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5.1 透镜 学案
学习目标
1. 认识凸透镜和凹透镜，知道凸透镜中间厚边缘薄、凹透镜中间薄边缘厚，了解透镜的主光轴和光心。
2. 通过实验观察，认识凸透镜对光有会聚作用（会聚透镜），凹透镜对光有发散作用（发散透镜），理解会聚和发散是相对入射光线而言的。
3. 了解凸透镜的焦点和焦距（实焦点，平行光会聚点），了解凹透镜的虚焦点和焦距（虚焦点，发散光线反向延长线交点），知道焦距与透镜表面凸起程度的关系。
4. 掌握凸透镜和凹透镜的三条特殊光线，能规范画出光路图，会利用三条特殊光线解决简单的光路问题。
5. 通过实验观察和作图练习，初步领略透镜对光的神奇作用，激发求知欲望，培养探索精神。
一、课前预习
知识预习填空
1. 透镜是由________材料制成的光学元件，表面是________的一部分。
2. 通过透镜两个球面球心C1和C2的直线叫作________，简称主轴；薄透镜的中心O点叫作________。
3. 中间厚、边缘薄的透镜叫作________透镜，中间薄、边缘厚的透镜叫作________透镜。
4. 凸透镜对光有________作用，因此凸透镜也叫作________透镜；凹透镜对光有________作用，因此凹透镜也叫作________透镜。
5. 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点F，这个点叫作凸透镜的________，F到光心O的距离f叫作________。
6. 凸透镜有________个焦点，分别位于透镜的________侧，关于光心________。
7. 凸透镜表面越凸，焦距越________，对光会聚作用越________。
8. 平行光经过凹透镜后发散，发散光线的________延长线交于主光轴上一点F，叫凹透镜的________焦点。
9. 凹透镜的焦距f越小，对光的________能力越强。
10. 凸透镜的三条特殊光线：（1）过光心的光线________；（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后________；（3）经过焦点的光线经凸透镜折射后________。
二、对比归纳表
表1：凸透镜与凹透镜全面对比
凸透镜与凹透镜全面对比表
对比项目 凸透镜 凹透镜
形状特征 ________________ ________________
符号表示 ________________ ________________
对光的作用 ________________ ________________
别称 ________________ ________________
焦点类型 ________________ ________________
焦点个数及位置 ________________ ________________
焦距意义 ________________ ________________
表面凸起与焦距关系 ________________ ________________
生活实例 ________________ ________________
第一条特殊光线（过光心） ________________ ________________
第二条特殊光线（平行光） ________________ ________________
第三条特殊光线 ________________ ________________
表2：凸透镜与凹透镜焦点对比
凸透镜与凹透镜焦点对比表
对比项目 凸透镜 凹透镜
焦点类型 ________________ ________________
焦点形成 ________________ ________________
能否在光屏上接收 ________________ ________________
焦点个数 ________________ ________________
焦点位置关系 ________________ ________________
焦距与作用能力 ________________ ________________
三、实验记录表
实验一：凸透镜对光的作用
实验器材：凸透镜、平行光源、光屏。
实验现象：平行光经过凸透镜后，折射光线________于主光轴上的一点。
实验结论：凸透镜对光有________作用，因此凸透镜也叫作________透镜。
会聚含义：折射光线比入射光线更________主光轴。
实验二：凹透镜对光的作用
实验器材：凹透镜、平行光源。
实验现象：平行光经过凹透镜后，折射光线向________发散。
实验结论：凹透镜对光有________作用，因此凹透镜也叫作________透镜。
发散含义：折射光线比入射光线更________主光轴。
实验三：探究焦距与凸透镜表面凸起程度的关系
焦距与凸透镜表面凸起程度关系记录
凸透镜 表面凸起程度 焦距长短 会聚作用强弱
凸透镜A ________________ ________________ ________________
凸透镜B ________________ ________________ ________________
实验结论：凸透镜表面越________，焦距越________，对光会聚作用越________。
四、解题脚手架
脚手架一：三条特殊光线的画法（透镜光路作图步骤）
当遇到透镜光路作图题时，按以下步骤完成：
第一步：判断透镜类型
观察透镜符号：中间厚边缘薄是________透镜，中间薄边缘厚是________透镜。
第二步：确定入射光线类型
入射光线是以下哪种？（勾选判断）
过光心的光线 → 折射光线方向________
平行于主光轴的光线 → 凸透镜：折射光线过________；凹透镜：折射光线反向延长线过________
过焦点（或对虚焦点）的光线 → 凸透镜：折射光线________于主光轴；凹透镜：折射光线________于主光轴
第三步：规范作图
主光轴用________线表示
光线画________表示传播方向
焦点标注字母________
光心标注字母________
虚焦点作图时用________线表示反向延长线
作图检查清单：
透镜类型判断正确吗？
入射光线类型确定正确吗？
折射光线方向正确吗？
光路图标注规范吗（箭头、O、F、虚线）？
脚手架二：透镜类型判断方法
当需要判断透镜类型时，有两种方法：
方法一：根据形状判断
中间厚边缘薄 → ________透镜
中间薄边缘厚 → ________透镜
方法二：根据对光的作用判断
折射光线比入射光线更靠拢主光轴 → ________透镜（对光有________作用）
折射光线比入射光线更远离主光轴 → ________透镜（对光有________作用）
判断检查清单：
是否观察了透镜的中间与边缘厚度对比？
是否观察了折射光线与入射光线相比是靠拢还是远离主光轴？
是否明确了"会聚\=凸透镜""发散\=凹透镜"的对应关系？
五、课堂练习（4道PPT原题）
练习1：多选题——透镜的基本概念
关于透镜，下列说法正确的是（ ）
A. 一侧表面凸起的透镜一定是凸透镜
B. 中间比边缘薄的透镜一定是凹透镜
C. 凸透镜和凹透镜都有焦点，凹透镜的焦点是虚焦点
D. 凸透镜对光有会聚作用，因此通过凸透镜的光一定会聚于焦点
你的答案：________
判断依据：________________________________________________
练习2：作图题——画出折射光线
请画出甲、乙两图中入射光线通过透镜后的折射光线。
（注意：光线要标注箭头表示传播方向，虚线表示反向延长线）
你的作图：（请在下方空白处完成光路图）
练习3：填空题——判断透镜类型
用激光分别射向甲、乙透镜后，观察光的传播路径。
甲透镜对光有________作用，应是________透镜；
乙透镜对光有________作用，应是________透镜。
你的答案：________、________、________、________
练习4：选择题——焦距与凸起程度的关系
平行于主光轴的光线经过两个不同凸透镜后会聚，下列说法正确的是（ ）
A. 凸透镜表面越凸，焦距越长
B. 凸透镜的焦距长短与表面凸起程度无关
C. 凸透镜对光的会聚作用与表面凸起程度无关
D. 凸透镜表面越凸，对光会聚作用越明显
你的答案：________
判断依据：________________________________________________
六、自我评价
1. 本节课我学会了：_______________________________________________
2. 我还不太理解的地方：_______________________________________________
3. 我觉得这节课最有趣的实验是：_______________________________________________
4. 我能说出凸透镜和凹透镜的定义和区别吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
5. 我能说出凸透镜和凹透镜对光的作用吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
6. 我能说出凸透镜的焦点和焦距的含义吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
7. 我能说出凹透镜的虚焦点和焦距的含义吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
8. 我能区分实焦点和虚焦点吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
9. 我能画出凸透镜的三条特殊光线吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
10. 我能画出凹透镜的三条特殊光线吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
11. 我能根据光路图判断透镜类型吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
12. 我对透镜的整体理解程度（1-5分）：________分
=== 参考答案 ===
一、KWL预习表（示例）
K：光在不同介质中传播时会发生折射；放大镜可以放大物体，老花镜帮助老人看清近处物体；近视眼镜帮助近视的人看清远处物体；放大镜可以聚光点燃火柴。
W：放大镜和老花镜的镜片有什么特点？为什么放大镜可以聚光？近视眼镜和放大镜有什么不同？透镜对光到底有什么作用？焦点和焦距是什么意思？透镜有哪些特殊的光线规律？
L：透镜由透明材料制成，分为凸透镜（中间厚边缘薄）和凹透镜（中间薄边缘厚）；凸透镜对光有会聚作用（会聚透镜），凹透镜对光有发散作用（发散透镜）；凸透镜有实焦点和焦距f，凹透镜有虚焦点和焦距f；凸透镜和凹透镜各有三条特殊光线，是光路作图的基础。
二、知识预习填空答案
1. 透明 / 球面
2. 主光轴 / 光心
3. 凸 / 凹
4. 会聚 / 会聚 / 发散 / 发散
5. 焦点 / 焦距
6. 两 / 两 / 对称
7. 短 / 强
8. 反向 / 虚
9. 发散
10. 传播方向不改变 / 通过焦点 / 平行于主光轴射出
三、对比归纳表答案
表1：凸透镜与凹透镜全面对比
凸透镜：中间厚边缘薄 / 符号↑ / 会聚作用 / 会聚透镜 / 实焦点 / 两个焦点，两侧对称 / f越小会聚作用越强 / 表面越凸f越短 / 放大镜、老花镜、照相机镜头 / 过光心方向不变 / 平行光过焦点 / 过焦点平行射出。
凹透镜：中间薄边缘厚 / 符号↓ / 发散作用 / 发散透镜 / 虚焦点 / 两个虚焦点，两侧对称 / f越小发散能力越强 / （无此关系） / 近视眼镜 / 过光心方向不变 / 平行光反向延长线过虚焦点 / 对虚焦点平行射出。
表2：焦点对比
凸透镜：实焦点 / 平行光折射后会聚于主光轴上一点 / 能 / 两个 / 关于光心对称 / f越小会聚作用越强。
凹透镜：虚焦点 / 平行光折射后发散，反向延长线交于主光轴上一点 / 不能 / 两个 / 关于光心对称 / f越小发散能力越强。
四、实验记录表答案
实验一：凸透镜对光的作用
实验现象：会聚。
实验结论：会聚 / 会聚。
会聚含义：靠拢。
实验二：凹透镜对光的作用
实验现象：外。
实验结论：发散 / 发散。
发散含义：远离。
实验三：焦距与凸透镜表面凸起程度关系
凸透镜A：较凸 / 较短 / 较强。
凸透镜B：较平 / 较长 / 较弱。
实验结论：凸 / 短 / 强。
五、解题脚手架答案
脚手架一：三条特殊光线画法
第一步：凸 / 凹。
第二步：不改变 / 焦点 / 虚焦点 / 平行 / 平行。
第三步：点划 / 箭头 / F / O / 虚。
脚手架二：透镜类型判断方法
方法一：凸 / 凹。
方法二：凸（会聚） / 会聚 / 凹（发散） / 发散。
六、课堂练习答案
练习1
答案：BC
解析：A错误——判断透镜类型要看中间与边缘的厚度对比，不是看表面是否凸起；B正确——中间比边缘薄是凹透镜的定义特征；C正确——凸透镜和凹透镜都有焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；D错误——只有平行于主光轴的光线才会聚于焦点，非平行光不一定会聚于焦点。
练习2
答案：甲图（凸透镜）——平行于主光轴的光线经凸透镜后通过焦点，过光心的光线方向不变。乙图（凹透镜）——平行于主光轴的光线经凹透镜后发散，反向延长线过虚焦点，过光心的光线方向不变。
练习3
答案：发散、凹、会聚、凸
解析：甲透镜使光线发散（折射光线远离主光轴），对光有发散作用，是凹透镜；乙透镜使光线会聚（折射光线靠拢主光轴），对光有会聚作用，是凸透镜。
练习4
答案：D
解析：A错误——表面越凸焦距越短；B错误——焦距与表面凸起程度有关；C错误——会聚作用与表面凸起程度有关；D正确——表面越凸，对光会聚作用越明显（越强）。
七、自我评价（参考）
根据个人实际情况填写，不设标准答案。

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