导学案：二、透镜（原卷版）

学而优教有方二、透镜（导学案）【学习目标】1．能辨别凸透镜和凹透镜；了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用；2．了解“焦点”和“焦距”；会画出凸透镜和凹透镜的三条特殊光线；3．了解透镜在生活中的应用。【学习重点】1．凸透镜的会聚作用与焦点、焦距概念；凹透镜的发散作用；2．凸透镜和凹透镜简单的光路作图。【学习难点】1．虚焦点的理解：凹透镜的虚焦点位于入射光反向延长线交点，学生易混淆；2．光路图的空间转化：将三维光线传播转化为二维作图，需突破空间思维障碍。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1．透镜通常可以分为和。中间比边缘的叫作凸透镜。中间比边缘的叫作凹透镜。2．透镜对光的作用：（1）凸透镜，对光有作用；（2）凹透镜，对光有作用；3．用透镜观察书本上的字：透过凸透镜，观察到、的像；透过凹透镜，观察到、的像；4．用透镜观察远处物体：透过凸透镜，观察到、的像；透过凹透镜，观察到、的像；5．凸透镜能使平行于主光轴的光于一点，这个点叫作，用表示。焦点到光心的距离叫作，用表示．6．平行于主光轴的光通过凹透镜后会开来，反向光线的延长线会聚于主光轴上的一点F，这个点也是叫作。【探究新知】探究一、初识透镜（一）透镜的分类生活中常见的眼镜，它的镜片就是透镜。透镜通常可以分为凸透镜和凹透镜，如图所示。（1）凸透镜：中间比边缘厚的叫作凸透镜。（2）凹透镜：中间比边缘薄的叫作凹透镜。（二）活动3.3初识凸透镜和凹透镜1．如图所示，分别通过凸透镜和凹透镜观察书上的文字（透镜距书较近），你有什么发现？2．用眼镜代替透镜进行上述观察，辨别你或其他同学眼镜的镜片属于哪种类型的透镜。【实验现象】观察发现，用凸透镜可以看到正立、放大的像，而用凹透镜看到了正立、缩小的像。通常所说的放大镜就是凸透镜。老年人戴的老花镜的镜片也是凸透镜。近视眼镜的镜片是凹透镜。探究二、认识透镜对光的作用（一）活动3.4观察平行光通过透镜后的现象1．探究活动一分别将凸透镜和凹透镜正对着太阳，或是正对着平行光源，再将光屏放在透镜的后方，改变光屏到透镜的距离，你看到了哪些现象？在图中把你观察到的现象画出来。【探究结论】把一只凸透镜正对着太阳时，调整凸透镜与纸的距离在纸上可以出现一个很小、很亮的光斑。把一只凹透镜正对着太阳时，无论怎样移动光屏，不能得到太阳的像，只能得到较大的光斑。2．探究活动二图是在充满烟雾的容器内，用平行光照射凸透镜和凹透镜观察到的现象。【探究结论】由实验可知，凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜又叫会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜。（二）透镜的焦点、焦距1．凸透镜的焦点、焦距凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作焦点，用F表示。焦点到光心的距离叫作焦距，用f表示，如图所示。【信息快递】【信息快递】一般把透镜的中心O称为光心，把通过光心且垂直于透镜表面的直线MN称为主光轴。2．凹透镜的焦点、焦距平行于主光轴的光通过凹透镜后会发散开来，反向光线的延长线会聚于主光轴上的一点F，这个点也是叫作焦点。如图所示。【例题1】透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的（选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘的透镜是凸透镜，如图中的（填字母）；中间比边缘的透镜是凹透镜，如图中的。（填字母）【例题2】如图所示，将凸透镜正对着太阳光，前后移动卡片纸，得到一最小、最亮的光点，测得光点到凸透镜光心的距离是10cm。这个光点所在的位置就是凸透镜的，光点是由凸透镜对光的作用形成的。【例题3】如图所示，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较______（选填“亮”或“暗”），这是因为气泡与周围水组成______透镜，太阳光射向空气泡和它下方的水后，出射光线会被______（选填“会聚”或“发散”）。【例题4】太阳光可视为平行光，小珠利用它粗测凸透镜焦距，让放大镜正对太阳光，当纸面上出现最小最亮光斑时如题图所示，请在图中画出相应的入射光线和折射光线。探究三、观察凸透镜成像【想一想】如图所示，用凸透镜观察邮票，可以看到正立、放大的像。能否因此认为凸透镜所成的像都是正立、放大的呢？活动3.5用凸透镜观察物体【活动】（1）用凸透镜观察书上的文字。从贴近书上的文字开始，逐渐增大凸透镜与书的距离，你看到的文字是怎样变化的？你有什么发现？【观察结论】（1）先把凸透镜靠近看书本上的字，看到的字是正立、放大的；（2）让凸透镜逐渐远离书本，通过凸透镜观察到的字逐渐增大；（3）当凸透镜继续远离时，在某个位置会突然看不到字了，再远离的话，会看到倒立放大的像，再远些就成倒立缩小的实像。【活动】（2）通过凸透镜观察窗外的景物，你看到的像有什么特点？它是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的？如图所示，在凸透镜后面放一张白卡纸，并调整它到凸透镜的距离，在白卡纸上能否看到窗外景物的像？【观察结论】观察发现，适当调整物体和光屏到凸透镜的距离，也能看到倒立、缩小或倒立、放大的像，并且有的像还可以呈现在光屏上。【例题5】题图为小明送给爷爷一款带有透镜的指甲刀，方便爷爷剪指甲。此款指甲刀所成的像为（）A．倒立、放大的像B．倒立、放大的像C．正立、放大的像D．正立、放大的像【例题6】2022年12月31日，中国空间站全面建成！“天宫课堂”更是成为传播太空知识、播种航天梦想的重要平台！如图是航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验，“水球”相当于透镜（选填“凸”或“凹”），王亚平通过水球所成像的像（选填“缩小”、“放大”）。探究四、透镜的三条特殊光线（拓展）（一）凸透镜的三条特殊光线1．通过光心的光线传播方向不改变2．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点3．经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴（二）凹透镜的三条特殊光线1．通过光心的光线传播方向不改变2．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点3．经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴【例题7】早在2000多年前，我国古人就能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种透镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，如图甲所示。请在图乙中画出光线AB经冰透镜后的折射光线和光线CD对应的入射光线（O点为透镜的光心，F为透镜的两个焦点）。【例题8】完成图中光路图。【课堂总结】二、透镜【课堂练习】1．晋代《博物志》中有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则其火”的用冰取火的发明记载，其实质是将冰块制作成（

）A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．三棱镜2．如图所示是光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中所用透镜是凸透镜的是（）A．① B．② C．③ D．①②③④3．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，则该光斑所处的位置就是透镜的______，该光斑到透镜中心的距离叫______，经过________的光不改变方向。4．在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下面，如图所示。调节纸的位置，当在纸上得到一个最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜中心的距离为10cm，这个最小光斑就是该凸透镜的，该凸透镜的焦距是cm。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜中心的距离为l，小华推断l一定小于该凸透镜的焦距，你认为小华的推断对吗？（选填“对”“不对”或“无法判断”）。5．光通过透镜会发生折射，请将图中的入射光线或折射光线补画完整。6．请在图中根据折射光线