资源简介

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1. 认识透镜的结构
2. 知道透镜对光的作用
3. 知道焦点和焦距
4. 能根据成像的光路图判断出所使用的透镜
【自主学习】
一、凸透镜和凹透镜
照相机、投影仪、显微镜等光学仪器都是利用透镜工作的。眼镜中的镜片也是透镜。如果仔细观察，你会发现眼镜镜片的中间和边缘的 不一样。
远视镜片中间厚、边缘薄，这样的镜片是 ，如图甲所示；近视镜片中间薄、边缘厚，这样的镜片是 ，如图乙所示。一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。
如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫作薄透镜。
二、透镜的结构
如图所示，通过两个球面球心的直线叫作 。主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的 。薄透镜的光心可以认为就在透镜的 。
三、透镜对光线的作用
凸透镜对光有 ，凹透镜对光有 。因此，凸透镜又叫做 ，凹透镜又叫做 。凹透镜入射光线比折射光线更靠近主光轴；凸透镜入射光线比折射光线更远离主光轴
四、焦点和焦距
凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的 。焦点到凸透镜光心的距离叫做 。凸透镜两侧各有一个焦点，两侧的两个焦距相等。图中F表示焦点，f 表示焦距。凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。
凹透镜则是发散光线的反向延长线的交点为凹透镜的 （同样也有两个），焦距 f 也是焦点到光心的距离。凹透镜的焦距越小，透镜对光的发散作用越强。
五、透镜的三条特殊光线
【例1】我国西汉时期的《淮南万毕术》记载:“削冰令圆、举以向日，以艾承其影，则火生。”这是利用冰透镜对日聚焦取火的最早记载。如图所示，假设 F 为冰透镜的焦点，请你在图中完成光路。
【例2】一束光通过透镜的光路如图所示，哪幅图是正确的 说明你的理由。
【例3】同种材料制成的甲、乙两个凸透镜的焦距分别为 2cm和 3cm，如图所示。请在图中画出平行光分别通过它们之后的光线(画3条即可)。哪个凸透镜使光偏折得更显著些
【例4】据新闻报道，一辆家用轿车在太阳下“自燃”。调查发现，火灾是由放在仪表盘上方防滑垫上的瓶装水引发的。瓶装水是怎样引发火灾的 我们在森林中游玩时应该如何处理没有喝完的瓶装水
【例5】平行光线经如图所示的中空玻璃砖后将会（ ）
A．会聚 B．发散
C．仍为平行光 D．无法判断
【例6】如图凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出经凸透镜和凹透镜折射后的光线。
【课后巩固
1．小明同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，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L，那么，凸透镜的实际焦距（ ）
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
2．炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，这是因为这瓶水（　　）
A．相当于一个凸透镜，会聚光线
B．相当于一个凸透镜，发散光线
C．相当于一个凹透镜，会聚光线
D．相当于一个凹透镜，发散光线
3．在虚线框内放置的是透镜，让一（两）束光线通过透镜折射后出射光线分别如图所示，其中虚线框内放置的一定是凸透镜的是（　　）
A． B．
C． D．
4．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，通过凹透镜后一定经过焦点
5．关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（　　）
A．凸透镜对光有会聚作用，焦距越小，对光的折光本领就越强
B．凹透镜对光有发散作用，焦距越小，对光的发散作用就越小
C．凸透镜和凹透镜都有两个焦点，且都是实焦点
D．经过凸透镜和凹透镜光心的光线，其传播方向会发生改变
6．如图所示，透过表盘上光滑透明凸起部分，能清楚地读出日期信息，此凸起部分相当于（ ）
A．玻璃砖
B．平面镜
C．凸透镜
D．凹透镜
7．小王同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，他让凸透镜正对阳光，但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L；纸片稍微远离凸透镜光斑变大．则凸透镜的实际焦距（ ）
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
8．如图所示，小明手持凸透镜正对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，在该光斑处能将火柴点燃，该光斑所处位置就是透镜的 ，该光斑到透镜中心的距离叫 ，经过 的光不改变方向。
9．西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 透镜；这种透镜对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用。“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的 上。
10．炎炎夏日，停在露天停车场的汽车内有一瓶矿泉水，如图甲所示，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为装有水的矿泉水瓶相当于一个 透镜，如图乙所示，中间为“空气凹透镜”的玻璃砖，它与装水的饮料瓶对光的作用 （选填“相同”或“不同”）。
11．凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的焦点，凸透镜有
个焦点。一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分，如图所示，其中 属于凸透镜， （后两空均填序号）对光线有发散作用。
12．利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到 最亮的光斑，如图甲A和B是两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm，则凸透镜的焦距是 cm。如图乙所示，两束光线原本相交于B点，在框内放一个透镜后相交于A点，则该透镜是 透镜。
13．用小气球充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体，如图甲表示正常眼睛的晶状体，测得其焦距为10cm，将丙分别挤压成乙、丙的形状，然后分别测量它们的焦距，测得焦距大于10cm的是 （均选填“丁”或“戊”）；凸透镜越厚，其焦距越 （选填“长”或“短”）。
14．如图所示，将一只透镜正对着太阳，把一张纸放在它下方，纸上呈现一个圆光斑，光斑直径小于透镜直径，测得光斑到透镜的距离为L。
（1）根据图像可推断该透镜的种类是 ；
（2）若透镜焦距小于L，透镜靠近纸面，会看到圆光斑 ；若透镜焦距大于L，透镜靠近纸面，会看到圆光斑 。（填光斑大小变化情况）
15．摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾（一种昆虫）纤细的腿使水面发生了形变，如图甲所示；同时看到水底有带“光环”的暗影，如图乙所示，此时“形变的水”相当于 （填光学元件名称）：当水黾游到水浅的地方，暗影面积会 （选填“变小”“不变”“变大”）。
16．根据凸透镜和凹透镜的性质，请完成如图的光路图．
17．阅读短文，回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比，菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆纹路的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高太阳能板上单位面积获得的光能，如图丙所示，从上方垂直菲涅尔透镜的光束，在一半焦距处面积只有原来的四分之一、请回答：
（1）菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有 （此空选填“会聚”或“发散”）作用。
（2）下面关于菲涅尔透镜的说法，不正确的是 （填字母序号）。
A．使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更薄
B．与相同直径的平凸透镜相比，光能损失减少
C．菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成
D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料减少
（3）为了更好地接受太阳能，太阳能板受光面应涂上 （此空选填“黑色”或“白色”）。
（4）将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上，为保证最佳的聚光效果，图丁中，正确的放置方法是 。（填字母序号）
1．如图所示，一块矩形玻璃砖切割成图中形状后拉开一段距离，平行于主光轴的光线从左面射入，则从最右边射出的光线（　　）
A．可能是平行光线 B．一定是发散光线
C．一定是会聚光线 D．可能是会聚光线，也可能是发散光线
2．一块矩形玻璃砖，切割成图中形状后拉开一段距离出，平行于光轴的光线从左面射入，右边射出的光线（　　）
A．仍然保持平行 B．一定是发散光线
C．一定是会聚光线 D．结论与d有关，以上均有可能
3．如图所示是一个魔术箱。魔术箱顶部的中央有一条窄缝，使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，遮光板并没有挡住激光束的传播。下列关于魔术箱的内部结构，说法正确的是（　　）
A．魔术箱内一定有三块平面镜
B．遮光板插入窄缝的高度等于魔术箱的高度
C．激光束的传播方向在魔术箱内可能改变 4 次
D．魔术箱左右两侧的小孔一定要在同一水平高度
4．小明测焦距时先将凸透镜和光屏的位置固定，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置，光屏上出现一个与透镜直径相近的光斑，此时固定光源、凸透镜，再将光屏远离透镜，移动的过程中，若光屏上光斑的大小 （选填“逐渐变大”“几乎不变”“先变小后变大”），则说明光源到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距；在准确测量焦距时，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在原位置，进行实验验证，发现暗环仍然存在。你认为暗环形成的原因是光的直线传播和光的 形成；若光源在左焦点处，光屏在右焦点处，如图所示，请算出暗环的面积 。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【自主学习】
一、凸透镜和凹透镜：厚度、凸透镜、凹透镜
二、透镜的结构：主光轴、光心、中心
三透镜对光纤的作用：会聚作用、发散作用、会聚透镜、发散透镜
四、焦点和焦距：焦点、焦距、焦点
【例1】 【例2】甲 【例3】
【例4】瓶装水是相当于凸透镜，对光有会聚作用，容易着火；不随意乱丢，丢在垃圾桶里
【例5】B
【例6】
【课后巩固】
基础练习
1. D、2. A、3. B、4. B、5. A、6. C、7. A、
8. 焦点、焦距、光心；9. 凸、会聚、焦点；10. 凸、相同；11. 2 、①③、②；12. 最小、9.9、凹
13. 丙、短；14. 凸透镜、先变小后边大、一直增大；15. 凹透镜、变小；
16. 　；17.（1）会聚；（2）C；（3）黑色；（4）A
能力提升
1. D、2. C、3. C、
4. 几乎不变、 折射、
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