二、透镜
第1课时 透镜的识别与三条特殊光路
知识点 1 透镜的分类及其对光的作用
1．一些透镜的截面如图4－2－1所示，在这些透镜中：
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图4－2－1
(1)属于凸透镜的是________，它们外形的共同特点是________________．对光具有________作用．
(2)属于凹透镜的是________，它们外形的共同特点是________________．对光具有________作用．
2．根据光的传播路径，在图4－2－2中的虚线框内，填入符合要求的透镜．
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图4－2－2
3．如图4－2－3所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的A点；取掉透镜后，光会聚于B点．则该透镜对光线起到________(选填“会聚”或“发散”)作用，是________透镜．由此说明，能使光线会聚于一点的透镜__________(选填“一定”或“不一定”)是凸透镜．
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图4－2－3
知识点 2 识别透镜种类的其他方法
4．将凸透镜和凹透镜分别靠近书(透镜距书较近)，通过凸透镜观察书上的文字，能看到文字________、________的像；通过凹透镜能看到文字________、________的像．
5．分别通过两个透镜观察远处的物体，如果看到物体的正立、缩小的像，所用的就是______透镜；如果看到物体的倒立、缩小的像，所用的就是______透镜．
知识点 3 透镜的特殊光路
6．把透镜的中心称为________，用O表示；把通过光心且垂直于透镜表面的直线称为____________，用MN表示；平行于凸透镜主光轴的光__________________，这个点叫作焦点，用F表示；焦点到光心的距离叫________，用________表示．
7．根据凸透镜的三条特殊光线的特点，完成下列填空．
(1)通过光心的光经凸透镜后传播方向________．
(2)平行于主光轴的光经凸透镜折射后通过________．
(3)通过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后________________射出．
8．在图4－2－4中，画出与已知光线对应的入射光线或折射光线．
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图4－2－4
9．如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图4－2－5所示，再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下，那么能使光线发散的是( )
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图4－2－5
A．a B．b
C．c D．d
10．放在凸透镜主光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4－
2－6所示．则下列说法中正确的是( )
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图4－2－6
A．凸透镜可以对光起发散作用
B．凸透镜只对平行于主光轴的光起会聚作用
C．通过凸透镜后的光是发散的，因此凸透镜的作用是对光起发散作用
D．通过凸透镜后的光发散程度比原来小，仍然是会聚的一种表现
11．如图4－2－7所示，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、相间一定距离的光屏，若用一个外径与圆孔P相同的光学器件嵌入圆孔P中，发现在光屏M上呈现出一个比圆孔P大的圆形光斑，则嵌入圆孔P的光学器件( )
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图4－2－7
A．一定是凹透镜
B．一定是凸透镜
C．可能是凸透镜或凹透镜
D．可能是厚平板玻璃
12．如图4－2－8所示，光通过透镜的光路图中正确的是( )
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图4－2－8
13．小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图4－2－9所示．他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜之间的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距( )
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图4－2－9
A．一定小于L B．一定大于L
C．可能等于L D．可能小于L，也可能大于L
14．如图4－2－10所示，凸透镜正对着太阳光，来回移动另一侧的纸片，得到最小、最亮的光斑时，纸片距离凸透镜中心10 cm，则此凸透镜的焦距是________cm；接着将纸片远离凸透镜移动，纸片上的光斑________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
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图4－2－10
15．将一个大烧杯倒扣在桌面上，里边充满烟雾，用手电筒通过杯底自上而下照射，调节手电筒的聚光圈，使通过烟雾的光成粗细均匀的柱形光束，如图4－2－11甲所示．
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图4－2－11
(1)烧杯内充以烟雾，是利用了烟尘微粒对光的__________来显示光通过的路径的．
(2)烧杯底部放一个凸透镜，观察到的现象如图乙所示，说明凸透镜对光有________作用．
(3)烧杯底部放一个凹透镜，观察到的现象如图丙所示，说明凹透镜对光有________作用．
16．张奶奶家的堆柴屋是用塑料薄膜作为屋顶的，如图4－2－12所示．一个雨过天晴的正午，这个堆柴屋里的柴草突然着火了，小明和村里的人们一起及时赶到，迅速将火扑灭，可谁是纵火犯呢？小明决定当一次侦探，当分析了事故现场后，他一拍脑门说道：“原来是它们！”小明所说的“它们”包括①阳光，②________．②的形状相当于________．
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图4－2－12
17．根据入射光线和折射光线，在如图4－2－13中的虚线框内画出合适的透镜．
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图4－2－13
考| 题| 展| 示
18．[2018·宜宾]如图4－2－14所示，将一个凸透镜正对太阳，其下方20 cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑，这个现象提示我们：凸透镜对光有____作用；若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑一直变小，由此可以判断该透镜的焦距一定________(选填“大于”“等于”或“小于”)20 cm.
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图4－2－14
教师详解详析
1．(1)ABD 中央厚，边缘薄 会聚
(2)CE 中央薄，边缘厚 发散
2．如图所示
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3．发散 凹 不一定
[解析] 两条光线经过透镜后会聚于A点，取掉透镜后，会聚于B点，说明透镜使光线“远离”主光轴，故该透镜起到发散作用，所以该透镜为凹透镜．
4．正立 放大 正立 缩小 5．凹 凸
6．光心 主光轴 会聚于一点 焦距 f
7．(1)不变
(2)焦点
(3)平行于主光轴
8．如图所示
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9．B 10.D
11．C [解析] 由题意知，光线经过光学器件后形成了比圆孔P大的圆形光斑，可能是光学器件对光有发散作用，则可能是凹透镜，B错误；凸透镜对光有会聚作用，若M在焦点外，平行光线会聚在焦点继续传播，M离圆孔P越远，则光斑越大，所以可能是凸透镜，A错误；光透过厚平板玻璃后，仍平行射出，光斑的大小不变，所以D错误．
12．B
13．D [解析] 只有在焦点处得到的光斑最小、最亮，在光会聚之前和光会聚之后得到的光斑都不是最小的．
14．10 变大
[解析] 平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这个点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．故让一凸透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫作透镜的焦点；因为焦点到凸透镜中心的距离为10 cm，则该透镜的焦距为10 cm.因为凸透镜会聚在焦点的光斑最亮、最小，若凸透镜远离白纸，则光斑将变大．
15．(1)漫反射
(2)会聚
(3)发散
16．积水 凸透镜
17．如图所示
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18．会聚 小于
二、透镜
第2课时 透镜的奥秘和综合应用
知识点 1 光通过三棱镜的特点
1．在图4－2－15中完成光通过三棱镜的光路．
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图4－2－15
知识点 2 透镜的奥秘
2．如图4－2－16所示，凸透镜和凹透镜都可以近似看成玻璃三棱镜和玻璃块的组合，通过分析可以发现：不管何种透镜，光通过它折射后，总是向透镜较________(选填“厚”或“薄”)的那边偏折，因此凸透镜对光有__________作用，凹透镜对光有__________作用．
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图4－2－16
知识点 3 探究凸透镜焦距的影响因素
3．如图4－2－17甲所示，A、B(或C、D)两个凸透镜的制造材料不同，球形表面的弯曲程度相同；A、C两个凸透镜的制造材料相同，球形表面的弯曲程度不同．
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图4－2－17
(1)探究凸透镜的焦距与其制造材料的关系时，应选取____________两个凸透镜进行实验；目的是控制______________________等因素相同，仅改变__________．
(2)探究凸透镜的焦距与凸透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选取__________两个凸透镜，让与主光轴平行的光通过两个凸透镜后，会聚于焦点处(图乙)，由此得到的结论是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4．凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜又叫作会聚透镜．下列各图是光通过透镜前后的光路图，据此判断图4－2－18中的透镜属于凹透镜的是( )
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图4－2－18
5．如图4－2－19所示是德国设计师设计的一个球形透镜太阳能系统，通过透镜聚光之后再发电，此透镜是一个( )
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图4－2－19
A．凸透镜，对光有会聚作用 B．凸透镜，对光有发散作用
C．凹透镜，对光有汇聚作用 D．凹透镜，对光有发散作用
6．如图4－2－20所示，在注有清水的试管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？_________________________________________________________________.
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图4－2－20
考| 题| 展| 示
7．[2018·营口]如图4－2－21所示，凸透镜与水面平行，一侧的焦点恰好在水面上，水中一束入射光线射向凸透镜的焦点，请画出这束光线发生反射和折射后的光路图．
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图4－2－21
教师详解详析
1．如图所示
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2．厚 会聚 发散
3．(1)A、B(或C、D) 球形表面的弯曲程度 材料
(2)A、C 凸透镜球形表面的弯曲程度越大，凸透镜的焦距越小
4．C 5.A
6．凸 凹 先变细后变粗
[解析] (1)圆柱形试管充满水的地方，中间比边缘厚，相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚的作用，会聚成一条亮线．(2)由于气泡的存在，气泡与周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜，凹透镜对光有发散作用，故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的地方向下移动，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗．
7．如图所示
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[解析] (1)根据反射角等于入射角，在法线右侧的水中画出反射光线．
(2)光由水中斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角，由此在法线右侧的空气中画出折射光线．
(3)过焦点的入射光线，经凸透镜折射后平行于主光轴射出，如图所示．
