沪科版八年级物理（上） 预习学案13（原卷版）

第13讲4.1凸透镜与凹透镜

.|教学目标|

i.物理观念：

（1）知道凸透镜和凹透镜，了解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距。

（2）知道凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用，正确解释会聚、发散。

2.科学思维：通过观察凸透镜和凹透镜的实物及图片，得出两种透镜的构造，培养学生通过观察

抓住事物的本质特征，能够识别不同事物的不同特点的能力。

3.科学探究：经历探究凸透镜和凹透镜对光的作用的实验过程，培养学生动手、动脑、观察、分

析问题的能力。

4.科学态度与责任：

（1）通过区分凸透镜和凹透镜的过程，培养学生爱护光学仪器的好习惯。

（2）通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。

Wli激趣导入I

“同学们，闭上眼睛，想象一下：傍晚时分，夕阳把天空染成橙红色，路灯下的影子带着淡淡

的蓝紫色，甚至你戴的彩色眼镜，会让世界瞬间‘换色’……这些日常的小细节，其实都藏着‘光

的色散’的魔法！（语气上扬）今天，我们就用物理的‘火眼金睛’，破解这些色彩背后的科学原

理一一从彩虹到三楂镜，从光的分解到色彩的混合，一起走进《光的色散》，解锁光的‘百变色彩‘！”

细读教材

知识点一：凸透镜和凹透镜

（一）透镜的基本概念

1.透镜：两个面都是球面的一部分，或一个面是球面、另一个面是平面的透明体，统称为透镜，分

为凸透镜和凹透镜两类。

2.主光轴与光心

（1）主光轴：通过透镜两个球面球心的直线。

（2）光心（O）:主光轴上透镜的中心，通过光心的光线传播方向不改变（薄透镜的光心近似为

透镜几何中心）。

（二）凸透镜与凹透镜的区别

维度凸透镜凹透镜

形状特点中间厚、边缘薄中间薄、边缘厚

光学作用对光线有会聚作用对光线有发散作用

焦点类型实焦点（实际光线会聚点）虚焦点（发散光线反向延长线的交点）

焦距规律透镜越厚，折光能力越强，焦距越小透镜越薄，折光能力越弱，焦距越大

（三）几个光学概念：

（1）焦点（F）与焦距（f）

凸透镜焦点：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上的点（两侧各有一个实焦

点，焦距相等）。

凹透镜虚焦点：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，发散光线的反向延长线相交于主光轴

上的点（两侧各有一个虚焦点，焦距相等）。

焦距定义：焦点到光心的距离，记为f。

（2）“会聚”与“发散”的本质

会聚/发散是指折射光线的方向比入射光线更靠近/远离主光轴，而非单纯看光线是否“汇聚成

一点”。

知识点二：透镜的三条特殊光线

1.凸透镜特殊光线

过光心的光线：传播方向不改变。

平行于主光轴的光线：折射后过焦点。

过焦点的光线：折射后平行于主光轴。

2.凹透镜特殊光线

过光心的光线：传播方向不改变。

平行于主光轴的光线：折射后反向延长线过虚焦点。

射向虚焦点的光线：折射后平行于主光轴。

知识点三：生活中的透镜

1.凸透镜应用：照相机镜头、投影仪镜头、放大镜、老花镜（矫IF远视眼）-

2.凹透镜应用：近视眼镜（矫正近视眼）、门镜（猫眼）、潜望镜部分结构。

3.趣味实例：有水的矿泉水瓶相当于凸透镜，会聚阳光可能点燃干树枝，引发森林火灾（需避免乱

扔）。

L近视与远视的矫正：

（1）近视眼晶状体折光能力过强（焦距过小），需用凹透镜发散光线，使像后移到视网膜上;

（2）远视眼晶状体折光能力过弱（焦距过大），需用凸透镜会聚光线，使像前移到视网膜上。

2.透镜对光的作用与厚薄关系：

凸透镜越厚，会聚能力越强（焦距越小）；凹透镜越薄，发敌能力越弱（焦距越大）。

I典例精讲二举一反三

题型1:凸透镜的会聚作用

【典例I】如图所示，一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草，夏天的雨后，阳光穿过薄膜上的积

水照射到干草上，则下列说法正确的是（）

A.起凸透镜作用的应是塑料薄膜

B.透镜都是固体物质组成的，液体不能起凸透镜的作用

C.水和溺料薄膜相当于凹透镜首位!和部狗喝便像'

D.薄膜上的积水形成了一个大凸透镜，如果其焦点恰好在干草处，干亮胭苏超

草有可能燃烧像

【变式1-1］如图所示是“苏超“足球比赛中的“机器人摄像师”一一

机器狗，关于该机器狗“镜头的说法合理的是（）

A.物体通过镜头成正立缩小的实像

B.镜头对光有发散的作用

C.成实像时，足球高镜头越近时，足球所成的像越小

D.为了拍摄到更广阔的赛场画面，应将镜头远离赛场

【变式1-2】周末露营时，小梦发现爷爷生火时用装满水的透明塑料瓶会聚阳光，成功点燃了纸张。

关于这一现象，下列说法正确的是（）

A.装满水的塑料瓶对光有发散作用

B.装满水的塑料瓶相当于一个凹透镜

C.该现象的原理是光的反射

D.将塑料瓶贴近物体时能成放人的虚像

【变式1-3】如图所示，这是在第十五届中国国际航空航天博览会上亮相的“机器狼”,

其头部的摄像系统能为“机器狼”提供感知外界的“视觉”。系统中的光学元件

相当于晶状体，内置的光电传感器相当于视网膜，成像原理与人眼相似。下列关

于该系统的说法正确的是（）

A.系统中的光学元件对光线具有发散作用

B.该系统的光电传感器上成倒立、放大的实像

C.成像时，前方物体到光学元件的距离大于光学元件的二倍焦距

D.它靠近被观测物体时，光电传感器上的像变小。

题型2：凹透镜的发散作用

【例题2】在一个不透明的木板上，钻一个小孔，用眼睛通过小孔

可以观察到一定的范围，如图所示，为了能获得最大观察范围,

在小孔中最好嵌入（选填“玻璃砖”、“凸透镜”或“凹

透镜”）。因为其对光有作用。

【变式27】小年同学将一副眼镜正对太阳光，发现眼镜镜片后的区域比镜片周围暗，如图所示。关

于这副眼镜的透镜性质及其对光的作用，下列解释正确的是（）

A.凹透镜，对光线有发散作用

B.凹透镜，对光线有会聚作用

C.凸透镜，对光线有会聚作用

D.凸透镜，对光线有发散作用。

【变式2-2】如图甲所示，光学元件由两个圆形透镜A、B组成。将光学元件正对太阳光，把一张白

纸放在光学元件下方并正对它，如图乙所示，在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光

斑的直径大小介于A和B的直径大小之间，则下列说法正

确的是（）

A.A、B都是凸透镜

甲乙

B.A、B都是凹透镜

C.A是凸透镜、B可能是凹透镜

D.A是凹透镜、B可能是凸透镜。

【变式2-3］如图所示，有一塑石英正方体，内有一空气层，当一束平行光垂直通过石英正方体时,

光在空气层中发生的现象是（）

A.光束在空气层中将变的发散

B.光束在空气层中将变的会聚

C.光束在空气层中传播方向不会发生变化

D.光束在空气层中将发生反射。

题型3：透镜的三条特殊光线

【例题3］关于透镜下列说法错误的是（）

A.一束光射向凸透镜，通过1nl透镜后一定经过焦点

B.从焦点处射向凸透镜的光，通过凸透镜后•定平行主光轴

C.经过光心的光传播方向不变

D.凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越强

【变式3-1】要使光线发生如图所示的偏折，则可使用的光学元件是（）

A.一定是平面镜B.一定是凸透镜

C.一定是凹透镜D.三者均有可能

【变式3-2】在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜，发光点S发出的两束光通过透镜前后的

方向如图所示，则（）

A.甲为凹透镜，乙为凸透镜

B.甲、乙都为凸透镜

C.甲为凸透镜、乙为凹透镜

I）.甲、乙都为凹透镜

【变式3-3】如图所示，两透镜的主光轴在同一直线上，且两透镜的焦点正好重合，根据光路图，在

方框内填上适当透镜的符号。

夕I热身训练I

一.选择题（共8小题）

1.如图所示，请你在甲、乙虚线方框内各放置•个透镜，使得两束光线通过透镜前后的方向如图所

示；关于透镜放置的类型，下列说法正确的是（）

A.甲、乙都为凹透镜

B.中、乙都为凸透镜

C.甲为凹透镜、乙为凸透镜:

D.甲为凸透镜、乙为凹透曲

2.下图中各图分别表示经过透镜后的光路图，其中正确的是（）

3.光经过透镜折射前后的光路如图所示，则下列对虚线框由的透镜类型判断正确的是（）

A.两个都是凹透镜

B.两个都是凸透镜

C.甲是凹透镜，乙是凸透境

D.甲是凸透镜，乙是网透愤

4.如图是《淮南万毕术》中“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”的

示意图。“削冰令圆”是在把冰块削成（）

A.凸透镜，对太阳光有会聚作用

B.凹透镜，对太阳光有发散作用

C.凸面镜，对太阳光有会聚作用

D.凹面镜，对太阳光有发敦作用

5.小华同学将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个并非最小的光斑，此时光斑

到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑先变小后变大，则

该凸透镜的焦距（）

A.一定小于10cm

B.一定等于10cm

C.一定大于10cm

D.可能小于10cm,也可能大于10cm

6.将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个光斑，这时光斑到凸透镜的距离为L,若凸透镜远

离纸的过程中光斑先变小再变大，该凸透镜的焦距（）

A.一定小于L

B.一定等于L

C.一定大于L

D.可能小于L,也可能大于L

7.如图所示的一块正方体玻璃中央部分有一个椭圆形的气泡，用一平行光源发出一束平行光从玻璃

砖左侧入射，在右侧放置一张白纸，下列说法正确的是（）

A.白纸上的光圈大小大于入射光束，向右移动白纸光圈变小

B.白纸上的光圈大小大于入射光束，向右移动白纸光圈变大

C.白纸上的光圈大小小于入射光束，向右移动白纸光圈变大

D.白纸上的光圈大小等于入射光束，向右移动白纸光圈不变

8.如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，此凸透镜的焦距为f,一束平行于凸透镜主

光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点A,则凸透镜的光心和平面镜相距为

（）

A.-B.—C.—

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二.多选题（共1小题）

（多选）9.下列方法中，能区分凸透镜和凹透镜的是（）

A.观察透镜的两个表面是否都为球面

B.通过触摸，比较透镜中间与边缘的厚度

C.将透镜正对太阳光，观察是否能使光会聚

D.将透镜正对太阳光，观察是否出现小孔成像

三.填空题（共7小题）

・M

\0.3m

10.如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的,

则光束会聚处和M点的距离是m,该凸透镜的焦距是mo

11.小明想要检验标有“f=10cm”的凸透镜焦距是否准确。他先将凸透镜固定，再把点光源放在焦

点位置，然后将光屏逐渐远离透镜，移动过程中发现光屏上光斑的大小几乎

不变，则说明凸透镜的实际焦距（选填“大于10cm”、“等

于10cm”或“小于10cm”）。小明还发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环。

SO

如图所示，光源在左焦点处，光屏在右焦点处，透镜的直径为D,不计凸透

镜边框的厚度，则暗环的面积为o（用71、D表示）

12.在一期野外求生节目中，求生者手持自制的水凸透镜，正对太阳光和地面上的柴火，形成一个最

小、最亮的光斑，柴火一会儿被点燃，这是因为凸透镜对光具有作用；若他操作过程

中水不断地向外流出，使凸透镜厚度变薄，要使最小、最亮的光斑在柴火上的位置不变，应将水

火炬

14.我国军用机器人实验室研发出一款蚊子大小的微型无人机，用于战场

隐蔽侦察与信息收集，如图所示。该微型无人机搭载的摄像头对光线有

作用，能在复杂环境中清晰捕捉画面；它在隐蔽飞行时，相对地面上静

止的观察哨是（选填“静止”或“运动”）的。

15.用两个不同焦距的放大镜观察邮票，当两个透镜到邮票的距离相等时，出现了图中所示的情景,

请根据该情景提出一个可探究问题：

16.冰透镜的制作过程是将水（填物态变化名称）成冰，再将冰打磨成凸透镜形状。哈尔

滨亚冬会使用冰透镜采集火种，是利用了凸透镜对光线的作用，应将燃料放在凸透镜

的位置。

四.作图题（共5小题）

17.在图中已知某一光线经过凸透镜后沿AC方向射出，AC与主光轴平行；另一光线经过凸透镜后

沿OB方向射出（O是透镜的光心），试画出与光线AC和OB分别对应的入射光线。

18.根据图中两个透镜的入射光线或折射光线，画出相应的折射光线或入射光线。

19.AB是物体，NB'是经过凸透镜所成的像，CC是主光轴。在图中通过光学作图画出凸透镜的

位置，标出凸透镜光心。及透镜右侧焦点F的位置，并完成光路。

20.如图所示，请根据图中己给出的光线，完成光路图。

♦-

F

21.在如图所示的方框中填入合适的透镜。

五.计算题（共1小题）

22.凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的满足：

（I）当一个物体距离凸透镜ui=15cm时，另一侧距离凸透镜vi=30cm的光屏上正好得到清晰的

像，则此凸透镜的焦距是多少？

（2）当一个物体距离该凸透镜U2=50cm时，在凸透镜另一侧的光屏上正好得到清晰的像，则此

时像距是多少？

拓展阅读

22.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