第17講 透鏡-新八年級物理暑假講義（蘇科版）（學生版）

第17講透鏡[學習目標]知道凸透鏡和凹透鏡的定義；知道凸透鏡的光心、焦點和焦距；理解凸透鏡和凹透鏡對光線的作用；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(遠視鏡鏡片，照相機的鏡頭、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，這點叫凸透鏡焦點，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，其會交于一點，這是凹透鏡的焦點(虛焦點)，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。都各有兩個焦點，凸透鏡的焦點是實焦點，凹透鏡的焦點是虛焦點。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)過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于；射向異側(cè)焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于，如圖(5)所示。圖(5)過焦點的光線透鏡的作用：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。要點一、透鏡透鏡：透明物質(zhì)制成（一般是玻璃），至少有一個表面是球面的一部分，對光起折射作用的光學元件。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球面球心的直線叫主光軸。光心主光軸上有個特殊的點，通過它的光傳播方向不變。（透鏡中心可認為是光心）要點二、透鏡對光的作用凸透鏡：對光有會聚作用。（如圖所示，凸透鏡相當于兩個三棱鏡組合，厚的一端相對）凹透鏡：對光有發(fā)散作用。（如圖所示，凹透鏡相當于兩個三棱鏡組合，薄的一端相對）

要點三、焦點和焦距焦點：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這點叫透鏡的焦點，用“F”表示。虛焦點：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，這一點不是實際光線的會聚點，所以叫虛焦點。焦距：焦點到光心的距離叫焦距，用“”表示。要點四、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，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知識點一：透鏡【探究重點】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、有機玻璃等。透鏡是一種模型，常見的物體如近視鏡、遠視鏡、放大鏡，甚至一滴水都可以看做是一個透鏡。【例題精講】(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，此時裝水部分的高腳杯和杯內(nèi)水的組合相當于一個()。A．凸透鏡 B．凹透鏡 C．凸面鏡 D．凹面鏡【鞏固訓練】給你一個透鏡，不知道是凸透鏡還是凹透鏡，請你簡要寫出二種判斷方法．知識點二：透鏡對光的作用【探究重點】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，或一定是一束會聚光束，因為會聚是相對于不發(fā)生折射時的光線來說的。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，因為發(fā)散是相對于不發(fā)生折射時的光線來說的。【例題精講】(2020·恩施)將礦泉水瓶遺棄野外易引起山火，是因為瓶中的水相當于______，可會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，應讓水滴______(選填“靠近字、遠離字”或“面積增大”)?！眷柟逃柧殹筷P于凸透鏡對光的作用，下面說法中正確的是(C)A．光通過凸透鏡后會變成平行光B．只對平行光有會聚作用C．對任何光都有會聚作用D．對不平行的光有發(fā)散作用知識點三：焦點與焦距【探究重點】凸透鏡有兩個焦點，并且關于光心對稱；凹透鏡有兩個虛焦點，關于光心對稱。凸透鏡的焦距的大小表示其會聚能力的強弱，越小，對光的會聚能力越強；凹透鏡焦距的大小表示其發(fā)散能力的強弱，越小，對光的發(fā)散能力越強。由于光路可逆，若把光源放在焦點上，光源射向透鏡的光，經(jīng)凸透鏡折射后將變?yōu)槠叫泄猓虼死猛雇哥R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上。會聚【例題精講】(2019·上海市培華學校初二期中)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，光源應放在凸透鏡的A．焦點處 B．二倍焦距處C．一倍焦距以內(nèi) D．二倍焦距以外【鞏固訓練】如圖所示，將凸透鏡正對太陽光，其正下方的紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑，這時光斑到凸透鏡的距離為L，對于該凸透鏡的焦距與距離大小關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知識點四：三條特殊光線【探究重點】注意光路可逆的應用注意凹透鏡的特殊光線（很容易記錯）注意善用凸透鏡的符號去作圖【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。從S點發(fā)出兩條光線，一條經(jīng)過光心，另一條平行于主光軸，請在圖中畫出它們經(jīng)凸透鏡后的出射光線。【鞏固訓練】在圖a和圖b中畫出對應的入射或折射光線；在圖c和圖d中恰當?shù)奈恢锰砩贤雇哥R或凹透鏡，并完成光路．下列透鏡中，對光有會聚作用的有(C)A．一種 B．兩種 C．三種 D．四種(2020·咸寧)關于常見的光學儀器，下列說法正確的是()。A．焦距越小的凸透鏡，對光的會聚作用越明顯；B．校園內(nèi)安裝的監(jiān)控攝像頭，相當于一個凹透鏡；C．想要矯正近視眼，要用適當?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(2020哈爾濱模擬)如圖光線經(jīng)過一個光學元件后傳播方向發(fā)生了改變，則虛線框內(nèi)的光學元件是()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．對圖示光束具有發(fā)散作用 D．對圖示光束具有匯聚作用(2019云南模擬題)如圖是四個透鏡實物圖，屬于凹透鏡的是()ABCD(2021·四川涼山彝族自治州)請在下圖的方框內(nèi)畫出合適的光學元件。______、______(2019吉林模擬題)在森林中旅游時，導游會提醒你，不要隨意丟棄飲料瓶。這是由于下雨時瓶內(nèi)灌了雨水后，相當于一個(選填“凸透鏡”或“凹透鏡”)，太陽出來后，它對光線有作用，可能會引起森林火災。(2021·廣西貴港市)請在圖中畫出光線經(jīng)過凹透鏡后的光路圖。(F為焦點)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）某同學把一個凸透鏡正對著太陽光，再把一張白紙放在它的另一側(cè)，適當調(diào)整位置后，在白紙上出現(xiàn)一個很小很亮的光斑，經(jīng)過測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)火災的是（）A.B.C.D.(2019·江蘇鹽城)小明利用太陽光測量凸透鏡焦距，下列操作最合理的是A． B．C． D．(2019?濟寧)平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、三棱鏡四種光學元件的作用：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F的一條光線，S′是光源S在平面鏡中的像。請畫出：(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，對光有發(fā)散作用的透鏡是（）。A．B．C．D．（2019·武威）如圖所示，請畫出兩條光線經(jīng)過凹透鏡后的折射光線。（2019·湘西土家族苗族自治州）某同學把一個凸透鏡正對著太陽光，再把一張白紙放在它的另一側(cè)，適當調(diào)整位置后，在白紙上出現(xiàn)一個很小很亮的光斑，經(jīng)過測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，F(xiàn)是凸透鏡的焦點，S是蠟燭火焰上的一點，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，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。請在圖中確定平面鏡的位置，完成光路圖并標出經(jīng)平面鏡反射時反射角的大小。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，請在圖中的虛線框內(nèi)畫出適當類型的透鏡。(2020·湖南郴州)畫出經(jīng)過凹透鏡后的折射光線。(2020?廣西)請在圖中根據(jù)入射光線畫出相對應的折射光線。(2021·云南昆明市)如圖1所示，從P點發(fā)出的三條特殊光線經(jīng)過凸透鏡后會聚于點?，F(xiàn)有一條光線也從P點發(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．丁小明同學在森林公園游玩時，看到一個丟棄的透明塑料瓶。他想到，如果下雨使得瓶中進了水，就可能會引發(fā)森林火災，于是她撿起瓶子丟進了垃圾筒。下雨使得瓶中進水可能引起火災的主要原因是（）A.盛有水的透明塑料瓶相當于一個凸透鏡，對太陽光有會聚作用B.盛有水的透明塑料瓶相當于一個凸透鏡，對太陽光有發(fā)散作用C.盛有水的透明塑料瓶相當于一個凹透鏡，對太陽光有會聚作用D.盛有水的透明塑料瓶相當于一個凹透鏡，對太陽光有發(fā)散作用如圖為光線經(jīng)過透鏡光路圖，其中錯誤的是（）（填序號）．A.B.C.D.(2019·湖北十堰)下列關于光學知識的說法正確的是()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用C．光從空氣射入水中時，傳播速度會變大D．紅外線能識別鈔票真?zhèn)危?019·四川德陽）請畫出圖中兩條入射光線對應的出射光線。(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S發(fā)出的經(jīng)平面鏡反射后的兩條反射光線，請你畫出：（1）發(fā)光點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：光線SD斜射到平面鏡上。請畫出：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。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