第10講透鏡第一步：學(xué)析教材學(xué)知識：教材難點(diǎn)疑點(diǎn)講析、全方位預(yù)習(xí)練習(xí)題講典例：典型例題學(xué)解題、快速掌握解題方法練考點(diǎn)強(qiáng)知識：核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練第二步：記串知識識框架：思維導(dǎo)圖助力掌握知識框架、學(xué)習(xí)目標(biāo)復(fù)核內(nèi)容掌握第三步：測過關(guān)測穩(wěn)提升：小試牛刀檢測預(yù)習(xí)效果、查漏補(bǔ)缺快速提升問題：透鏡與平面鏡的不同？提示：平面鏡可以是透明體制成的，如玻璃，也可以是不透明體，如拋光的金屬面。透鏡必須是透明物質(zhì)制成的，如玻璃；平面鏡對光的作用是遵循光的反射定律，透鏡對光的作用是遵循光的折射特點(diǎn)；平面鏡只需一個表面是平整光滑的，透鏡兩個表面至少一個球面。（1）凸透鏡凸透鏡中央厚、邊緣薄實(shí)例：生活中使用的放大鏡（2）凹透鏡凹透鏡中央薄、邊緣厚實(shí)例：近視眼佩戴的近視眼鏡的鏡片問題：透鏡的主光軸有什么作用？提示：透鏡的主光軸的作用有：1.確定光線方向，如平行于主光軸；2.焦距測量的依據(jù)，如凸透鏡焦距時焦點(diǎn)到透鏡光心的距離，而焦點(diǎn)必須在主光軸上；3.解釋透鏡的基本作用，如凸透鏡對光線的會聚作用是以主光軸為參照的；4.保證成像對稱性，如凸透鏡成像時像與物位置關(guān)系。1.透鏡的光心：光心：透鏡的中心特點(diǎn)：通過光心的光心，傳播方向不變2.透鏡的主光軸：主光軸：通過光心且垂直于透鏡表面的直線作圖：用點(diǎn)劃線來表示主光軸問題：透鏡是利用光的折射特點(diǎn)，光通過透鏡后光的傳播方向有一定規(guī)律嗎？提示：除了經(jīng)過透鏡光心的光線，其它光線通過透鏡后，傳播方向均發(fā)生改變，只是凸透鏡和凹透鏡對光線的作用不同。光通過凸透鏡后的出射光線相對于入射光線是偏向主光軸，而光通過凹透鏡后的出射光線相對于入射光線是偏離主光軸的。1.凸透鏡的會聚作用：會聚作用：一束光通過凸透鏡后，出射光線相對于相對于入射光線是偏向主光軸凸透鏡對光線的作用：一束平行于主光軸的光通過凸透鏡后會聚于一點(diǎn)，這說明了凸透鏡對光有會聚作用。凸透鏡不僅是對平行于主光軸的光有會聚作用，對任意射到凸透鏡上的光均有會聚作用。說明：會聚光線不等同會聚作用，如圖甲所示。出射光線是會聚的，但出射光線與入射光線相比，出射光線偏離主光軸，所以圖甲中的透鏡對光線有發(fā)散作用。同樣發(fā)散光線不等同發(fā)散作用，如圖乙所示。出射光線是發(fā)散的，但出射光線與入射光線相比，出射光線偏向主光軸，所以圖乙中的透鏡對光線有會聚作用。圖甲圖乙2.凹透鏡的發(fā)散作用：發(fā)散作用：一束光通過凹透鏡后，出射光線相對于相對于入射光線是偏離主光軸凹透鏡對光線的作用：一束平行于主光軸的光通過凹透鏡后變成發(fā)散光線，出射光線相對于入射光線偏離了主光軸，這說明了凹透鏡對光有發(fā)散作用。凹透鏡不僅是對平行于主光軸的光有發(fā)散作用，對任意射到凹透鏡上的光均有發(fā)散作用。1.凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距：凸透鏡的焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主光軸平行的數(shù)顯會聚在主光軸上的一點(diǎn)，這個點(diǎn)叫凸透鏡的焦點(diǎn)，用F表示。凸透鏡兩側(cè)各有一個焦點(diǎn)。凸透鏡的焦距：焦點(diǎn)F到光心O的距離叫焦距，用f表示，凸透鏡兩側(cè)的焦距相等。2.凹透鏡的焦點(diǎn)和焦距：凹透鏡的焦點(diǎn)：凹透鏡能使跟主光軸平行的光發(fā)散，且發(fā)散的光反向延長線相交在主光軸上的一點(diǎn)，這個點(diǎn)不是實(shí)際光線會聚的點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)，用F表示。凹透鏡兩側(cè)各有一個虛焦點(diǎn)。凹透鏡的焦距：虛焦點(diǎn)F到光心O的距離叫焦距，用f表示，凹透鏡兩側(cè)的焦距相等。3.透鏡焦距與透鏡的凹凸程度的關(guān)系：（1）透鏡焦距與對光線作用的關(guān)系。透鏡焦距越長，說明透鏡對光的作用能力越弱，反之透鏡焦距越短，說明透鏡對光的作用能力越強(qiáng)。如焦距短的凸透鏡比焦距長的凸透鏡對光的會聚能力強(qiáng)；焦距短的凹透鏡比焦距長的凹透鏡對光的發(fā)散能力強(qiáng)。（2）透鏡焦距與透鏡凹凸程度的關(guān)系。透鏡的凹凸程度越大，說明透鏡對光的作用能力越強(qiáng)，其焦距越短，反之透鏡的凹凸程度越小，說明透鏡對光的作用能力越弱，其焦距越長。ABCD如圖所示，圖中凸透鏡A比凸透鏡B凸出程度小，所以凸透鏡A的焦距比凸透鏡B的焦距長；圖中凹透鏡C比凹透鏡D凹入程度小，所以凹透鏡C比凹透鏡D的焦距長。4.粗測凸透鏡的焦距：如圖所示，讓凸透鏡（放大鏡）正對著太陽光，再拿一張白紙放在它的另一端，調(diào)整放大鏡與白紙的距離，直到紙上的光斑最小、最亮（這個點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)）。測出這個光斑達(dá)到凸透鏡光心的距離，即該凸透鏡的焦距。這種測凸透鏡焦距的方法稱為平行光聚焦法。問題：凸透鏡與凹透鏡有許多的不同點(diǎn)，如何辨別透鏡的類別？提示：可以根據(jù)透鏡的構(gòu)造、對光的作用和遠(yuǎn)近不同物體的成像來辨別透鏡。1．根據(jù)條件的構(gòu)造：用手指輕捏透鏡的中央，再向邊緣滑動，比較其厚度的變化,辨別透鏡。中央厚邊緣薄的是凸透鏡，中央薄邊緣厚的是凹透鏡注意：精密的光學(xué)器件中的透鏡不可手摸2．近處物體所成的像：將透鏡靠近課本，比較通過透鏡觀察到的現(xiàn)象。觀察到正立放大的像的是凸透鏡，觀察到正立縮小的像的是凹透鏡3．遠(yuǎn)處物體所成的像：手持透鏡伸直手臂，通過透鏡觀察遠(yuǎn)處物體，比較觀察到的現(xiàn)象。4．對光線的作用：用手電筒正對著透鏡照射，比較光通過透鏡后的現(xiàn)象。對光有會聚作用的是凸透鏡，對光有發(fā)散作用的是凹透鏡問題：不同的透鏡對光有不同的作用，通過透鏡的光中有哪些特殊光線？提示：通過透鏡的特殊光線有：一是過光心的光線；二是過焦點(diǎn)的光線，三是平行于主光軸的光線。1.過光心的光線：通過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后，傳播方向不變經(jīng)光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后，傳播方向不變2．過焦點(diǎn)的光線：通過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸射向凹透鏡另一側(cè)虛焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后，平行于主光軸3．平行于主光軸的光線：平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，經(jīng)過另一側(cè)的焦點(diǎn)平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線經(jīng)過凹透鏡同側(cè)虛焦點(diǎn)注意：通過透鏡的光路是可逆的。典型例題1例1．如圖所示的六個透鏡中，屬于凹透鏡的是（）A．①③⑤ B．②④⑤C．③⑤⑥D(zhuǎn)．④⑤⑥凸透鏡的形狀特點(diǎn)是：中間厚、邊緣薄，故①②④都是凸透鏡；凹透鏡的形狀特點(diǎn)是中間薄、邊緣厚，故③⑤⑥是凹透鏡，故C符合題意?！敬鸢浮緾典型例題2例2．關(guān)于照片中眼鏡的鏡片，下列說法正確的是（）A．左右兩側(cè)的鏡片均為凹透鏡 B．左右兩側(cè)的鏡片均為凸透鏡 C．左側(cè)為凹透鏡，右側(cè)為凸透鏡 D．左側(cè)為凸透鏡，右側(cè)為凹透鏡根據(jù)圖示可知，此時透鏡靠近物體，所成的像為正立、縮小的像，所以左右兩側(cè)的鏡片均為凹透鏡。【答案】A典型例題3例3．小王同學(xué)利用太陽光測量凸透鏡的焦距，他讓凸透鏡正對陽光，但在紙片上的光斑并不是最小時，就測出了光斑到凸透鏡中心的距離L；紙片稍微遠(yuǎn)離凸透鏡光斑變大。則凸透鏡的實(shí)際焦距（）A．一定小于L B．一定大于L C．可能等于L D．可能小于L，也可能大于L由于光斑到凸透鏡的距離為L時，即像距為L時，紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑，這個光斑可能是焦點(diǎn)之后的，也可能是焦點(diǎn)之前的光斑，所以凸透鏡的焦距f≠L；若凸透鏡遠(yuǎn)離紙的過程中光斑一直變大，說明凸透鏡的焦點(diǎn)不在光斑之后，故焦點(diǎn)應(yīng)在光斑之前，因此f一定小于L．故BCD錯誤，故A正確。【答案】A典型例題4例4．如圖所示，光會聚于b點(diǎn)，在虛線區(qū)域內(nèi)放甲透鏡后，光會聚于主光軸MN上的c點(diǎn)，則甲是透鏡；在虛線區(qū)域內(nèi)換放乙透鏡后，光會聚于主光軸MN上的a點(diǎn)，則乙是透鏡。一束光會聚于主光軸上的點(diǎn)b，在虛線區(qū)域內(nèi)放甲透鏡后，光會聚于主光軸MN上的c點(diǎn)，則該透鏡起到發(fā)散作用，故甲是凹透鏡；在虛線區(qū)域內(nèi)放乙透鏡后，光會聚于主光軸MN上的a點(diǎn)，則該透鏡起到會聚作用，故乙是凸透鏡?！敬鸢浮堪?；凸典型例題5例5．作圖題：在圖中完成光路圖。平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點(diǎn)；過光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變，如圖所示【答案】典型例題6例6．根據(jù)圖中的入射光線或折射光線，畫出相應(yīng)的折射光線或入射光線。過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點(diǎn)；過光心的光線其傳播方向不變，如圖所示：【答案】/考點(diǎn)一透鏡的辨別1．如圖所示，一個透明均勻的玻璃球被切成三部分，其中屬于凸透鏡的有（）A．①和② B．①和③ C．②和③ D．①②③2．如圖所示是光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中所用透鏡是凸透鏡的是（）A． B． C． D．3．如圖所示是小明用兩副眼鏡所做的實(shí)驗(yàn)情況，其中圖甲眼鏡是用透鏡制成的，圖乙眼鏡是用透鏡制成的?？键c(diǎn)二透鏡對光的作用4．如圖所示裝有水的圓柱形試管內(nèi)留有一稍大空氣泡，將試管水平放在白紙上方，讓太陽光豎直照射到試管上，可以發(fā)現(xiàn)白紙上與空氣泡相對應(yīng)的位置上，有一橢圓，而其它部分竟是一條與試管平行的亮線，下列分析錯誤的是（）A．該現(xiàn)象是因?yàn)楣獾恼凵?B．試管中充滿水的部分相當(dāng)于凸透鏡 C．白紙上橢圓部分比周圍亮 D．把白紙從貼近試管位置向下移動到較遠(yuǎn)處過程中，亮線先變細(xì)后變粗5．2022年4月8日，四川省達(dá)州市，一車主將車停在露天停車場時，車內(nèi)冒起了濃煙。經(jīng)了解，車輛起火的原因是車內(nèi)放了一個裝水的礦泉水瓶。如圖所示，當(dāng)?shù)V泉水瓶裝上水時，瓶里的水呈現(xiàn)圓柱狀，相當(dāng)于鏡，對光具有作用，所以，當(dāng)陽光照射到裝水的礦泉水瓶上時，容易引起火災(zāi)。6．在一個不透明的木板上，鉆一個小孔，用眼睛通過小孔可以觀察到一定的范圍，如圖所示，為了能獲得最大觀察范圍，在小孔中最好嵌入（選填“玻璃磚”、“凸透鏡”或“凹透鏡”）。因?yàn)槠鋵庥凶饔?。考點(diǎn)三凸透鏡的焦點(diǎn)與焦距7．小明想制作一個平行光源，他應(yīng)該把正在發(fā)光的燈泡放在（）A．凸透鏡的焦點(diǎn)上 B．凹透鏡的焦點(diǎn)上 C．凸透鏡的一倍焦距以內(nèi) D．凸透鏡的一倍焦距以外8．透鏡有兩類，中間比邊緣厚的叫；中間比邊緣薄的叫。透鏡的中心叫光心，凡是經(jīng)過這一點(diǎn)的光線的方向。通過光心O和球面球心C的直線叫透鏡的主光軸。凸透鏡對光線有作用；平行于主光軸的入射光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點(diǎn)，稱為點(diǎn)，用字母表示。凹透鏡對光線有作用，平行光經(jīng)過凹透鏡折射后將成為發(fā)散光線，將發(fā)散光線反向延長后相交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫凹透鏡的虛焦點(diǎn)。9．如圖，小明在測量凸透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)中，下列三種操作方法，最合理的是（選填序號）。實(shí)際操作中，由于不能確定會聚的光點(diǎn)是不是最小的，于是小明選擇了兩個等大的光斑，并測量出這兩個光斑到光心的距離分別是12cm、8cm，則該凸透鏡的焦距是cm。10．如圖所示，將凸透鏡正對著太陽光，前后移動卡片紙，得到一個最小、最亮的光斑，測得光斑到凸透鏡光心的距離是10cm，光斑所在的位置就是凸透鏡的焦點(diǎn)的位置，凸透鏡的焦距是10cm。考點(diǎn)四透鏡的三條特殊光線11．如圖，請?jiān)趫D中將凹透鏡的入射光線和折射光線補(bǔ)畫完整。12．根據(jù)圖中的入射光線或折射光線，畫出相應(yīng)的折射光線或入射光線。13．如圖，兩條光線射向凹透鏡，請畫其經(jīng)過凹透鏡的折射光線。1.會用不同方法辨別凸透鏡和凹透鏡；2.能表述凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發(fā)散作用；3.能識別透鏡的光心、焦點(diǎn)和焦距；4.會利用平行光測凸透鏡的焦距。5.通過實(shí)驗(yàn)和觀察，會完成透鏡光路圖。一．選擇題1．如果把一個玻璃球分割成五塊，其截面如圖所示，這五塊玻璃a、b、c、d、e中，屬于凹透鏡的是（）A．a(chǎn) B．b C．c D．d2．2024年10月24日，北京朝陽區(qū)一居民家中陽臺起火，造成火災(zāi)的“罪魁禍?zhǔn)住本谷皇菙[放在陽臺窗臺上的一個“水晶球”。在這起事件中，“水晶球”相當(dāng)于以下哪種光學(xué)元件（）A．凸透鏡 B．凸面鏡 C．凹透鏡 D．凹面鏡3．光線經(jīng)過甲、乙兩透鏡后的折射光線如圖所示，則關(guān)于兩透鏡的類型，下列說法正確的是（）A．甲是凸透鏡，乙是凹透鏡 B．甲是凹透鏡，乙是凸透鏡 C．甲、乙都是凸透鏡 D．甲、乙都是凹透鏡4．取一段鐵絲，繞制一個內(nèi)徑約為5mm左右的圓環(huán)，如圖所示。將圓環(huán)在清水中浸一下，圓環(huán)上布滿水膜，辨別水膜相當(dāng)于“凸透鏡”還是“凹透鏡”的最可靠方法是（）A．用手摸 B．透過水膜看物體 C．用強(qiáng)光照射 D．用刻度尺測量5．如圖所示，A是一塊遮光板，板上開有一圓孔B，C是一個與遮光板平面平行的、相隔一定距離的光屏。若從外徑與圓孔B相同的平板透明玻璃、凹透鏡、凸透鏡這三個光學(xué)器件中選取一個嵌入圓孔B中，發(fā)現(xiàn)在C處的光屏上呈現(xiàn)一個比圓孔大的圓形光斑，則嵌入圓孔B的那個光學(xué)器件是（）A．只能是凸透鏡 B．只能是凹透鏡 C．凹透鏡或凸透鏡 D．三個光學(xué)器件都可以6．某放大鏡由A、B兩個凸透鏡組成，如圖甲所示。A的直徑為D，B的直徑為d，將它正對太陽光，把一張白紙放在它的下方，在白紙上得到了如圖乙所示的兩個直徑均為d的圓斑。下列說法正確的是（）A．兩個透鏡的焦距可能相等 B．透鏡A的焦距一定大于透鏡B C．放大鏡遠(yuǎn)離白紙時，兩個光斑一定同時變大 D．用該放大鏡觀察同一物體，透鏡B所成的像一定比A小二．填空題7．如圖所示的四塊玻璃制成的透鏡中，屬于凸透鏡，屬于凹透鏡。對透過的光線有會聚作用的透鏡是。（全填字母）8．如圖所示，表示小聰同學(xué)用激光分別射向甲透鏡后光的傳播路徑，由圖可知甲透鏡應(yīng)是透鏡，乙透鏡可以用來矯正眼（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）。9．如圖所示，小晉將某同學(xué)的眼鏡放在海報前，通過眼鏡中海報所成的像，小晉判斷該同學(xué)所配戴的眼鏡為凸透鏡。小晉的判斷是（選填“正確”或“錯誤”）的，支持你觀點(diǎn)的依據(jù)是。10．小明為判別直徑相同的兩透鏡的類型，分別將它們正對太陽，把一張紙放在它的下方，在紙上得到相應(yīng)的光斑，透鏡與光斑的大小如圖所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的是（凸/凹）透鏡，形成乙光斑的（一定/可能/一定不）是凹透鏡。11．如圖甲是晉代《博物志》“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影得火”示意圖?！跋鞅顖A”是把冰塊削成透鏡，對光有作用。圖乙是我國古代名為“陽燧”的凹面鏡，可用于點(diǎn)火，對光有作用（后兩空均選填“發(fā)散”或“會聚”）。12．如圖所示，盒子中N處有水平向右的平行光，P為盒右側(cè)面上的一個圓孔，M是豎直光屏。小明在厚平板玻璃、凸透鏡、凹透鏡這三個光學(xué)器件中取一個恰好嵌入