜。
4．（2014·盐城）将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（　　）
图2
A．一定小于L
B．一定等于L
C．一定大于L
D．可能小于L，也可能大于L
答案：A
解析：由于光斑到凸透镜的距离为L时，即像距为L时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距肯定不等于L；若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此f一定小于L。故B、C、D错误，故A正确。
5．（2014·郴州）如图3，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（　　）
??
A　　　　　　　　　B　　　　　　　　 C　　　　　　　　　D
图3
答案：C
解析：凸透镜三条特殊光线的作图：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。②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。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
入射光线平行于主光轴，经过凸透镜折射后，折射光线应该过焦点，故A错误；通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，故B错误；平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点，故C正确；凹透镜对光线有发散作用，而图中的凹透镜对光线起了会聚作用，故D错误。
6．（2014·成都）取一个大烧杯，里面充以烟雾，倒扣在桌上（如图4），用手电筒射出一平行光，要使射入杯中的光束发散，应在杯底放置的器材是（　　）
图4
A．平板玻璃　　B．平面镜　　C．凹透镜　　D．凸透镜
答案：C
解析：平板玻璃可以使光线通过，然后沿平行方向射出，光线不会分散，不符合题意；平面镜对光线有反射作用，光不能通过平面镜，不能沿原来的方向继续传播，不符合题意；凹透镜对光线有发散作用，烧杯底部放上凹透镜，光线经过凹透镜后会发散，符合题意；凸透镜对光线有会聚作用，烧杯底部放上凸透镜，光线经过凸透镜后会会聚，不符合题意。
7．（2013·湘西州）学习了透镜知识后，小勇回家认真研究爷爷的老花镜，并得出以下结论，你认为他的这些结论中不妥当的是（　　）
A．老花镜是一种凸透镜
B．老花镜可以用来做放大镜
C．老花镜能在阳光下点燃白纸
D．爷爷原来是个近视眼
答案：D
解析：老花镜的镜片中间厚，边缘薄，因此是凸透镜，对光线起会聚作用，同时也可以用来当放大镜使用，故A、B、C正确；远视眼是晶状体会聚能力减弱，像呈在视网膜的后方，应佩戴凸透镜矫正，因此爷爷是个远视眼，故D错误。
8．如图5，正午时，太阳光直射在水平地面，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜15cm的地面上得到一个光斑，其直径是透镜直径的一半，若将透镜向上移动少许，光斑变大。透镜的焦距是（　　）
图5
A．5cm　　??? B．10cm　　??? C．15cm?? 　　D．30cm
答案：B
解析：凸透镜对光线有会聚的作用；最小、最亮的光斑就是该凸透镜焦点的位置，焦点到透镜光心的距离就是焦距。在距透镜15cm的地面上得到一个光斑，说明太阳光经凸透镜未过焦点会聚的，或已过焦点会聚的光斑。将透镜向上移动少许，光斑变大，说明太阳光经凸透镜是已过焦点会聚的光斑。光斑的直径是透镜直径的一半，说明太阳光经凸透镜是已过焦点一半时的，则15cm是焦距和一半的焦距的和，即焦距是10cm。
9．放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光。通过凸透镜后的光路如图6所示。则下列说法正确的是（　　）
图6
A．凸透镜可以对光线起发散作用
B．凸透镜只对平行于主光轴的光线起会聚作用
C．通过凸透镜后的光线是发散的，因为凸透镜的作用是对光线起发散作用
D．通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，仍然是会聚的一种现象
答案：D
解析：凸透镜的会聚作用是指折射后的光线与原来比较，光线偏转向了主光轴，即为会聚。
10．如图7中N是一个水平放置的长方形暗盒，盒内有水平向右的平行光，P为暗盒右侧平面上的一个圆孔，M是一个与暗盒右侧平面平行的相间一定距离的光斑。若从外径与圆孔P相同的厚平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中，发现在光屏M上呈现一个比圆孔P大的圆形光斑，则嵌入圆孔P的那个光学器件（　　）
图7
A．只能是凹透镜
B．只可能是凹透镜或厚平板玻璃
C．只可能是凹透镜或凸透镜
D．凹透镜、凸透镜、厚平板玻璃都有可能
答案：C
解析：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，平板玻璃对光线既没有会聚也没有发散作用。当在P处嵌入一个凹透镜时，因为凹透镜对光线有发散作用，所以光斑要比圆孔P大。当在P处嵌入一个焦距较小的凸透镜时，凸透镜对光线在焦点之前会聚，过了焦点就是发散的，若光屏M距离凸透镜的焦点较远，会在光屏M上呈现一个比圆孔P大的圆形光斑。当在P处嵌入一个平板玻璃时，因为平板玻璃对光线既没有会聚也没有发散作用，所以光斑与圆孔P一样大。因此嵌入圆孔P的那个光学器可能是凹透镜也可能是凸透镜。
二、填空题
11．透镜有两类，中间比边缘厚的叫__________；中间比边缘薄的叫_______。透镜的中心叫光心，凡是经过这一点的光线的方向________。通过光心O和球面球心C的直线叫透镜的____。
答案：凸透镜　　凹透镜　　不改变　　主光轴
解析：凸透镜是指中间比边缘厚的透镜，凹透镜是指中间比边缘薄的透镜，透镜的中心叫光心，过光心的光线传播方向不改变。光心与透镜的球面的球心的连线叫做主光轴。
12．凸透镜对光线有____________作用；平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后会聚在主轴上一点，称为____________点。凹透镜对光线有______________作用，平行光经过凹透镜折射后将成为发散光线，将发散光线反向延长后相交于一点，这一点叫凹透镜的____________。
答案：会聚　　焦点　　发散　　虚焦点。
解析：凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚的点叫焦点，且是实焦点。凹透镜对光线有发散作用，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会交于一点，叫做凹透镜的焦点，且是虚焦点。
13．将下列光学器具：照相机、潜望镜、放大镜、投影仪、穿衣镜，可以把它们分为两类：一类包括______，其特征为____________；另一类包括______，其特征为____________。
答案：凸透镜　　对光线有会聚作用　　平面镜　　对光线有反射作用
解析：照相机、放大镜、投影仪中是利用凸透镜三种成像规律制成的，凸透镜对光线有会聚作用。潜望镜、穿衣镜是根据光的反射定律制成的。
14．某同学观察阳光通过甲、乙两个同学的眼镜在地面上形成的光斑时，发现阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮，而通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗，由此可以判断眼镜甲是______透镜，该同学是____________眼；眼镜乙是______透镜，该同学是______。
答案：凸　　远视　　凹　　近视。
解析：阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮，说明光线会聚，是凸透镜，可用来矫正远视眼。阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗，说明光线发散，是凹透镜，可用来矫正近视眼。
15．如图8，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上，有一椭圆黑影，而其他部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于_______透镜，而气泡与周边的水组成_______透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化？______________。
图8
答案：凸　　凹　　先变细再变粗。
解析：（1）圆柱形试管充满水的地方，中间比边缘厚，是水凸透镜，凸透镜对光线有会聚的作用，会聚成一条亮线。
（2）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，在气泡的下面对应的位置有黑影。
（3）亮线的位置相当于焦点的位置，如果把白纸从靠近试管向下移动过程中，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗，是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。
三、综合题
16．（2013·厦门）为了提高防火意识，消防部门当众演示了一个令人惊奇的实验。将装有水的球形鱼缸摆放在窗边，让阳光透过鱼缸照射到窗帘上，窗帘上聚光点的温度迅速上升，一会儿后，窗帘被点燃了。请你用光学及能量转化的知识解释这一现象。
答案：装有水的球形鱼缸相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。当阳光透过球形鱼缸时，将会聚于窗帘上某点处，太阳能转化为内能，窗帘上的聚光点温度上升，窗帘被点燃。
解析：透明球形鱼缸装水后，中间厚而边缘薄，类似于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。
17．（2014·凉山州）如图9所示，已知凸透镜的一条折射光线和一条入射光线，请你对应画出它们的入射光线和折射光线。
　　　　
图9　　　　　　　　　　　　　　　　　图10
答案：如图10。
解析：凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线传播方向不变，平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点，过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
18．（2014·黔东南州）画出图11中的BC的入射光线和AO的折射光线。
　　　　
图11　　　　　　　　　　　　　　　图12
答案：如图12。
解析：凹透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；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；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。
19．（2014·菏泽）在如图13所示的光路图中，分别填入合适的透镜。
图13
答案：如图14。
解析：第一个图中平行光经透镜后变得会聚，因此该透镜对光线起会聚作用，为凸透镜；第二个图的折射光线比起入射光线更加远离主光轴，所以这个透镜对光线有发散作用，因此填凹透镜。
图14
20．测量凸透镜的焦距
（1）小丽的方案如图15所示。移动凸透镜直到白纸上的光斑最小时，凸透镜到白纸的距离为10cm，则凸透镜的焦距为__________cm。
图15
（2）对用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项：___________________。
（3）小丽发现：将凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，无论怎样调节白纸的位置，都不能使太阳光在白纸上会聚成一点，而是一个光斑，这个光斑的直径有两三毫米。这是为什么呢？
小丽猜想：太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的。
①小丽猜想的理由或依据是______________________________________________。
②为了验证小丽的猜想，简要的做法是____________________________________。
③如果小丽的猜想正确，实验中观察到的现象是_____________________________。
答案：（1）10。
（2）凸透镜正对太阳光，在白纸上得到最小的光斑。
（3）①不同色光通过三棱镜的折射程度不同（凸透镜可以看成多个三棱镜组合而成的）；
②把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化（或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化）；
③光斑变小。
解析：（1）移动凸透镜直到白纸上的光斑最小，这个光斑是凸透镜的焦点，凸透镜到焦点的距离为10cm，则凸透镜的焦距为10cm。
（2）阳光聚焦法，一定要注意使凸透镜正对太阳光，移动白纸在白纸上得到最小的光斑，这个光斑才是凸透镜的焦点。
（3）①凸透镜正对着太阳光，白纸上会聚成一个直径有两三毫米的光斑，是由于不同色光通过三棱镜的折射能力不同，不能在白纸上会聚成一点；
②为了验证太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化；或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化。如果光斑变小，猜想正确。
③如果小丽的猜想正确，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，会看到光斑变小。
21．某物理学习小组，选择如图16所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）：
图16　　　　　　　　　　　　　　　　图17
（1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图甲中的哪两个凸透镜做实验？
答：???????????????????? （选填字母序号）。
器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图17甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越????????? 。
（2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与??????? 的关系”。
答案：（1）A、C??? 小?? （2）材料
解析：（1）根据控制变量法的要求，要想探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，只能改变透镜球形表面的弯曲程度，其他因素必须相同。所以必须使用相同材质的透镜。由图可知，根据实验要求，同样材质的只有A和C，且它们的厚度不同，便于实验的探究故选A、C；由图可知，乙图的焦距小，而乙凸透镜的厚度比较厚，会聚作用强，且凸面比较凸，故答案为：小。
（2）A、B两种材料的透镜厚度相同，但材质不同，所以可以通过此做实验“凸透镜的焦距大小与材料的关系”。