苏教版八年级上物理教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：29透镜(基础)

透镜（基础）
【学习目标】
1.知道凸透镜和凹透镜的定义；
2.知道凸透镜的光心、焦点和焦距；
3.理解凸透镜和凹透镜对光线的作用；
4.掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播方向。
【要点梳理】
要点一、透镜
1、透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。
2、透镜的类型：
（1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲）
（2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙）
3、主光轴和光心：
概念
定义
图示
主光轴
通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。
光心
主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心）
要点诠释：
1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。
2、透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
要点二、透镜对光的作用
1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对）
2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对）
　　　　　　　　　　　　　
要点诠释：
凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚
光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。
凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为
发散是相对于不发生折射时的光线来说的。
要点三、焦点和焦距
1、焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。
2、虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。　
3、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“”表示。　
要点诠释：
1、凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；凹透镜有两个虚焦点，关于光心对称。
2、凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。
3、由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。
凸透镜、凹透镜与凸面镜凹面镜的区别：
种类
符号
原理
对光线的作用
凸透镜
光的折射，光穿过凸透镜向较厚的一端偏折。
会聚
凸面镜
光的反射，光不能穿过凸面镜，通过凸面镜可以观察到更大的范围。
发散
凹透镜
光的折射，光穿过凹透镜向较厚的一端偏折。
发散
凹面镜
光的反射，光不能穿过凹面镜，可以把平行光会聚到一点上。
会聚
要点四、
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变
通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变
射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴
跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点
【典型例题】
类型一、透镜的种类
1.（2019秋 福安市期末）下列各镜片中，属于凹透镜的中（　　）
【答案】C
【解析】如图，中间比边缘厚的透镜是ABD，即为凸透镜；中间比边缘薄的是C，即为凹透镜。
【总结升华】题目主要考察了凸透镜和凹透镜的定义，简单题目。
举一反三：
【变式】下列透镜中，对光有会聚作用的有（　　）
A．一种
B．两种
C．三种
D．四种
【答案】C
类型二、透镜对光的作用
2.
关于透镜对光的作用的讨论，不正确的是（　　）
A．跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后光线的反向延长线会聚在焦点上
B．凸透镜能使会聚光线提前会聚
C．跟主光轴平行的光线通过凹透镜成发散光线
D．凹透镜能使会聚光线延后会聚
【答案】A
【解析】跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后光线会聚在焦点上，A符合题意；凸透镜对光线有会聚作用，能使光线的夹角变小，能使会聚光线提前会聚，B不符合题意；凹透镜对光线有发散作用，跟主光轴平行的光线通过凹透镜成发散光线，C不符合题意；凹透镜对光线有发散作用，能使光线的夹角变大，能使会聚光线延后会聚，D不符合题意，故选A。
【总结升华】掌握凸透镜和凹透镜的形状、焦点、焦距、光心、成像情况和用途；正确理解会聚作用和发散作用，会聚不一定有交点，发散不一定没有交点。
举一反三：
【变式】（2019 郴州模拟）小林在森林公园里玩时，看到一个丢弃的塑料瓶，她想到，瓶里如果进了水后最容易引起火灾，其主要原因是（　　）
A．盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有会聚作用
B．盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有发散作用
C．盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用
D．盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有发散作用
【答案】C
类型三、焦点和焦距
3.
小华让一透镜正对太阳光，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，这个点叫做透镜的
，此透镜是
透镜，若测得该点到镜中心的距离为15cm，则该透镜焦距为
cm。
【答案】焦点；凸；15
【解析】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。故让一透镜正对太阳光，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，这个点叫做透镜的焦点；由于该透镜对光线起会聚作用，因此该透镜为凸透镜；又因为焦点到凸透镜中心的距离为15cm，则该透镜的焦距为15cm。
【总结升华】题目主要考察了凸透镜的焦点、光心、主光轴、焦距等最基本的概念。同时本题考查了凸透镜的对光线会聚的特点。
举一反三：
【变式】为了粗测出凸透镜的焦距，小明拿一张白纸和一把刻度尺，利用太阳光作光源进行了实验．请将以下实验步骤的每一步叙述补充完整。
（1）拿一个凸透镜
着太阳光；
（2）再把一张纸放在它的
，改变透镜与
的距离，直到纸上的光斑变得
；
（3）最后测量这个光斑到
的距离。
【答案】：（1）正对；（2）另一侧，纸，最小、最亮；（3）凸透镜
类型四、三条特殊光线
4.
完成下列光路图
【答案】
【解析】平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后交于凸透镜的焦点；入射光线的延长线交于凹透镜的虚焦点，经凹透镜折射后的光线，平行于凹透镜的主光轴。
【总结升华】题目主要考察了利用透镜的三条特殊光线作图，特别要注意凹透镜的三条特殊光线。
举一反三：
【变式】光通过透镜的光路如图所示，正确的图是（　　）
【答案】B
【巩固练习】
一、选择
1.
下图中的透镜属于凹透镜的是（
）
2.（2019秋 鄂州期末）防盗门上装一只“猫眼”，站在屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人有一个正立、缩小的像，这只“猫眼”相当于（　　）
A．凹透镜
B．凹面镜
C．凸面镜
D．凸透镜
3.《森林保护法》中规定，禁止在森林里丢弃空罐头和空瓶子，这主要是为了防止（　　）
A．污染环境
B．行人受伤
C．引起山火
D．动物死亡
4.
光通过透镜的光路如图所示，正确的图是（　　）
5.（2019秋 洪江市期末）把凸透镜正对着太阳光测焦距，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是（　　）
A．7.5cm
B．15cm
C．30cm
D．60cm
二、填空
6.
小华让一透镜正对太阳光，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，这个点叫做透镜的
，此透镜是
透镜，若测得该点到镜中心的距离为15cm，则该透镜焦距为
cm。
7.
很多私家车主喜欢在烈日下洗车，认为这样洗车后很快就能将车上的水晒干。实际上，在烈日下洗车，水滴所形成的
镜效果会使车漆的最上层产生局部
现象，时间久了，车漆便会失去光泽。若是在此时打蜡，也容易造成车身色泽不均匀。所以，洗车打蜡最好是在有遮蔽的条件下进行，如果无法保证，则最好选在阴天，或是早晨、傍晚时分进行。
8.
能使太阳光折射后会聚的透镜是
镜，近视眼镜的镜片是
镜。
9.
凸透镜对光线有
作用，所以凸透镜也叫做
透镜。平行光通过凹透镜后变得
。所以凹透镜又叫做
透镜。
10.（2019春 潜江校级期中）凸透镜对光线有
作用，所以又称为
透镜；凹透镜对光线有
作用，所以又称为
透镜。
11.
3月24日北京2008年奥运会圣火采集仪式在希腊古奥林匹亚遗址举行，当天晴空万里，最高女祭司玛利亚-娜芙普利都通过自然光采集圣火成功，从而拉开了北京奥运会圣火传递序幕。其实，早在上个世纪50年代中期，考古工作队在三门峡上村岭虢国墓地1052墓中发现了3000年前的西周时代人们取火使用的工具--阳燧。（如图所示）宋代科学家沈括在其《梦溪笔谈》中也说：“阳燧面洼（凹），向日照之，光皆向内，离镜一二寸聚为一点，大如麻椒，着物则火。从物理上看，它对太阳光有
作用，光线相聚的“点”类似凸透镜的
，阳燧取火是直接利用
能。
三、作图与实验探究
12.
小红给小华设计了一个光学暗箱。只有入射光线和出射光线。请分别在暗箱内填写适当的光学器材（不能重复）。
13.
完成图中的光路图。
14.老师给小明一个凸透镜、一把刻度尺、一张白纸，让他测出这个凸透镜的焦距。请你帮助他完成。可画图辅助说明。
15.
某物理学习小组，选择如图13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）：
（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”。
【答案与解析】
一、选择
1.【答案】D
【解析】凸透镜是中间厚边缘薄的镜子；凹透镜是中间薄边缘厚的镜子，根据定义可知图中D选项符合题意。
2.【答案】A
【解析】
“猫眼”是由两块透镜组合而成；当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜；最后看到来客的正立、缩小的像，所以防盗门的“猫眼”相当于凹透镜；故选A。
3.【答案】C
【解析】空瓶子中如果灌入雨水形成一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，会聚点，温度比较高，容易引燃干树叶等，引起火灾。
4.【答案】B
【解析】因为凸透镜对光线有会聚作用，A图中的凸透镜对光线发散，故A不正确；平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于一点，这一点是焦点。故B正确；平行于主光轴的光线，经凹透镜后变得发散，而C图中是会聚，故C不正确；过凸透镜焦点的光线经凸透镜后变为平行于主光轴，而不是经凹透镜，故D不正确。
5.【答案】B
【解析】由凸透镜焦点和焦距的概念可知，把凸透镜正对着太阳光测焦距，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑，这个点就是焦点，则该凸透镜的焦距是15cm；故选B。
二、填空
6.【答案】焦点；凸；15
【解析】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。故让一透镜正对太阳光，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，这个点叫做透镜的焦点；由于该透镜对光线起会聚作用，因此该透镜为凸透镜；又因为焦点到凸透镜中心的距离为15cm，则该透镜的焦距为15cm。
7.【答案】凸透，高温
【解析】在阳光下的水滴好比一个小的凸透镜，把太阳光进行了会聚，同时也会聚了太阳光的能量，使得局部高温，从而伤害汽车的外表。
8.【答案】凸透；凹透
9.【答案】会聚；会聚；发散；发散
10.【答案】会聚；会聚；发散；发散
【解析】凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜能使会聚的光线提前会聚，能使平行光线会聚成一点，能使发散的光线会聚成点，或称为平行光，或变为光路窄的光路，所以凸透镜又称为会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，凹透镜能使会聚的光线错后会聚，能使平行光线发散，能使发散的光线光路更宽，所以凹透镜又称发散透镜。
11.【答案】会聚、焦点、太阳
【解析】题目考查了凹面镜，阳燧面洼（凹），与凹面镜的结构一样，因此对太阳光有会聚作用，使光线会聚到“焦点”上，是直接利用的太阳能。
三、作图与实验探究
12.【答案与解析】①由于平面镜能改变光路，此图相当于已知入射光线和反射光线画平面镜。所以先画法线，即入射光线和反射光线的夹角的平分线。②根据凹透镜对光线有发散作用，即平行于主光轴的光线经凹透镜后变得发散。
13.【答案】
14.【答案与解析】太阳光聚焦法。具体做法是：将凸透镜正对太阳光，在凸透镜的另一边在白纸上找到最亮最清晰的点，用刻度尺量出凸透镜到纸上亮点的距离，此距离可以认为是该凸透镜的焦距。
15.【答案与解析】（1）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；（2）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；（3）A、B两种材料的透镜厚度相同，但材质不同，所以得出的结论也就不同。可以通过此作实验“凸透镜的焦距大小与材料的关系”。