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第16课 透镜八年级物理上册同步精品讲义（苏科版）
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第16课 透镜
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1.知道凸透镜和凹透镜的定义；
2.知道凸透镜的光心、焦点和焦距；
3.理解凸透镜和凹透镜对光线的作用；
4.掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播方向。
知识精讲
知识点01 透镜
1、透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。
2、透镜的考点：
（1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲）
（2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙）
3、主光轴和光心：
概念
定义
图示
主光轴
通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。
光心
主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心）
注释：
1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。
2、透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
知识点02 透镜对光的作用
1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对）
2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对）
注释：
1、 凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。
2、 凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。
知识点03 焦点和焦距
1、焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。
2、虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。
3、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“”表示。
注释：
1、凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；凹透镜有两个虚焦点，关于光心对称。
2、凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。
3、由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。
4、 凸透镜、凹透镜与凸面镜凹面镜的区别：
种类
符号
原理
对光线的作用
凸透镜
光的折射，光穿过凸透镜向较厚的一端偏折。
会聚
凸面镜
光的反射，光不能穿过凸面镜，通过凸面镜可以观察到更大的范围。
发散
凹透镜
光的折射，光穿过凹透镜向较厚的一端偏折。
发散
凹面镜
光的反射，光不能穿过凹面镜，可以把平行光会聚到一点上。
会聚
知识点04 三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变
通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变
射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴
跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点
能力拓展
考法01 透镜的种类
1.下列各镜片中，属于凹透镜的（ ）
【答案】C
【解析】如图，中间比边缘厚的透镜是ABD，即为凸透镜；中间比边缘薄的是C，即为凹透镜。
【总结升华】题目主要考察了凸透镜和凹透镜的定义，简单题目。
【对点练习1】下列透镜中，对光有会聚作用的有（ ）
A．一种 B．两种 C．三种 D．四种
【答案】C
考法02 透镜对光的作用
2.关于透镜，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜对光有会聚作用，因此通过凸透镜的光一定会聚在焦点上
B．凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有实焦点，凹透镜有虚焦点
C．凸透镜只对平行光有会聚作用
D．平行于主光轴的光，通过凹透镜后一定得过焦点
【答案】B
【解析】A、凸透镜对光线有会聚作用，但光线通过凸透镜不一定能会聚于一点，故A错误；B、凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点，故B正确；C、凸透镜对所有光线有会聚作用，故C错误；D、平行于主光轴的光线通过凸透镜后一定得过焦点，故D错误；故选B。
【对点练习2】小林在森林公园里玩时，看到一个丢弃的塑料瓶，她想到，瓶里如果进了水后最容易引起火灾，其主要原因是（ ）
A．盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有会聚作用
B．盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有发散作用
C．盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用
D．盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有发散作用
【答案】C
考法03 焦点和焦距
3. 如图所示，凸透镜正对着太阳光，来回移动另一侧的纸片，得到最小、最亮的光斑时，纸片距离凸透镜中心10cm，则此凸透镜的焦距是 cm；接着将纸片远离凸透镜移动，纸片上的光斑 （选填“变大”、“变小”或“不变”），纸片上光斑与凸透镜的镜面大小相同时，纸片距离凸透镜的中心是 cm。
【答案】10；变大；20
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点；焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；故让一透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做透镜的焦点；因为焦点到凸透镜中心的距离为10cm，则该透镜的焦距为10cm．因为凸透镜会聚在焦点的光最亮、最小，所以若凸透镜远离白纸，则光斑将一直变大，亮度会越来越暗；凸透镜正对太阳光，光线平行于主光轴，会聚成焦点F，光线到焦点F，不会停止，继续传播，形成和凸透镜口径相同的光斑；如图所示：
凸透镜到光斑的距离是L=10cm，所以纸片距离凸透镜的中心为2L=20cm。
故答案为：10；变大；20。
【对点练习3】为了粗测出凸透镜的焦距，小明拿一张白纸和一把刻度尺，利用太阳光作光源进行了实验．请将以下实验步骤的每一步叙述补充完整。
（1）拿一个凸透镜 着太阳光；
（2）再把一张纸放在它的 ，改变透镜与 的距离，直到纸上的光斑变得 ；
（3）最后测量这个光斑到 的距离。
【答案】：（1）正对；（2）另一侧，纸，最小、最亮；（3）凸透镜
考法04 三条特殊光线
4. 完成下列光路图
【答案】
【解析】平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后交于凸透镜的焦点；入射光线的延长线交于凹透镜的虚焦点，经凹透镜折射后的光线，平行于凹透镜的主光轴。
【对点练习4】光通过透镜的光路如图所示，正确的图是（ ）
【答案】B
分层提分
题组A 基础过关练
1.下图中，不是凸透镜的是（ ）
A B C D
【答案】B
【解析】凸透镜是中间厚，边缘薄的一种透镜。B中的透镜，中间薄，边缘厚，是凹透镜。选B。
2.下列作图中不正确的是（ ）
【答案】C
【解析】A.平行于凸透镜主光轴的光线，通过凸透镜后交于凸透镜的焦点。A正确。
BC. 平行于凹透镜主光轴的光线，通过凹透镜后，折射光线的反向延长线交于焦点。B正确，C错。
D．从凸透镜焦点处发出的光线，经过凸透镜后，平行于凸透镜的主光轴，D正确。选C。
3. 下列能使光线会聚的镜是（ ）
A．平面镜 B．凹透镜 C．凸透镜 D．凸面镜
【答案】C
【解析】A．平面镜，只能改变光的传播方向，不能使光线会聚或发散，A错。
B．凹透镜，对光线起发散作用，B错。
C．凸透镜，对光线起会聚作用，C正确。
D．凸面镜，对光线起发散作用，D错。选C。
4.如图是关于透镜的光路图，其中正确的是（ ）
【答案】C
【解析】A、从凹透镜的虚焦点发出的光线经凹透镜折射后，应该发散，但图中的折射光线平行于主光轴了，会聚了，故A错；B、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过虚焦点，故B错；CD、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于另一侧的焦点，故C正确、D错；故选C。
5.把凸透镜正对着太阳光测焦距，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是（ ）
A．7.5cm B．15cm C．30cm D．60cm
【答案】B
【解析】由凸透镜焦点和焦距的概念可知，把凸透镜正对着太阳光测焦距，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑，这个点就是焦点，则该凸透镜的焦距是15cm；故选B。
6. 小华让一透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做透镜的 ，此透镜是 透镜，若测得该点到镜中心的距离为15cm，则该透镜焦距为 cm。
【答案】焦点；凸；15
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。故让一透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做透镜的焦点；由于该透镜对光线起会聚作用，因此该透镜为凸透镜；又因为焦点到凸透镜中心的距离为15cm，则该透镜的焦距为15cm。
7.小红家购置了一辆小车，一次烈日下洗车，车身油漆上出现了不少黑点，像是烧焦了的痕迹，这是因为车身上残留的水滴相当于 ，对光线有 作用，使得水滴下的车身温度升高而失去光泽。
【答案】凸透镜；会聚
【解析】在阳光下的水滴好比一个小的凸透镜，把太阳光进行了会聚，同时也会聚了太阳光的能量，使得局部高温，从而伤害汽车的外表，故答案为：凸透镜；会聚。
8. 能使太阳光折射后会聚的透镜是 镜，近视眼镜的镜片是 镜。
【答案】凸透；凹透
9. 平行光通过凸透镜后变得 。平行光通过凹透镜后变得 。
【答案】会聚；发散
10.凸透镜对光线有 作用，所以又称为 透镜；凹透镜对光线有 作用，所以又称为 透镜。
【答案】会聚；会聚；发散；发散
【解析】凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜能使会聚的光线提前会聚，能使平行光线会聚成一点，能使发散的光线会聚成点，或称为平行光，或变为光路窄的光路，所以凸透镜又称为会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，凹透镜能使会聚的光线错后会聚，能使平行光线发散，能使发散的光线光路更宽，所以凹透镜又称发散透镜。
11. 完成图中的光路图。
【答案】
题组B 能力提升练
1. 下图中的透镜属于凹透镜的是（ ）
【答案】D
【解析】凸透镜是中间厚边缘薄的镜子；凹透镜是中间薄边缘厚的镜子，根据定义可知图中D选项符合题意。
2.防盗门上装一只“猫眼”，站在屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人有一个正立、缩小的像，这只“猫眼”相当于（ ）
A．凹透镜 B．凹面镜 C．凸面镜 D．凸透镜
【答案】A
【解析】 “猫眼”是由两块透镜组合而成；当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜；最后看到来客的正立、缩小的像，所以防盗门的“猫眼”相当于凹透镜；故选A。
3.《森林保护法》中规定，禁止在森林里丢弃空罐头和空瓶子，这主要是为了防止（ ）
A．污染环境 B．行人受伤 C．引起山火 D．动物死亡
【答案】C
【解析】空瓶子中如果灌入雨水形成一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，会聚点，温度比较高，容易引燃干树叶等，引起火灾。
4. 王一博利用太阳光测量凸透镜的焦距。他让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离f，那么，凸透镜的实际焦距（ ）
A．一定小于f B．一定大于f
C．可能等于f D．可能小于f,也可能大于f
【答案】D
【解析】在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离f，这个距离既有可能是在焦点内的距离，这时小于焦距f，也有可能是焦点外的距离，这时大于焦距f，所以既可能小于f,也可能大于f，选D。
5. 下列关于透镜的说法错误的是（ ）
A．凸透镜是中间厚、边缘薄的透镜
B．凹透镜可以将平行光发散
C．凸透镜可以将平行光会聚于一点
D．凸透镜摔成两半，其中任何一块都会失去会聚作用
【答案】D
【解析】A．凸透镜的特点就是中间厚、边缘薄，A正确。
B．凹透镜可以将平行于主光轴的光线发散，使其不再平行、相交，对相交的光线，延后相交，B正确。
C．凸透镜可以将平行于它主光轴的光线会聚于焦点，C正确。
D．凸透镜摔成两半，其中任何一块依然保持了凸透镜的结构特点，任然有会聚作用。D错，选D。
6. 王一博在暑假里的经常给院坝里的花浇水，有一天太阳很大，他怕花缺水，中午也去浇了一次，结果第二天早上起来发现一些叶子被烧焦了，这是因为（ ）
A．水滴容易透过阳光
B．水滴在阳光下温度升高，把叶子烫焦
C．水滴使阳光会聚，把叶子烧焦
D．水滴蒸发时从叶片上吸热
【答案】C
【解析】浇在花叶上的水珠，相当于凸透镜的形状，所以对太阳光有会聚作用。这样就会使花叶局部温度升高，甚至被烧焦。选C。
7.填写下图中的如下内容：它是 透镜，O点表示 ，F点表示 ，f表示 。
【答案】凸 光心 焦点 焦距
【解析】由图可知：该透镜中间厚，边缘薄，所以是凸透镜。O是它的中心，所以是凸透镜的光心。F是平行于它的主光轴的光线的会聚点，所以是焦点。f是焦点到光心的距离，所以是焦距。
8.如图所示，透镜的焦距是 cm。
【答案】10.0
【解析】平行于凸透镜主光轴的光线的会聚点在40.0cm处，光心在30.0cm处，所以它的焦距f=40.0cm—30。0cm=10.0cm。
9. 某同学把一个凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，适当调整位置后，在白纸上出现一个很小很亮的光斑，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20 cm，则该凸透镜的焦距为 cm。
【答案】20
【解析】凸透镜对光起会聚作用，当平行光照射在凸透镜上时，会会聚到异侧焦点，太阳光可看做平行光，当太阳光经过凸透镜在异侧20 cm处形成最小最亮的光斑，则可得到焦距为20 cm。
10.把小灯泡放在凸透镜的 上，点亮的小灯泡后发出的光线可以变成平行光。
【答案】焦点
【解析】根据凸透镜的特点可知：从凸透镜焦点处发出的光线经过凸透镜后会平行于主光轴，所以要获得平行光，需要将小灯泡放在凸透镜的焦点上。
11．如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。
【答案】
【解析】光线经过凸透镜的光心传播方向不改变，光线经过凸透镜二倍焦距时，透过凸透镜后折射光线过另一方二倍焦距处。如图。
12.作出下图中SA和SB的折射光线。
【答案】
【解析】SA是平行于凸透镜主光轴的光线，经过凸透镜后过焦点；SB是过凸透镜焦点的光线，所以经过凸透镜后平行于凸透镜的主光轴。如图。
13.在框内填上适当的透镜。
（1） （2）
【答案】（1）凹透镜 （2） 凹透镜
【解析】（1）它使平行光线发散，所以是凹透镜。
（2）它时要相交的光线平行，不再相交，也使起了发散作用，是凹透镜。
题组C 培优拔尖练
1.下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜可以对光线起发散作用
B．凸透镜只对平行于主轴的光线起会聚作用
C．通过凸透镜后的光线是发散的，因此凸透镜的作用是对光线起发散作用
D．通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，仍然是会聚的一种表现
【答案】D
【解析】A．凸透镜可以对光线起会聚作用，A错。
B．凸透镜所有光线都有会聚作用，B错。
C．通过凸透镜后的光线是会聚的，因此凸透镜的作用是对光线起会聚作用，C错。
D．通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，是会聚的一种表现。凸透镜对光线的会聚作用不仅仅是将平行于主光轴的光线会聚于焦点，还能使发散的光线，发散程度减小。D正确，选D。
2. 一束光线经过凸透镜后( )
A．一定是平行光 B．一定是会聚光束
C．不可能是发散光束 D．一定比原来的光束会聚一些
【答案】D
【解析】A．只有从凸透镜焦点发出的光，经过凸透镜后才是平行于它主光轴的光线，A错。
B．本身发散的光线，经过凸透镜后，只能使它的发散程度减小，并不一定能使其平行或相交，B错。
C．本身发散的光线，经过凸透镜后，只能使它的发散程度减小，所以依然可能是发散的，C错。
D．一束光线经过凸透镜后，由于凸透镜对光的会聚作用，所以一定比原来的光束会聚一些，D正确。选D。
3. 如图所示，当用眼睛去观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则透镜的焦距是（ ）
A．0.1m B．0.2m C．0.3m D．0.5m
【答案】A
【解析】从图中可以看出：M点是凸透镜的焦点的像。它的像距是0.2m，所以焦点距平面镜的距离也是0.2m。透镜的焦距等于光心到平面镜的距离0.3m减去焦点到平面镜的距离0.2m，等于0.1m。选A。
4. 3月24日北京2008年奥运会圣火采集仪式在希腊古奥林匹亚遗址举行，当天晴空万里，最高女祭司玛利亚-娜芙普利都通过自然光采集圣火成功，从而拉开了北京奥运会圣火传递序幕。其实，早在上个世纪50年代中期，考古工作队在三门峡上村岭虢国墓地1052墓中发现了3000年前的西周时代人们取火使用的工具--阳燧。（如图所示）宋代科学家沈括在其《梦溪笔谈》中也说：“阳燧面洼（凹），向日照之，光皆向内，离镜一二寸聚为一点，大如麻椒，着物则火。从物理上看，它对太阳光有 作用，光线相聚的“点”类似凸透镜的 ，阳燧取火是直接利用 能。
【答案】会聚、焦点、太阳
【解析】题目考查了凹面镜，阳燧面洼（凹），与凹面镜的结构一样，因此对太阳光有会聚作用，使光线会聚到“焦点”上，是直接利用的太阳能。
5.老师给小明一个凸透镜、一把刻度尺、一张白纸，让他测出这个凸透镜的焦距。请你帮助他完成。可画图辅助说明。
【答案与解析】太阳光聚焦法。具体做法是：将凸透镜正对太阳光，在凸透镜的另一边在白纸上找到最亮最清晰的点，用刻度尺量出凸透镜到纸上亮点的距离，此距离可以认为是该凸透镜的焦距。
6. 某物理学习小组，选择如图13所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）：
（1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答： （选填字母序号）；
器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 ；
（2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 的关系”。
【答案与解析】（1）由图可知，根据实验要求，同样材质的只有A和C，且它们的厚度不同，便于实验的探究。故选A、C；（2）由图可知，乙图的焦距小，而乙凸透镜的厚度比较厚，会聚作用强，且凸面比较凸，故答案为：小；（3）A、B两种材料的透镜厚度相同，但材质不同，所以得出的结论也就不同。可以通过此作实验“凸透镜的焦距大小与材料的关系”。
7.作出甲、乙两图中的折射光线。
【答案】
【解析】甲图是从凸透镜焦点处发出的光线，所以经过凸透镜后平行于凸透镜的主光轴，如图。乙图是射向凹透镜另一侧的光线，所以经过凹透镜后平行于凹透镜的主光轴，如图。
8. 小红给小华设计了一个光学暗箱。只有入射光线和出射光线。请分别在暗箱内填写适当的光学器材（不能重复）。
【答案与解析】①由于平面镜能改变光路，此图相当于已知入射光线和反射光线画平面镜。所以先画法线，即入射光线和反射光线的夹角的平分线。②根据凹透镜对光线有发散作用，即平行于主光轴的光线经凹透镜后变得发散。
9. 完成下图中光线从左边射向凸透镜折射后，再射向凹透镜折射后的光路。
【答案】
【解析】光线是从凸透镜的焦点F1发出的，所以经过凸透镜后平行于凸透镜的主光轴；这条光线同时也是平行于凹透镜主光轴的光线，所以经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线交于凹透镜的焦点F2，如图。
目标导航
1.知道凸透镜和凹透镜的定义；
2.知道凸透镜的光心、焦点和焦距；
3.理解凸透镜和凹透镜对光线的作用；
4.掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播方向。
知识精讲
知识点01 透镜
1、透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。
2、透镜的考点：
（1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲）
（2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙）
3、主光轴和光心：
概念
定义
图示
主光轴
通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。
光心
主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心）
注释：
1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。
2、透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
知识点02 透镜对光的作用
1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对）
2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对）
注释：
1、 凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。
2、 凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。
知识点03 焦点和焦距
1、焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。
2、虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。
3、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“”表示。
注释：
1、凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；凹透镜有两个虚焦点，关于光心对称。
2、凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。
3、由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。
4、 凸透镜、凹透镜与凸面镜凹面镜的区别：
种类
符号
原理
对光线的作用
凸透镜
光的折射，光穿过凸透镜向较厚的一端偏折。
会聚
凸面镜
光的反射，光不能穿过凸面镜，通过凸面镜可以观察到更大的范围。
发散
凹透镜
光的折射，光穿过凹透镜向较厚的一端偏折。
发散
凹面镜
光的反射，光不能穿过凹面镜，可以把平行光会聚到一点上。
会聚
知识点04 三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变
通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变
射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴
跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点
能力拓展
考法01 透镜的种类
1.下列各镜片中，属于凹透镜的（ ）
【答案】C
【解析】如图，中间比边缘厚的透镜是ABD，即为凸透镜；中间比边缘薄的是C，即为凹透镜。
【总结升华】题目主要考察了凸透镜和凹透镜的定义，简单题目。
【对点练习1】下列透镜中，对光有会聚作用的有（ ）
A．一种 B．两种 C．三种 D．四种
【答案】C
考法02 透镜对光的作用
2.关于透镜，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜对光有会聚作用，因此通过凸透镜的光一定会聚在焦点上
B．凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有实焦点，凹透镜有虚焦点
C．凸透镜只对平行光有会聚作用
D．平行于主光轴的光，通过凹透镜后一定得过焦点
【答案】B
【解析】A、凸透镜对光线有会聚作用，但光线通过凸透镜不一定能会聚于一点，故A错误；B、凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点，故B正确；C、凸透镜对所有光线有会聚作用，故C错误；D、平行于主光轴的光线通过凸透镜后一定得过焦点，故D错误；故选B。
【对点练习2】小林在森林公园里玩时，看到一个丢弃的塑料瓶，她想到，瓶里如果进了水后最容易引起火灾，其主要原因是（ ）
A．盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有会聚作用
B．盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有发散作用
C．盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用
D．盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有发散作用
【答案】C
考法03 焦点和焦距
3. 如图所示，凸透镜正对着太阳光，来回移动另一侧的纸片，得到最小、最亮的光斑时，纸片距离凸透镜中心10cm，则此凸透镜的焦距是 cm；接着将纸片远离凸透镜移动，纸片上的光斑 （选填“变大”、“变小”或“不变”），纸片上光斑与凸透镜的镜面大小相同时，纸片距离凸透镜的中心是 cm。
【答案】10；变大；20
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点；焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；故让一透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做透镜的焦点；因为焦点到凸透镜中心的距离为10cm，则该透镜的焦距为10cm．因为凸透镜会聚在焦点的光最亮、最小，所以若凸透镜远离白纸，则光斑将一直变大，亮度会越来越暗；凸透镜正对太阳光，光线平行于主光轴，会聚成焦点F，光线到焦点F，不会停止，继续传播，形成和凸透镜口径相同的光斑；如图所示：
凸透镜到光斑的距离是L=10cm，所以纸片距离凸透镜的中心为2L=20cm。
故答案为：10；变大；20。
【对点练习3】为了粗测出凸透镜的焦距，小明拿一张白纸和一把刻度尺，利用太阳光作光源进行了实验．请将以下实验步骤的每一步叙述补充完整。
（1）拿一个凸透镜 着太阳光；
（2）再把一张纸放在它的 ，改变透镜与 的距离，直到纸上的光斑变得 ；
（3）最后测量这个光斑到 的距离。
【答案】：（1）正对；（2）另一侧，纸，最小、最亮；（3）凸透镜
考法04 三条特殊光线
4. 完成下列光路图
【答案】
【解析】平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后交于凸透镜的焦点；入射光线的延长线交于凹透镜的虚焦点，经凹透镜折射后的光线，平行于凹透镜的主光轴。
【对点练习4】光通过透镜的光路如图所示，正确的图是（ ）
【答案】B
分层提分
题组A 基础过关练
1.下图中，不是凸透镜的是（ ）
A B C D
【答案】B
【解析】凸透镜是中间厚，边缘薄的一种透镜。B中的透镜，中间薄，边缘厚，是凹透镜。选B。
2.下列作图中不正确的是（ ）
【答案】C
【解析】A.平行于凸透镜主光轴的光线，通过凸透镜后交于凸透镜的焦点。A正确。
BC. 平行于凹透镜主光轴的光线，通过凹透镜后，折射光线的反向延长线交于焦点。B正确，C错。
D．从凸透镜焦点处发出的光线，经过凸透镜后，平行于凸透镜的主光轴，D正确。选C。
3. 下列能使光线会聚的镜是（ ）
A．平面镜 B．凹透镜 C．凸透镜 D．凸面镜
【答案】C
【解析】A．平面镜，只能改变光的传播方向，不能使光线会聚或发散，A错。
B．凹透镜，对光线起发散作用，B错。
C．凸透镜，对光线起会聚作用，C正确。
D．凸面镜，对光线起发散作用，D错。选C。
4.如图是关于透镜的光路图，其中正确的是（ ）
【答案】C
【解析】A、从凹透镜的虚焦点发出的光线经凹透镜折射后，应该发散，但图中的折射光线平行于主光轴了，会聚了，故A错；B、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过虚焦点，故B错；CD、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于另一侧的焦点，故C正确、D错；故选C。
5.把凸透镜正对着太阳光测焦距，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是（ ）
A．7.5cm B．15cm C．30cm D．60cm
【答案】B
【解析】由凸透镜焦点和焦距的概念可知，把凸透镜正对着太阳光测焦距，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑，这个点就是焦点，则该凸透镜的焦距是15cm；故选B。
6. 小华让一透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做透镜的 ，此透镜是 透镜，若测得该点到镜中心的距离为15cm，则该透镜焦距为 cm。
【答案】焦点；凸；15
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。故让一透镜正对太阳光，用一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做透镜的焦点；由于该透镜对光线起会聚作用，因此该透镜为凸透镜；又因为焦点到凸透镜中心的距离为15cm，则该透镜的焦距为15cm。
7.小红家购置了一辆小车，一次烈日下洗车，车身油漆上出现了不少黑点，像是烧焦了的痕迹，这是因为车身上残留的水滴相当于 ，对光线有 作用，使得水滴下的车身温度升高而失去光泽。
【答案】凸透镜；会聚
【解析】在阳光下的水滴好比一个小的凸透镜，把太阳光进行了会聚，同时也会聚了太阳光的能量，使得局部高温，从而伤害汽车的外表，故答案为：凸透镜；会聚。
8. 能使太阳光折射后会聚的透镜是 镜，近视眼镜的镜片是 镜。
【答案】凸透；凹透
9. 平行光通过凸透镜后变得 。平行光通过凹透镜后变得 。
【答案】会聚；发散
10.凸透镜对光线有 作用，所以又称为 透镜；凹透镜对光线有 作用，所以又称为 透镜。
【答案】会聚；会聚；发散；发散
【解析】凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜能使会聚的光线提前会聚，能使平行光线会聚成一点，能使发散的光线会聚成点，或称为平行光，或变为光路窄的光路，所以凸透镜又称为会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，凹透镜能使会聚的光线错后会聚，能使平行光线发散，能使发散的光线光路更宽，所以凹透镜又称发散透镜。
11. 完成图中的光路图。
【答案】
题组B 能力提升练
1. 下图中的透镜属于凹透镜的是（ ）
【答案】D
【解析】凸透镜是中间厚边缘薄的镜子；凹透镜是中间薄边缘厚的镜子，根据定义可知图中D选项符合题意。
2.防盗门上装一只“猫眼”，站在屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人有一个正立、缩小的像，这只“猫眼”相当于（ ）
A．凹透镜 B．凹面镜 C．凸面镜 D．凸透镜
【答案】A
【解析】 “猫眼”是由两块透镜组合而成；当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜；最后看到来客的正立、缩小的像，所以防盗门的“猫眼”相当于凹透镜；故选A。
3.《森林保护法》中规定，禁止在森林里丢弃空罐头和空瓶子，这主要是为了防止（ ）
A．污染环境 B．行人受伤 C．引起山火 D．动物死亡
【答案】C
【解析】空瓶子中如果灌入雨水形成一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，会聚点，温度比较高，容易引燃干树叶等，引起火灾。
4. 王一博利用太阳光测量凸透镜的焦距。他让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离f，那么，凸透镜的实际焦距（ ）
A．一定小于f B．一定大于f
C．可能等于f D．可能小于f,也可能大于f
【答案】D
【解析】在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离f，这个距离既有可能是在焦点内的距离，这时小于焦距f，也有可能是焦点外的距离，这时大于焦距f，所以既可能小于f,也可能大于f，选D。
5. 下列关于透镜的说法错误的是（ ）
A．凸透镜是中间厚、边缘薄的透镜
B．凹透镜可以将平行光发散
C．凸透镜可以将平行光会聚于一点
D．凸透镜摔成两半，其中任何一块都会失去会聚作用
【答案】D
【解析】A．凸透镜的特点就是中间厚、边缘薄，A正确。
B．凹透镜可以将平行于主光轴的光线发散，使其不再平行、相交，对相交的光线，延后相交，B正确。
C．凸透镜可以将平行于它主光轴的光线会聚于焦点，C正确。
D．凸透镜摔成两半，其中任何一块依然保持了凸透镜的结构特点，任然有会聚作用。D错，选D。
6. 王一博在暑假里的经常给院坝里的花浇水，有一天太阳很大，他怕花缺水，中午也去浇了一次，结果第二天早上起来发现一些叶子被烧焦了，这是因为（ ）
A．水滴容易透过阳光
B．水滴在阳光下温度升高，把叶子烫焦
C．水滴使阳光会聚，把叶子烧焦
D．水滴蒸发时从叶片上吸热
【答案】C
【解析】浇在花叶上的水珠，相当于凸透镜的形状，所以对太阳光有会聚作用。这样就会使花叶局部温度升高，甚至被烧焦。选C。
7.填写下图中的如下内容：它是 透镜，O点表示 ，F点表示 ，f表示 。
【答案】凸 光心 焦点 焦距
【解析】由图可知：该透镜中间厚，边缘薄，所以是凸透镜。O是它的中心，所以是凸透镜的光心。F是平行于它的主光轴的光线的会聚点，所以是焦点。f是焦点到光心的距离，所以是焦距。
8.如图所示，透镜的焦距是 cm。
【答案】10.0
【解析】平行于凸透镜主光轴的光线的会聚点在40.0cm处，光心在30.0cm处，所以它的焦距f=40.0cm—30。0cm=10.0cm。
9. 某同学把一个凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，适当调整位置后，在白纸上出现一个很小很亮的光斑，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20 cm，则该凸透镜的焦距为 cm。
【答案】20
【解析】凸透镜对光起会聚作用，当平行光照射在凸透镜上时，会会聚到异侧焦点，太阳光可看做平行光，当太阳光经过凸透镜在异侧20 cm处形成最小最亮的光斑，则可得到焦距为20 cm。
10.把小灯泡放在凸透镜的 上，点亮的小灯泡后发出的光线可以变成平行光。
【答案】焦点
【解析】根据凸透镜的特点可知：从凸透镜焦点处发出的光线经过凸透镜后会平行于主光轴，所以要获得平行光，需要将小灯泡放在凸透镜的焦点上。
11．如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。
【答案】
【解析】光线经过凸透镜的光心传播方向不改变，光线经过凸透镜二倍焦距时，透过凸透镜后折射光线过另一方二倍焦距处。如图。
12.作出下图中SA和SB的折射光线。
【答案】
【解析】SA是平行于凸透镜主光轴的光线，经过凸透镜后过焦点；SB是过凸透镜焦点的光线，所以经过凸透镜后平行于凸透镜的主光轴。如图。
13.在框内填上适当的透镜。
（1） （2）
【答案】（1）凹透镜 （2） 凹透镜
【解析】（1）它使平行光线发散，所以是凹透镜。
（2）它时要相交的光线平行，不再相交，也使起了发散作用，是凹透镜。
题组C 培优拔尖练
1.下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜可以对光线起发散作用
B．凸透镜只对平行于主轴的光线起会聚作用
C．通过凸透镜后的光线是发散的，因此凸透镜的作用是对光线起发散作用
D．通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，仍然是会聚的一种表现
【答案】D
【解析】A．凸透镜可以对光线起会聚作用，A错。
B．凸透镜所有光线都有会聚作用，B错。
C．通过凸透镜后的光线是会聚的，因此凸透镜的作用是对光线起会聚作用，C错。
D．通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，是会聚的一种表现。凸透镜对光线的会聚作用不仅仅是将平行于主光轴的光线会聚于焦点，还能使发散的光线，发散程度减小。D正确，选D。
2. 一束光线经过凸透镜后( )
A．一定是平行光 B．一定是会聚光束
C．不可能是发散光束 D．一定比原来的光束会聚一些
【答案】D
【解析】A．只有从凸透镜焦点发出的光，经过凸透镜后才是平行于它主光轴的光线，A错。
B．本身发散的光线，经过凸透镜后，只能使它的发散程度减小，并不一定能使其平行或相交，B错。
C．本身发散的光线，经过凸透镜后，只能使它的发散程度减小，所以依然可能是发散的，C错。
D．一束光线经过凸透镜后，由于凸透镜对光的会聚作用，所以一定比原来的光束会聚一些，D正确。选D。
3. 如图所示，当用眼睛去观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则透镜的焦距是（ ）
A．0.1m B．0.2m C．0.3m D．0.5m
【答案】A
【解析】从图中可以看出：M点是凸透镜的焦点的像。它的像距是0.2m，所以焦点距平面镜的距离也是0.2m。透镜的焦距等于光心到平面镜的距离0.3m减去焦点到平面镜的距离0.2m，等于0.1m。选A。
4. 3月24日北京2008年奥运会圣火采集仪式在希腊古奥林匹亚遗址举行，当天晴空万里，最高女祭司玛利亚-娜芙普利都通过自然光采集圣火成功，从而拉开了北京奥运会圣火传递序幕。其实，早在上个世纪50年代中期，考古工作队在三门峡上村岭虢国墓地1052墓中发现了3000年前的西周时代人们取火使用的工具--阳燧。（如图所示）宋代科学家沈括在其《梦溪笔谈》中也说：“阳燧面洼（凹），向日照之，光皆向内，离镜一二寸聚为一点，大如麻椒，着物则火。从物理上看，它对太阳光有 作用，光线相聚的“点”类似凸透镜的 ，阳燧取火是直接利用 能。
【答案】会聚、焦点、太阳
【解析】题目考查了凹面镜，阳燧面洼（凹），与凹面镜的结构一样，因此对太阳光有会聚作用，使光线会聚到“焦点”上，是直接利用的太阳能。
5.老师给小明一个凸透镜、一把刻度尺、一张白纸，让他测出这个凸透镜的焦距。请你帮助他完成。可画图辅助说明。
【答案与解析】太阳光聚焦法。具体做法是：将凸透镜正对太阳光，在凸透镜的另一边在白纸上找到最亮最清晰的点，用刻度尺量出凸透镜到纸上亮点的距离，此距离可以认为是该凸透镜的焦距。
6. 某物理学习小组，选择如图13所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）：
（1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答： （选填字母序号）；
器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 ；
（2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 的关系”。
【答案与解析】（1）由图可知，根据实验要求，同样材质的只有A和C，且它们的厚度不同，便于实验的探究。故选A、C；（2）由图可知，乙图的焦距小，而乙凸透镜的厚度比较厚，会聚作用强，且凸面比较凸，故答案为：小；（3）A、B两种材料的透镜厚度相同，但材质不同，所以得出的结论也就不同。可以通过此作实验“凸透镜的焦距大小与材料的关系”。
7.作出甲、乙两图中的折射光线。
【答案】
【解析】甲图是从凸透镜焦点处发出的光线，所以经过凸透镜后平行于凸透镜的主光轴，如图。乙图是射向凹透镜另一侧的光线，所以经过凹透镜后平行于凹透镜的主光轴，如图。
8. 小红给小华设计了一个光学暗箱。只有入射光线和出射光线。请分别在暗箱内填写适当的光学器材（不能重复）。
【答案与解析】①由于平面镜能改变光路，此图相当于已知入射光线和反射光线画平面镜。所以先画法线，即入射光线和反射光线的夹角的平分线。②根据凹透镜对光线有发散作用，即平行于主光轴的光线经凹透镜后变得发散。
9. 完成下图中光线从左边射向凸透镜折射后，再射向凹透镜折射后的光路。
【答案】
【解析】光线是从凸透镜的焦点F1发出的，所以经过凸透镜后平行于凸透镜的主光轴；这条光线同时也是平行于凹透镜主光轴的光线，所以经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线交于凹透镜的焦点F2，如图。
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