人民教育出版物理八上32《生活中的透鏡》同步試題目2

1、  第三章：透鏡及其應用 第一節(jié)：透鏡 第二節(jié)：生活中的透鏡 二. 重點、難點 透鏡對光線的作用 三. 知識點分析 找出生活中的鏡子，觀察并將這些鏡子進行分類。 生活中能夠找到的鏡子有：穿衣用的平面鏡，馬路拐角處的交通鏡（凸面鏡），手電筒的反光鏡（凹面鏡），汽車的后視鏡（凸面鏡），近視鏡，遠視鏡，老花鏡，放大鏡，平光鏡，三棱鏡等等。 對于這些鏡子我們可用的分類方式有很多，例如制作材料，外形等等。而從對光線的作用來看，上述鏡子又可以分為能反射光和能透過光兩類。物理學中把能透過光的鏡子就稱之為透鏡，我們今天就來研究有關透鏡的一些知識。 本節(jié)課需要準備的器材有：放大鏡（

2、老花鏡，遠視鏡），近視鏡，激光筆，刻度尺兩個直徑差別很小的紙筒（一個能套入另一個），半透明紙。 第一節(jié)：透鏡 觀察我們手中能夠找到的透鏡，你又可以將它們分成幾類？ 從外形上，我們可以將透鏡分成平透鏡，凸透鏡和凹透鏡三類，平透鏡就是厚度均勻，表面平整的透鏡，如平光鏡。凸透鏡就是中間厚，邊緣薄的透鏡，如放大鏡。凹透鏡就是中間薄邊緣厚的透鏡，如近視鏡。 這里我們對凸透鏡和凹透鏡對光線的作用進行研究。（一）知識儲備 凸透鏡和凹透鏡的表面可以看成是球面的一部分。如圖所示。通過透鏡的兩個球面的球心的直線叫做主光軸。主光軸上有一個特殊的點，通過它的光線傳播方向不改變，這個點就叫做透鏡的光心，用字母

3、O表示。我們可以認為厚度很薄的薄透鏡的光心就在透鏡的中心，我們所研究的透鏡都是薄透鏡。  （二）凸透鏡對光線的作用 我們首先來觀察凸透鏡（圖1），我可以把凸透鏡進行切割（圖2），你有什么發(fā)現(xiàn)？圖1 圖2 凸透鏡相當于是一些梯形體和三棱體的組合，下面就請同學們完成下面圖3的光路圖： 圖3 如果你的做圖準確，答案應當是如圖4所示： 圖4 觀察圖4，你又有什么發(fā)現(xiàn)？ 我們會看到當一束平行于下底邊的光束入射到玻璃三棱體和梯形體時，折射光線總是向下底邊偏折，由此你來猜想一下，如圖5所示的平行光入射到凸透鏡時，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？圖5 只要你正確理解圖4現(xiàn)象，你就會說折射光線一定會向中心靠攏，那

4、么我們的猜想準確嗎？請你拿起手中的激光筆進行驗證吧。 從實驗中我們會發(fā)現(xiàn)，這束平行光的確是向中心會聚，由此我們可以獲得結論：凸透鏡對光線具有會聚作用。因此，凸透鏡又稱會聚透鏡。 科學家們經過實驗還發(fā)現(xiàn)：如果讓一束平行于主光軸的光線入射到凸透鏡上，這束平行光就會會聚于主光軸上的一點，如圖所示： 這個點我們就稱之為焦點（F），從焦點到光心的距離就是焦距（f）。凸透鏡兩側各有一個焦點且對稱分布，由于凸透鏡的焦點是實際光線會聚而成的。因此，這兩個焦點都是實焦點。 由折射光線可逆，我們可以知道：在凸透鏡的焦點處放置一個點光源，在透鏡的另一側就可以獲得一束平行于透鏡主光軸的平行光，如圖所示： （

5、三）凹透鏡對光線的作用 對照研究凸透鏡對光線的作用，我們也可以對凹透鏡進行相關的研究。請你自己根據(jù)提示設計研究過程，進行自己的研究。 提示： 研究課題：凹透鏡對光線的作用 提示問題：一束平行光入射到凹透鏡后，折射光線會如何變化？ 觀察思考：凹透鏡可以看成是_的組合，如圖所示 建立假說：一束平行光入射到凹透鏡上折射，光線會_ 設計并進行實驗驗證： 得出結論：凹透鏡對光線有_作用 從上述研究中，我們可以得出結論：凹透鏡對光線有發(fā)散作用，因此凹透鏡又被稱為發(fā)散透鏡。 科學家研究發(fā)現(xiàn)，一束平行于主光軸的光線入射到凹透鏡上，折射光線變得發(fā)散，而且這些發(fā)散光線的反向延長線相交于主光軸上一點，這一點就稱為凹

6、透鏡的焦點，焦點到光心的距離就是焦距。同凸透鏡一樣，凹透鏡同樣有兩個焦點，對稱分布在透鏡的兩側（如圖所示）由于凹透鏡的焦點不是實際光線會聚的點，因此凹透鏡的焦點是虛焦點。 由光路可逆可知，一束向凹透鏡焦點會聚的光線經凹透鏡后，會變成一束平行于主光軸的平行光。 第二節(jié)：生活中的透鏡 我們在前面學習了透鏡對光線的作用，那么透鏡在日常生活中有什么用呢？ 我們同學們戴近視鏡矯正視力、老人戴老花鏡、用放大鏡觀察昆蟲，你曾想到我們的照相機、投影儀也應用到了透鏡？我們繼續(xù)進行學習。（一）照相機 隨著生活水平的提高，照相機已經進入了我們的生活中，成為生活中記錄點點滴滴的不可少的工具之一。隨著科技的發(fā)

7、展，照相機也由大型的逐漸向小型轉化，會照相的手機，數(shù)碼相機層出不窮，那么照相機是依靠什么來照相的呢？我們馬上開始研究： 首先我們一起來制作一個照相機。照相機的制作方式可以參照課本P58想想做做進行。 觀察自制照相機所成的像，這個像有什么特點？ 這個像是一個縮小的像，而且像與物相比不僅上下顛倒，左右也相反，我們把這樣的像稱為倒立的像，也就是說照相機模型所形成的像是一個倒立縮小的像。 利用自制的照相機給窗外的景物照相。給較遠處景物“照相”時，應將透鏡離半透明紙片近些，才能成清晰的像。而給較近處景物“照相”時，需將透鏡離半透明紙片遠些才能成清晰的像。 將我們自制的照相機與家庭用的照相機進行對比，我們

8、就會發(fā)現(xiàn)家用照相機的鏡頭就相當于模型中的凸透鏡，而底片就相當于半透明紙片，由于相機中底片的位置是固定的，因此照遠處景物時，應將鏡頭壓縮，照近處景物時，應將鏡頭向前伸出。對于照相中環(huán)境的光照強弱我們還可以通過調節(jié)光圈大小達到目的。有關于光圈的調節(jié)方法，同學們可以在課下展開調查研究。 無論是遠處還是近處的景物在相機底片上所形成的總是一個倒立縮小的像。 （二）投影儀 觀察教室中的投影儀，它都用到了哪些光學儀器？這些光學儀器有什么用處？ 投影儀中，在光源的下方有一個凹面鏡，它的作用是反射光線；光源的上方有一個凸透鏡，它的作用是使點光源發(fā)出的光線變成平行光束；在投影儀的載物臺上方還有一個鏡頭（

9、凸透鏡）和一個平面鏡，它們的作用又是什么呢？ 首先將最上方的平面鏡取下來，把投影片放在載物臺上，調節(jié)上方鏡頭的位置，直至天花板上能夠成一個清晰的像，觀察這個像有什么特點？這是一個倒立的、放大的像。 將上方的平面鏡安裝好，再次觀察屏幕上的像，像有什么變化？ 這個像由原來的倒像變?yōu)檎瘛?通過觀察，請你回答，投影儀上方的這個鏡頭（凸透鏡）和平面鏡的作用又是什么呢？ 投影儀上方的凸透鏡的作用是讓物體成一個倒立、放大的像。平面鏡的作用是改變光的傳播方向，使射向天花板的光能在屏幕上成像。 如果想要讓屏幕上的像變大，我們應當怎樣操作呢？ 想要讓屏幕上的像變大，應當使投影儀的鏡頭靠近投影片，并將投影儀遠離屏

10、幕。 （三）放大鏡 我們在前面的學習中知道了放大鏡也是一個凸透鏡，它是日常生活中最常見的光學儀器之一。利用放大鏡觀察物體，我們可以看到一個正立的、放大的像。 有關于照相機、投影儀、放大鏡的成像原理我們下節(jié)課再進行具體研究。 【典型例題】 例1. 請你畫出光線通過透鏡的光路圖 解題思路：此題實際上考察凸透鏡和凹透鏡對光線的性質。凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用。解答本題的關鍵應當把握這樣幾條特殊的光線：（1）過光心的光線傳播方向不改變；（2）平行于主光軸的光線通過凸透鏡必然形成一條過焦點的折射光線；（3）平行于主光軸的光線通過凹透鏡必然形成一條反向延長線過焦點的

11、折射光線；（4）過焦點的光線通過凸透鏡后必然形成平行于主光軸的折射光線；（5）延長線過焦點的光線通過凹透鏡后必然形成平行于主光軸的折射光線，因此我們就可以獲知答案。 答案：如圖所示： 例2. 一束光經過透鏡后形成如圖所示的光線，請你判定透鏡是凸透鏡還是凹透鏡？甲 乙 解題思路：此題實際上是考察凸透鏡和凹透鏡對光線的作用，凸透鏡對光線有會聚作用。凹透鏡對光線有發(fā)散作用，這里的會聚是指光線傳播范圍變小，發(fā)散是指傳播范圍變大，并不是專指過焦點的光線。因此，本題可以通過對光線傳播范圍的變化分析，即可獲知答案。如果沒有經過透鏡，光的傳播范圍如圖紅色區(qū)域所示。明顯大于經過透鏡后的傳播范圍，說明傳播范圍減小

12、，則此透鏡為凸透鏡，反之則為凹透鏡。甲 乙 答案：甲圖中的透鏡是凸透鏡，乙圖是凹透鏡，如圖所示。  例3. 現(xiàn)在有兩個薄透鏡，一個是凸透鏡，一個是凹透鏡，請你用盡可能多的方法將它們分辨出來。 解題思路：這道題可以從3個角度進行辨別：（1）對光線的作用（凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用）；（2）從外形（凸透鏡中間厚，邊緣??；凹透鏡中間薄邊緣厚）；（3）從成像特點（凸透鏡成倒立縮小的像、倒立放大的像、正立放大的像，而凹透鏡不行） 從以上3個角度來考慮，我們可以獲得多種辨別方法，隨著學習的深入，我們還可以獲得更多的辨別方法。 答案：方法一：將透鏡正對太陽，從透鏡的另一側尋找最

13、小最高的點，能夠找到的是凸透鏡，否則是凹透鏡 方法二：用手摸一下透鏡表面，中間厚邊緣薄的是凸透鏡；中間薄邊緣厚的是凹透鏡 方法三：利用透鏡觀察書上的字，如果能夠找到放大的字，這只透鏡就是凸透鏡，否則是凹透鏡。 提示：這里出現(xiàn)的只是最常用的3種方法，其它方法照樣可以辨別。  例4. 明明手中有一個放大鏡，他想要知道這只放大鏡的焦距，他應怎么做？ 解題思路：此題考察同學們對于凸透鏡的會聚性質和焦點的理解，放大鏡是凸透鏡的主要應用。利用一束平行于主光軸的光線入射到凸透鏡上，在凸透鏡的另一側會聚于主光軸上的一點，這個點是焦點，焦點到光心的距離就是焦距。 由此看來，完成此題的關鍵在于準確的找到

14、放大鏡的焦點，由焦點的定義，我們可以借助太陽光來完成任務。 答案：讓凸透鏡正對太陽，拿一張白紙（做光屏）在凸透鏡的另一側來回移動，直到紙上的光斑變得最小、最亮，這個點就是焦點，用刻度尺測量出亮點到凸透鏡光心的距離，這就是焦距。 提示：（1）太陽雖然是一個點光源發(fā)出的光線呈發(fā)射狀而周圍傳播，但是由于它距地球比較遠，發(fā)出的光線到達地球時可以認為是平行光線 （2）測量時一定要讓凸透鏡正對太陽光線，目的是讓光線平行于主光軸，這種條件下會聚的亮點才是焦點，否則會聚的亮點不是凸透鏡的焦點 【模擬試題】一. 填空 1. _叫凸透鏡，_、_是日常生活中常見的凸透鏡；_叫凹透鏡，_是日常生活中常見的凹

15、透鏡。 2. 一束_的光線入射到凸透鏡上，可以_于一點，這個點叫做凸透鏡的焦點，凸透鏡有_個焦點，在透鏡的_側。 3. 凸透鏡對光線具有_作用，又稱為_透鏡。凹透鏡對光線具有_作用，又稱為_透鏡。 4. _到_的距離就是焦距。 5. 照相機的鏡頭相當于一個_。來自于物體的光經過照相機鏡頭后會聚于膠卷上，形成一個_立、_的像。 6. 投影儀上方有一個凸透鏡，它的作用是使物體成一個_立、_的像。投影儀上方的平面鏡的作用是_。 7. 放大鏡是一個_鏡。 二. 選擇題 1. 下列各種形狀的透鏡是凸透鏡的是（ ）（1） （2） （3） （4） （5）（6） A. （1）（4）（6）B. （2）

16、（3）（5） C. （2）（3）（5）（6）D. （3）（5）（6） 2. 下列對透鏡的描述錯誤的是（ ） A. 中間厚邊緣薄的透鏡是會聚透鏡 B. 放大鏡可以會聚太陽光，所以放大鏡就是一個凸透鏡 C. 只要是透鏡，對光線一定有會聚或發(fā)散的作用 D. 一束發(fā)散的光經過凸透鏡后不一定形成會聚的光束 3. 下列關于凸透鏡的應用說法錯誤的是（ ） A. 照相機和投影儀都可以成倒立的像 B. 照相機和投影儀都可以成放大的像 C. 放大鏡可以讓物體成一個放大的、正立的像 D. 古人用冰透鏡聚光引火，這里的冰透鏡就是凸透鏡 三. 請?zhí)钊脒m當?shù)耐哥R  四. 將手放在盛有水的玻璃杯后，你有什么發(fā)現(xiàn)？為什么會有此現(xiàn)象發(fā)生？ 五. 請你利用一盞正在發(fā)光的白熾燈自制一束平行光 六. 小明手中有奶奶的一副老花鏡，他想要粗略測一下每個鏡片的焦距，應當怎樣做？【試題答案】一. 填空題 1. 中間厚邊緣薄的透鏡 放大鏡 老花