资源描述
3.5 奇妙的透镜
图3－5－1
一 透镜的种类
透镜有两类，中间比边缘________的叫做凸透镜，如图3－5－2甲所示；中间比边缘________的叫做凹透镜，如图乙所示。
图3－5－2
二 有关透镜的一些名词
1．光心：透镜的中心O叫做光心，但凡经过这一点的光都______________传播方向。
2．焦点：平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚于主光轴上的某一点，这一点也是光斑__________的一点，叫做凸透镜的焦点；平行于主光轴的光经凹透镜折射后将变成发散光线，将这些发散光线反向延长也会相交于主光轴上的一点，由于这一交点不是实际光线会聚的点，因此叫做凹透镜的________________。
3．焦距：从焦点到光心的距离叫做焦距。
图3－5－3
三 透镜对光的作用
1．凸透镜对光有________作用；凹透镜对光有________作用。
2．三条特殊光线
图3－5－4
四 测量凸透镜的焦距
方法：让凸透镜正对太阳光，在透过阳光的一侧前后移动白纸，直到白纸上出现一个____________的光斑，用刻度尺测量此光斑(焦点)到透镜光心的距离，就是凸透镜的焦距。
[拓展] 同种材料制成的凸透镜，外表越凸，焦距越小。
类型一 透镜的分类及其对光的作用
例1 如图3－5－5所示的四块玻璃制成的透镜中，属于凸透镜的是________，对光具有________作用，因此，凸透镜又叫做________透镜；属于凹透镜的是________，对光具有________作用，因此，凹透镜又叫做________透镜。[导学号：47732040]
图3－5－5
[方法指导]判断透镜的类型
(1)根据定义判断：中间比边缘厚的透镜是凸透镜，中间比边缘薄的透镜是凹透镜。
(2)根据对光线的作用进行判断：凸透镜主要对光线起会聚作用；凹透镜主要对光线起发散作用。
类型二 凸透镜焦距的测量
例2 如图3－5－6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10 cm，那么此凸透镜的焦距是________cm；接着将纸片往远离凸透镜的方向移动，纸片上的光斑________(选填“变大〞“变小〞或“不变〞)。[导学号：47732041]
图3－5－6
[易错警示]平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚在主光轴某点，这点是凸透镜的焦点，光线到达焦点前一些或者后一些，形成的光斑比焦点处的光斑要大，亮度不如在焦点时亮。所以粗测焦距时一定要找到最小、最亮的光斑，此光斑与凸透镜光心之间的距离就是焦距。
类型三 透镜光路作图
例3 完成图3－5－7甲中的光路图。根据入射光线和出射光线，在图乙的方框中画出适当的透镜。[导学号：47732042]
图3－5－7
[方法指导]透镜光路作图指导
(1)作图时要明确凸透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点；③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
(2)选填透镜类型：根据凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用去填透镜。注意会聚作用不等同于会聚光线，发散作用不等同于发散光线。在做题时，可以将原光束按原方向延长，再看通过透镜后光线的方向和原方向相比是会聚了还是发散了，如果会聚应填凸透镜(如图3－5－8甲、乙所示)，如果发散应填凹透镜(如图丙、丁所示)。
图3－5－8
课堂反应(十三)
[奇妙的透镜]
1．如图13－1所示是四个透镜的实物图，属于凹透镜的是( )
图13－1
2．常言道，水火不相容，但用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火，这个器件相当于下面的( )
A．平面镜 B．凸面镜 C．凸透镜 D．凹透镜
3．通过凸透镜两个球面球心的直线，叫做透镜的________，简称________。平行于主光轴的平行光经凸透镜会聚的点称为凸透镜的________，用______表示，凸透镜的两侧各有一个焦点。焦点到凸透镜光心的距离称为________，用______表示。
4．取一个大烧杯，里面充满烟雾，倒扣在桌子上，用手电筒射出一平行光束(如图13－2甲所示)。假设在杯底放置一个凸透镜或凹透镜，光的传播方向如图乙、丙所示，该实验得到的结论是__________________________。
图13－2
5．完成图13－3中凸透镜和凹透镜的光路图。
图13－3
6．为了确定凸透镜的焦距，小捷将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个______________为止，测得它与凸透镜中心的距离为10 cm，确定出焦距f＝________。
课时作业(十三)
[第三章 3.5 奇妙的透镜]
一、选择题
1．以下关于图13－K－1中透镜的说法正确的选项是( )
图13－K－1
A．a、b为凸透镜
B．a、c为凸透镜，b、d为凹透镜
C．a为凸透镜，b、c、d为凹透镜
D．b、c为凹透镜
2．2022·海南如图13－K－2所示，对光有发散作用的透镜是( )
图13－K－2
3．2022·广西如图13－K－3所示，光线经过一个光学元件后传播方向发生了改变，那么虚线框内的光学元件是( )
图13－K－3
A．凹透镜
B．凸透镜
C．平面镜
D．潜望镜
4．如图13－K－4所示，取一个大烧杯，里面充满烟雾，倒扣在桌上，用手电筒射出一束平行光，要使射入杯中的光束发散，应在杯底放置的器材是( )
图13－K－4
A．平板玻璃 B．平面镜
C．凹透镜 D．凸透镜
5．测量凸透镜焦距的示意图如图13－K－5所示，那么该凸透镜的焦距是( )
图13－K－5
A．10.0 cm B．20.0 cm
C．30.0 cm D．50.0 cm
6．如图13－K－6所示，某同学将凸透镜正对着太阳，将一张白纸在透镜的另一侧从透镜处逐渐远离透镜，看到的现象是( )
图13－K－6
A．白纸上有缩小的光斑，且光斑的大小不变
B．白纸上有光斑，且一直变大
C．白纸上有光斑，且先变大再变小
D．白纸上有光斑，且先变小再变大
7．如图13－K－7所示是小明同学所画的一条光线通过凸透镜或凹透镜后发生折射的光路图，其中错误的选项是( )
图13－K－7
8．放在凸透镜主光轴上焦点以内的光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图13－K－8所示，那么以下说法正确的选项是( )
图13－K－8
A．凸透镜可以对光线起发散作用
B．凸透镜只对平行于主光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
9．以下说法正确的选项是( )
A．不管是凸透镜还是凹透镜，经过光心的光线传播方向不变
B．凸透镜有虚焦点，凹透镜有实焦点
C．凸透镜对光线起会聚作用，所以通过凸透镜的光线一定相交于一点
D．放在凹透镜焦点上的光源，它发出的光线经透镜折射后，平行于主光轴
10．如图13－K－9所示是平行于主光轴的光线经过两个不同凸透镜后会聚成的，以下说法正确的选项是( )
图13－K－9
A．凸透镜外表越凸，焦距越长
B．凸透镜焦距长短与外表凸起的程度无关
C．凸透镜对光的会聚作用与外表的凸起程度无关
D．凸透镜外表越凸，对光的会聚作用就越明显
二、填空题
11．在森林中旅游时，请不要随意丢弃饮料瓶。因为饮料瓶内进入水后，相当于一个________镜，对太阳光有________作用，容易引发火灾。
12．如图13－K－10所示，将凸透镜正对着太阳，把一张白纸放在它的另一侧，来回移动白纸，直到白纸上的光斑变得最小、最亮，此时该亮斑距凸透镜的距离为8 cm，那么该凸透镜的焦距是________cm，此实验说明凸透镜对光有________作用。
图13－K－10
13．凸透镜的三条特殊光线：①通过光心的光线传播方向________；②平行于主光轴的光线经透镜折射后________焦点；③通过焦点的光线经透镜折射后________主光轴。
14．同学们在讨论“如何在野外生存〞的问题时提出：“在野外如果没有打火机，怎么生火取暖呢？〞一位同学想出了一个“削冰取火〞的方法。你认为“削冰〞就是把冰制成__________，“取火〞应把要点燃的物体放在________________位置。
三、作图题
15．如图13－K－11所示，根据已给出的入射光和出射光，请在方框内画出适宜的透镜。
图13－K－11
16．请在图13－K－12中画出经过透镜折射后的光线。
图13－K－12
17．2022·眉山完成图13－K－13中的光路图。
图13－K－13
四、实验探究题
18．为了粗测出凸透镜的焦距，小强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表达补充完整。
(1)拿一个凸透镜________着太阳光；
(2)再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与________的距离，直到纸上的光斑变得最________最________；
(3)最后测量这个光斑到________的距离，即为凸透镜的焦距。
19．实验室备有直径相等、厚度不等的凸透镜多个，厚度大小在透镜上均有标记，请你再添加适当的器材，设计实验证明：直径相等、中间越厚的凸透镜，对光线的会聚作用越强。
实验器材：光屏、________。
实验步骤：
①取厚度不同的三个凸透镜，按由薄到厚标记为1、2、3；
②让太阳光________着射向凸透镜，在另一侧用光屏来回移动，直到光屏上出现____________时，用________测量这个光斑与凸透镜的距离L，记录在数据表格中；
③______________，重复上述操作。
请设计实验数据记录表格。
详解详析
【新知梳理】
一、厚 薄
二、1.不改变
2．最小、最亮 虚焦点
三、1.会聚 发散
四、最小、最亮
【应用例如】
例1 ACD 会聚 会聚 BEF 发散 发散
[解析] 中间比边缘厚的透镜是凸透镜，图中的ACD符合要求，凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜；中间比边缘薄的透镜是凹透镜，图中的BEF符合要求，凹透镜对光线具有发散作用，又叫发散透镜。
例2 10 变大
[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。故让一凸透镜正对太阳光，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，这个点就是透镜的焦点。因为光斑到凸透镜中心的距离为10 cm，那么该透镜的焦距为10 cm。因为凸透镜会聚在焦点的光斑最亮、最小，所以假设凸透镜远离白纸，那么光斑将变大。
例3 如下图
【课堂反应】
1．C 2.C
3．主光轴 主轴 焦点 F 焦距 f
4．凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用
5．如下图
6．最小、最亮的光斑 10 cm
【课时作业】
1．A 2.B 3.B 4.C 5.A
6．[导学号：47732146]D
7．C
8．D [解析] 判断透镜对光有会聚还是发散作用的依据，不是看折射光线的形状，而是要将折射光线与入射光线相比拟，假设折射光线的发散程度比原来小(即折射光线靠近主光轴)，那么光变得会聚了；假设折射光线的发散程度比原来大(即折射光线远离主光轴)，那么光变得发散了。
9．A
10．D [解析] 凸透镜外表越凸，凸透镜折光能力越强，焦距越短，A不符合题意；凸透镜焦距的长短跟凸透镜的凸起程度有关，凸起越大，焦距越短，B不符合题意；凸透镜对光的会聚作用与外表的凸起程度有关，外表越凸起，会聚作用越强，C不符合题意；凸透镜外表越凸，对光的会聚作用就越明显，D符合题意。
11．凸透 会聚
12．8 会聚
13．不变 通过 平行于
14．[导学号：47732147]凸透镜 凸透镜的焦点
15．如下图
16．如下图
17．如下图
18．(1)正对
(2)纸 小 亮
(3)凸透镜光心
19．实验器材：刻度尺
实验步骤：②正对 最小、最亮的光斑 刻度尺 ③换用另外两个透镜
透镜由薄到厚
1
2
3
光斑与凸透镜的距离 L/cm
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
