人教版八年級上冊物理第五透鏡及其應(yīng)用透鏡學(xué)案含例題及解析

1、透鏡【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道凸透鏡和凹透鏡的定義； 2.知道凸透鏡的光心、焦點(diǎn)和焦距；3.理解凸透鏡和凹透鏡對光線的作用； 4.掌握三條特殊光線，經(jīng)凸透鏡或凹透鏡折射后的傳播方向。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、透鏡1、透鏡：透明物質(zhì)制成（一般是玻璃），至少有一個(gè)表面是球面的一部分，對光起折射作用的光學(xué)元件。2、透鏡的類型：（1）凸透鏡：邊緣薄，中央厚。（圖甲）（2）凹透鏡：邊緣厚，中央薄。（圖乙）3、主光軸和光心：概念定義圖示主光軸通過透鏡的兩個(gè)球面球心的直線叫主光軸。光心主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過它的光傳播方向不變。（透鏡中心可認(rèn)為是光心） 要點(diǎn)詮釋：1、凡是透光性能優(yōu)良的材料都能磨制成透鏡，如冰、水晶、

2、金剛石、高分子透明樹脂、有機(jī)玻璃等。2、透鏡是一種模型，常見的物體如近視鏡、遠(yuǎn)視鏡、放大鏡，甚至一滴水都可以看做是一個(gè)透鏡。要點(diǎn)二、透鏡對光的作用1、凸透鏡：對光有會聚作用。（如圖所示，凸透鏡相當(dāng)于兩個(gè)三棱鏡組合，厚的一端相對）2、凹透鏡：對光有發(fā)散作用。（如圖所示，凹透鏡相當(dāng)于兩個(gè)三棱鏡組合，薄的一端相對）要點(diǎn)詮釋： 1、 凸透鏡對光線具有會聚作用，但并不是說通過凸透鏡后的光束一定會聚在一點(diǎn)，或一定是一束會聚光束，因?yàn)闀凼窍鄬τ诓话l(fā)生折射時(shí)的光線來說的。2、 凹透鏡對光線具有發(fā)散作用，但并不是說通過凹透鏡后的光束一定是發(fā)散的，或延長不相交，因?yàn)榘l(fā)散是相對于不發(fā)生折射時(shí)的光線來說的。要點(diǎn)三、

3、焦點(diǎn)和焦距1、焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)叫透鏡的焦點(diǎn)，用“F”表示。2、虛焦點(diǎn)：跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線相交在主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)不是實(shí)際光線的會聚點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)。 3、焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，用“”表示。要點(diǎn)詮釋： 1、凸透鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)，并且關(guān)于光心對稱；凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)，關(guān)于光心對稱。2、凸透鏡的焦距的大小表示其會聚能力的強(qiáng)弱，越小，對光的會聚能力越強(qiáng)；凹透鏡焦距的大小表示其發(fā)散能力的強(qiáng)弱，越小，對光的發(fā)散能力越強(qiáng)。3、由于光路可逆，若把光源放在焦點(diǎn)上，光源射向透鏡的光，經(jīng)凸透鏡折射后將變?yōu)槠叫泄?，因此利用凸透鏡可

4、產(chǎn)生平行光。4、 凸透鏡、凹透鏡與凸面鏡凹面鏡的區(qū)別：種類符號原理對光線的作用凸透鏡光的折射，光穿過凸透鏡向較厚的一端偏折。會聚凸面鏡光的反射，光不能穿過凸面鏡，通過凸面鏡可以觀察到更大的范圍。發(fā)散凹透鏡光的折射，光穿過凹透鏡向較厚的一端偏折。發(fā)散凹面鏡光的反射，光不能穿過凹面鏡，可以把平行光會聚到一點(diǎn)上。會聚要點(diǎn)四、三條特殊光線凸透鏡通過光心的光線經(jīng)凸透鏡后傳播方向不變通過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸跟主光軸平行的光線經(jīng)凸透鏡折射后過焦點(diǎn)凹透鏡通過光心的光線經(jīng)凹透鏡后傳播方向不變射向凹透鏡的光線如果其延長線通過虛焦點(diǎn)，則經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡折射后

5、，折射光線的反向延長線過焦點(diǎn)【典型例題】類型一、透鏡的種類1. （2019 湘西州）透鏡在生活中很常見，仔細(xì)觀察下面四幅圖，凸透鏡是（）【答案】D【解析】四個(gè)選項(xiàng)中只有D選項(xiàng)中的透鏡是中間比邊緣厚，是凸透鏡；其他的都是中間比邊緣薄是凹透鏡。【總結(jié)升華】題目主要考察了凸透鏡和凹透鏡的定義，簡單題目。舉一反三：【變式】下列透鏡中，對光有會聚作用的有（）A一種 B兩種 C三種 D四種【答案】C類型二、透鏡對光的作用2. 關(guān)于透鏡對光的作用的討論，不正確的是（）A跟主光軸平行的光線通過凸透鏡折射后光線的反向延長線會聚在焦點(diǎn)上B凸透鏡能使會聚光線提前會聚 C跟主光軸平行的光線通過凹透鏡成發(fā)散光線 D凹透

6、鏡能使會聚光線延后會聚【答案】A 【解析】跟主光軸平行的光線通過凸透鏡折射后光線會聚在焦點(diǎn)上，A符合題意；凸透鏡對光線有會聚作用，能使光線的夾角變小，能使會聚光線提前會聚，B不符合題意；凹透鏡對光線有發(fā)散作用，跟主光軸平行的光線通過凹透鏡成發(fā)散光線，C不符合題意；凹透鏡對光線有發(fā)散作用，能使光線的夾角變大，能使會聚光線延后會聚，D不符合題意，故選A。 【總結(jié)升華】掌握凸透鏡和凹透鏡的形狀、焦點(diǎn)、焦距、光心、成像情況和用途；正確理解會聚作用和發(fā)散作用，會聚不一定有交點(diǎn)，發(fā)散不一定沒有交點(diǎn)。舉一反三：【變式】關(guān)于凸透鏡，下列說法中正確的是（）A凸透鏡只對平行光線有會聚作用B凸透鏡焦距越短對光線的偏

7、折作用越強(qiáng) C光線通過凸透鏡后，折射光線會聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn) D凸透鏡對光線有會聚作用，所以通過凸透鏡的光線一定相交于一點(diǎn)【答案】B類型三、焦點(diǎn)和焦距3. 小華讓一透鏡正對太陽光，用一張白紙?jiān)谒牧硪粋?cè)前后移動，直到紙上的光斑變得最小、最亮，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的 ，此透鏡是 透鏡，若測得該點(diǎn)到鏡中心的距離為15cm，則該透鏡焦距為 cm?！敬鸢浮拷裹c(diǎn)；凸；15 【解析】平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距。故讓一透鏡正對太陽光，用一張白紙?jiān)谒牧硪粋?cè)前后移動，直到紙上的光斑變得最小、最亮，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的焦點(diǎn)；由于該透鏡

8、對光線起會聚作用，因此該透鏡為凸透鏡；又因?yàn)榻裹c(diǎn)到凸透鏡中心的距離為15cm，則該透鏡的焦距為15cm。 【總結(jié)升華】題目主要考察了凸透鏡的焦點(diǎn)、光心、主光軸、焦距等最基本的概念。同時(shí)本題考查了凸透鏡的對光線會聚的特點(diǎn)。舉一反三：【變式】為了粗測出凸透鏡的焦距，小明拿一張白紙和一把刻度尺，利用太陽光作光源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)請將以下實(shí)驗(yàn)步驟的每一步敘述補(bǔ)充完整。（1）拿一個(gè)凸透鏡 著太陽光；（2）再把一張紙放在它的 ，改變透鏡與 的距離，直到紙上的光斑變得 ；（3）最后測量這個(gè)光斑到 的距離?！敬鸢浮浚海?）正對；（2）另一側(cè)，紙，最小、最亮；（3）凸透鏡類型四、三條特殊光線4. 完成下列光路圖【答案】【解析】平行于凸透鏡主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射