第17講 透鏡-新八年級(jí)物理暑假講義（蘇科版）（學(xué)生版）

第17講透鏡[學(xué)習(xí)目標(biāo)]知道凸透鏡和凹透鏡的定義；知道凸透鏡的光心、焦點(diǎn)和焦距；理解凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線的作用；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。透鏡是用透明物質(zhì)制成的表面為球面一部分的光學(xué)元件，透鏡是根據(jù)光的制成的。透鏡與面鏡區(qū)別：面鏡利用光的成像，透鏡利用光的成像；透鏡成像遵循光的，面鏡成像遵循光的。透鏡分類：透鏡分為和。：中間厚、邊緣薄的透鏡(遠(yuǎn)視鏡鏡片，照相機(jī)的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等)：中間薄、邊緣厚的透鏡(近視鏡等)透鏡光路基本概念：圖(1)是透鏡光路示意圖。過透鏡兩個(gè)球面球心的直線叫(主軸)，用“CC/”表示,透鏡的幾何中心叫光心，用“O”表示。a.凸透鏡光路b.凹透鏡光路圖(1)透鏡光路示意圖平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)叫凸透鏡焦點(diǎn)，用“F”表示，如圖(2)a所示；平行于凹透鏡主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，其會(huì)交于一點(diǎn)，這是凹透鏡的焦點(diǎn)(虛焦點(diǎn))，如圖(2)b所示。a.凸透鏡光路概念b.凹透鏡光路概念圖(2)透鏡光路概念焦點(diǎn)到光心的距離，焦距用“f”表示，圖(1)中就是“OF”之間的距離。都各有兩個(gè)焦點(diǎn)，凸透鏡的焦點(diǎn)是實(shí)焦點(diǎn)，凹透鏡的焦點(diǎn)是虛焦點(diǎn)。物體到光心的距離叫，用“u”表示。像到光心的距離叫，用“v”表示。透鏡的三條特殊光線過光心的光線，經(jīng)透鏡折射后傳播方向，如圖(3)所示。圖(3)過光心的光線平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后經(jīng)過另一側(cè)；經(jīng)凹透鏡折射后向外發(fā)散，但其反向延長線過，如圖(4)所示。圖(4)平行于主軸的光線經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于；射向異側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于，如圖(5)所示。圖(5)過焦點(diǎn)的光線透鏡的作用：凸透鏡有光線作用，所以凸透鏡也叫；凹透鏡有光線作用，所以凹透鏡也叫。要點(diǎn)一、透鏡透鏡：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(duì)光起折射作用的光學(xué)元件。透鏡的類型：凸透鏡：邊緣薄，中央厚。（圖甲）凹透鏡：邊緣厚，中央薄。（圖乙）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)二、透鏡對(duì)光的作用凸透鏡：對(duì)光有會(huì)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(duì)）凹透鏡：對(duì)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(duì)）

要點(diǎn)三、焦點(diǎn)和焦距焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)叫透鏡的焦點(diǎn)，用“F”表示。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(huì)聚點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)。焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，用“”表示。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，折射光線的反向延長線過焦點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)一：透鏡【探究重點(diǎn)】凡是透光性能優(yōu)良的材料都能磨制成透鏡，如冰、水晶、金剛石、高分子透明樹脂、有機(jī)玻璃等。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?！纠}精講】(2020?淮安)將如圖甲所示的黑白卡片放在一只未裝滿水的薄高腳玻璃杯后面，在高腳杯前方觀察到的現(xiàn)象如圖乙所示，此時(shí)裝水部分的高腳杯和杯內(nèi)水的組合相當(dāng)于一個(gè)()。A．凸透鏡 B．凹透鏡 C．凸面鏡 D．凹面鏡【鞏固訓(xùn)練】給你一個(gè)透鏡，不知道是凸透鏡還是凹透鏡，請(qǐng)你簡要寫出二種判斷方法．知識(shí)點(diǎn)二：透鏡對(duì)光的作用【探究重點(diǎn)】凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，但并不是說通過凸透鏡后的光束一定會(huì)聚在一點(diǎn)，或一定是一束會(huì)聚光束，因?yàn)闀?huì)聚是相對(duì)于不發(fā)生折射時(shí)的光線來說的。凹透鏡對(duì)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(duì)于不發(fā)生折射時(shí)的光線來說的?！纠}精講】(2020·恩施)將礦泉水瓶遺棄野外易引起山火，是因?yàn)槠恐械乃喈?dāng)于______，可會(huì)聚太陽光引燃干草或枯枝。隔著薄膜上的水滴看很近的字，會(huì)看到通過水滴形成的______的虛像(具體描述像的性質(zhì))；如果想讓看到的字再變大點(diǎn)，應(yīng)讓水滴______(選填“靠近字、遠(yuǎn)離字”或“面積增大”)。【鞏固訓(xùn)練】關(guān)于凸透鏡對(duì)光的作用，下面說法中正確的是(C)A．光通過凸透鏡后會(huì)變成平行光B．只對(duì)平行光有會(huì)聚作用C．對(duì)任何光都有會(huì)聚作用D．對(duì)不平行的光有發(fā)散作用知識(shí)點(diǎn)三：焦點(diǎn)與焦距【探究重點(diǎn)】凸透鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)，并且關(guān)于光心對(duì)稱；凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)，關(guān)于光心對(duì)稱。凸透鏡的焦距的大小表示其會(huì)聚能力的強(qiáng)弱，越小，對(duì)光的會(huì)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(duì)光的發(fā)散能力越強(qiáng)。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?，因此利用凸透鏡可產(chǎn)生平行光。凸透鏡、凹透鏡與凸面鏡凹面鏡的區(qū)別：種類符號(hào)原理對(duì)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(huì)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(huì)聚到一點(diǎn)上。會(huì)聚【例題精講】(2019·上海市培華學(xué)校初二期中)戶外的探照燈主要由凸透鏡和光源組成的。如果要產(chǎn)生如圖所示的平行光，光源應(yīng)放在凸透鏡的A．焦點(diǎn)處 B．二倍焦距處C．一倍焦距以內(nèi) D．二倍焦距以外【鞏固訓(xùn)練】如圖所示，將凸透鏡正對(duì)太陽光，其正下方的紙上呈現(xiàn)一個(gè)并非最小的光斑，這時(shí)光斑到凸透鏡的距離為L，對(duì)于該凸透鏡的焦距與距離大小關(guān)系的說法中正確的是()A．L等于f B．L一定大于fC．L一定小于f D．L可能大于f，L也可能小于f知識(shí)點(diǎn)四：三條特殊光線【探究重點(diǎn)】注意光路可逆的應(yīng)用注意凹透鏡的特殊光線（很容易記錯(cuò)）注意善用凸透鏡的符號(hào)去作圖【例題精講】(2021·安徽中考真題)如圖，L表示凸透鏡，MN為主光軸。O為光心，F(xiàn)為焦點(diǎn)。從S點(diǎn)發(fā)出兩條光線，一條經(jīng)過光心，另一條平行于主光軸，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出它們經(jīng)凸透鏡后的出射光線?！眷柟逃?xùn)練】在圖a和圖b中畫出對(duì)應(yīng)的入射或折射光線；在圖c和圖d中恰當(dāng)?shù)奈恢锰砩贤雇哥R或凹透鏡，并完成光路．下列透鏡中，對(duì)光有會(huì)聚作用的有(C)A．一種 B．兩種 C．三種 D．四種(2020·咸寧)關(guān)于常見的光學(xué)儀器，下列說法正確的是()。A．焦距越小的凸透鏡，對(duì)光的會(huì)聚作用越明顯；B．校園內(nèi)安裝的監(jiān)控?cái)z像頭，相當(dāng)于一個(gè)凹透鏡；C．想要矯正近視眼，要用適當(dāng)?shù)耐雇哥R片做成眼鏡；D．平行于主光軸的光，通過凹透鏡后一定經(jīng)過焦點(diǎn)(2020哈爾濱模擬)如圖光線經(jīng)過一個(gè)光學(xué)元件后傳播方向發(fā)生了改變，則虛線框內(nèi)的光學(xué)元件是()A．凹透鏡 B．凸透鏡 C．平面鏡 D．潛望鏡截面為正方形、中空部分為橢圓形的玻璃體如圖所示．則這個(gè)玻璃體()A．可以看做兩塊凹透鏡 B．可以看做一塊凸透鏡C．對(duì)圖示光束具有發(fā)散作用 D．對(duì)圖示光束具有匯聚作用(2019云南模擬題)如圖是四個(gè)透鏡實(shí)物圖，屬于凹透鏡的是()ABCD(2021·四川涼山彝族自治州)請(qǐng)?jiān)谙聢D的方框內(nèi)畫出合適的光學(xué)元件。______、______(2019吉林模擬題)在森林中旅游時(shí)，導(dǎo)游會(huì)提醒你，不要隨意丟棄飲料瓶。這是由于下雨時(shí)瓶內(nèi)灌了雨水后，相當(dāng)于一個(gè)(選填“凸透鏡”或“凹透鏡”)，太陽出來后，它對(duì)光線有作用，可能會(huì)引起森林火災(zāi)。(2021·廣西貴港市)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出光線經(jīng)過凹透鏡后的光路圖。(F為焦點(diǎn))4.(2019內(nèi)蒙古通遼)如圖，一束光線經(jīng)凹透鏡折射后，射向與凹透鏡主光軸平行的平面鏡上，請(qǐng)畫出：(1)射向凹透鏡的入射光線；(2)經(jīng)平面鏡的反射光線。(2021·廣東中考真題)如圖所示，蠟燭的燭焰中心A在主光軸上距凸透鏡光心O二倍焦距以外。①根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，在圖甲中標(biāo)出A所成的像A′的大致位置；②借助輔助線或光路圖，在圖乙中找到A所成的像A′的確切位置，保留作圖痕跡。(2020大連模擬)如圖所示,請(qǐng)畫出入射或折射光線,使光路完整。圖中畫出了光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中是凸透鏡的是________；是凹透鏡的是________。（填序號(hào)）某同學(xué)把一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽光，再把一張白紙放在它的另一側(cè)，適當(dāng)調(diào)整位置后，在白紙上出現(xiàn)一個(gè)很小很亮的光斑，經(jīng)過測(cè)量得出光斑到凸透鏡中心的距離為20cm，則該凸透鏡的焦距為cm．香水的主要成分是易燃酒精，如圖所示為四瓶香水，透明玻璃瓶蓋形狀各異，最容易在陽光下引發(fā)火災(zāi)的是（）A.B.C.D.(2019·江蘇鹽城)小明利用太陽光測(cè)量凸透鏡焦距，下列操作最合理的是A． B．C． D．(2019?濟(jì)寧)平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、三棱鏡四種光學(xué)元件的作用：①都能改變光的傳播方向；②只有平面鏡能成虛像；③凸透鏡既能成實(shí)像也能成虛像；④只有凹透鏡能矯正視力；⑤利用三棱鏡能研究光的色散。下列選項(xiàng)中，完全正確的是()A．①②③ B．①④⑤ C．③④⑤ D．①③⑤如圖中畫出了光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中凸透鏡是（）A.aB.b、dC.cD.a、b、c、d(2019?眉山)如圖所示，ab是光源S發(fā)出經(jīng)平面鏡反射后射向凸透鏡焦點(diǎn)F的一條光線，S′是光源S在平面鏡中的像。請(qǐng)畫出：(1)光源S的位置；(2)光線ab經(jīng)凸透鏡后折射光線的大致位置。如圖所示，對(duì)光有發(fā)散作用的透鏡是（）。A．B．C．D．（2019·武威）如圖所示，請(qǐng)畫出兩條光線經(jīng)過凹透鏡后的折射光線。（2019·湘西土家族苗族自治州）某同學(xué)把一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽光，再把一張白紙放在它的另一側(cè)，適當(dāng)調(diào)整位置后，在白紙上出現(xiàn)一個(gè)很小很亮的光斑，經(jīng)過測(cè)量得出光斑到凸透鏡中心的距離為20cm，則該凸透鏡的焦距為________cm。(2020·四川眉山)如圖所示，探究凸透鏡成像時(shí)，F(xiàn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，S是蠟燭火焰上的一點(diǎn)，試作出S的像。(2020·遼寧省營口市)如圖所示，水平放置的凹透鏡，F(xiàn)是它的焦點(diǎn)，光線a經(jīng)回透鏡折射后，再經(jīng)平面鏡反射，以圖示的角度射到豎直放置的屏幕上。請(qǐng)?jiān)趫D中確定平面鏡的位置，完成光路圖并標(biāo)出經(jīng)平面鏡反射時(shí)反射角的大小。完成圖中的光路。(2019山東省東營)根據(jù)入射光線和折射光線，請(qǐng)?jiān)趫D中的虛線框內(nèi)畫出適當(dāng)類型的透鏡。(2020·湖南郴州)畫出經(jīng)過凹透鏡后的折射光線。(2020?廣西)請(qǐng)?jiān)趫D中根據(jù)入射光線畫出相對(duì)應(yīng)的折射光線。(2021·云南昆明市)如圖1所示，從P點(diǎn)發(fā)出的三條特殊光線經(jīng)過凸透鏡后會(huì)聚于點(diǎn)?，F(xiàn)有一條光線也從P點(diǎn)發(fā)出，經(jīng)過凸透鏡后的傳播路徑，在圖2的四種表示中，正確的是()。A．甲 B．乙 C．丙 D．丁小明同學(xué)在森林公園游玩時(shí)，看到一個(gè)丟棄的透明塑料瓶。他想到，如果下雨使得瓶中進(jìn)了水，就可能會(huì)引發(fā)森林火災(zāi)，于是她撿起瓶子丟進(jìn)了垃圾筒。下雨使得瓶中進(jìn)水可能引起火災(zāi)的主要原因是（）A.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，對(duì)太陽光有會(huì)聚作用B.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，對(duì)太陽光有發(fā)散作用C.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于一個(gè)凹透鏡，對(duì)太陽光有會(huì)聚作用D.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于一個(gè)凹透鏡，對(duì)太陽光有發(fā)散作用如圖為光線經(jīng)過透鏡光路圖，其中錯(cuò)誤的是（）（填序號(hào)）．A.B.C.D.(2019·湖北十堰)下列關(guān)于光學(xué)知識(shí)的說法正確的是()A．近視眼患者需佩戴凸透鏡鏡片的眼鏡B．“皮影戲”是光沿直線傳播的應(yīng)用C．光從空氣射入水中時(shí)，傳播速度會(huì)變大D．紅外線能識(shí)別鈔票真?zhèn)危?019·四川德陽）請(qǐng)畫出圖中兩條入射光線對(duì)應(yīng)的出射光線。(2020?泉州模擬)畫出兩條光線經(jīng)過凸透鏡后的光路。（2019·遼寧營口）如圖所示，A、B是發(fā)光點(diǎn)S發(fā)出的經(jīng)平面鏡反射后的兩條反射光線，請(qǐng)你畫出：（1）發(fā)光點(diǎn)S的位置；（2）A、B兩條光線通過凹透鏡的折射光線。(2020·吉林省長春市中考模擬四)請(qǐng)畫出如圖光線經(jīng)過透鏡的光路圖。(2020年孝感市)如圖所示，SC、SD為點(diǎn)燃的蠟燭發(fā)出的兩條光線，光線SC平行于凸透鏡的主光軸，O為凸透鏡的光心，F(xiàn)為凸透鏡的焦點(diǎn)：光線SD斜射到平面鏡上。請(qǐng)畫出：①光線SC經(jīng)過凸透鏡折射后的光線；②光線SD經(jīng)過平面鏡反射后的光線。(2019?孝感)如圖所示，凸透鏡斜放，其主光軸與水平成45°角，F(xiàn)是焦點(diǎn)。一條入射光線，經(jīng)過凸透鏡折射后，入射到水平放置的平面鏡上被反射，已知折射光線BO與水平成45°角，請(qǐng)完成光路圖，畫出入射到凸透鏡的入射光線和經(jīng)平面鏡反射的