2019_2020学年八年级物理上册第五章透镜及其应用5.1透镜精讲精练含解析新版新人教版.docx

专题5.1 透镜
课前预习

1.中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，如：远视镜片、放大镜；中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
2.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
3.过透镜两个球面球心的直线叫透镜的主光轴；
4.主光轴上有一个特殊的点，通过这个点光的传播方向不变，这个点叫透镜的光心，通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。
5.平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；
6.焦点到透镜中心的距离叫焦距。焦距用“f”表示。注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。

知识点解读与例题突破

知识点一：凸透镜和凹透镜：
（1） 中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，如：远视镜片、放大镜；
（2）中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
【例题1】（2019武汉模拟题）下图中A、B、C、D四种光学器件中，属于凸透镜的是（ ）

【答案】B
【解析】中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，如：远视镜片、放大镜。
知识点二：透镜对光的作用
凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
【例题2】（2019湖北宜昌）据央视新闻报道，我国台湾省台中市一辆小客车，因车主将矿泉水随手放在仪表盘上的防滑垫上，导致防滑垫起火（如图所示）。这瓶矿泉水所起的作用相当于（　　）

A．平面镜 B．三棱镜 C．凸透镜 D．凹透镜
【答案】C
【解析】装有饮料的饮料瓶相当于一个凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，容易引发火灾。
装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，中间厚边缘薄，由于凸透镜对光线的会聚作用，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上，时间一长正好使放置于此处的物品起火。
知识点三：焦点和焦距
（1） 主光轴：过透镜两个球面球心的直线；
（2） 光心：主光轴上特殊的点，通过这个点光的传播方向不变，通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。
（3） 焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；
（4）焦距：焦点到透镜中心的距离。焦距用“f”表示。注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。
【例题3】（2019四川自贡）有一点光源S，它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合，S发出的一条光线经平面镜反射后，反射光线为a，如图所示。请在图中画出：
（1）凸透镜的焦点F；（2）点光源S的位置；（3）光线a经过凸透镜后的折射光线。

【答案】如图所示：

【解析】（1）因为反射光线好像是从虚像上发出的，已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合，所以反向延长光线a，与主光轴的交点为凸透镜的焦点F；
（2）画出像S′（F）的对称点，可得点光源的位置S；
（3）光线a过凸透镜的焦点，经凸透镜后折射光线平行于主光轴。
知识点四：三条特殊光线
1.凸透镜(如图)：

(1)过光心的光线传播方向不变。
(2)平行于主光轴的光线折射光线过焦点。
(3)过焦点的光线折射光线平行于主光轴。
此外，过两倍焦距处的光线折射光线过两倍焦距处。
2.凹透镜(如图)：

(1)过光心的光线传播方向不变。
(2)平行于主光轴的光线折射光线的反向延长线过焦点。
(3)入射光线的延长线过焦点,折射光线平行于主光轴。
【例题4】（2019四川巴中）请将光路图补充完整。

【答案】如图所示：

【解析】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点；过光心的光线其传播方向不变，如图所示：

习题精练

一、选择题
1.（2019云南模拟题）如图是四个透镜实物图，属于凹透镜的是（ ）

A B C D
【答案】C
【解析】中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
二、填空题
2.（2019山东威海）黑洞是宇宙中质量很大的天体。如图，两恒星1、2发出的光在经过某黑洞附近时发生了弯曲之后射向地球，地球上的人类观测到恒星1的位置比原位置　　（选填“偏高”、“偏低”或“不变”）；若在黑洞的位置用一个光学元件代替它对光的作用（光学元件的尺寸可大于黑洞），该光学元件为　 　。

【答案】偏高；凸透镜。
【解析】（1）人眼看到物体是因为物体发出、反射（或折射）的光进入人眼，当光线经过偏转进入人眼时，人大脑直觉认为光是沿直线传播过来，所以看到的是物体的虚像。

如图可知，看到的像在恒星1的上方，比原位置偏高；
（2）由题目中的图可知，恒星1、恒星2发出的光经过黑洞附近时，会在万有引力作用下弯曲，光束变得集中，类似于凸透镜对光线的会聚作用，所以，在黑洞的位置可以用凸透镜代替它对光的作用。
3.（2019吉林模拟题）在森林中旅游时，导游会提醒你，不要随意丢弃饮料瓶。这是由于下雨时瓶内灌了雨水后，相当于一个　 　（选填“凸透镜”或“凹透镜”），太阳出来后，它对光线有　 　作用，可能会引起森林火灾。
答案：凸透镜；会聚。
解析：因为瓶内灌了雨水后，瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，如果热量集中，会造成树叶燃烧，造成火灾。
三、作图题
4.（2019内蒙古通辽）如图，一束光线经凹透镜折射后，射向与凹透镜主光轴平行的平面镜上，请画
出：
（1）射向凹透镜的入射光线；
（2）经平面镜的反射光线。

【答案】如图所示：

【解析】（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，据此画出入射光线；
（2） 过平面镜的入射点垂直于镜面作出法线，然后根据反射角等于入射角，在法线右侧作出反射光线。
5.（典型题）请根据凸透镜和凹透镜对光线的作用完成光路。

【答案】如图所示

【解析】本题考查凸透镜和凹透镜的两条特殊光线的作图。平行于凸透镜主光轴的光线,经过凸透镜后,折射光线必定经过凸透镜的焦点;过焦点的光线通过凸透镜后,必定平行于主光轴。凹透镜对光线具有发散作用,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过另一侧的焦点,过光心的光线其传播方向不改变。
6.(典型题)如图所示,请画出入射或折射光线,使光路完整。

【答案】如图所示。

【解析】本题考查凸透镜和凹透镜的特殊光线画法。凸透镜的特殊光线：①平行于主光轴的光线经过凸透镜会聚于焦点;②通过凸透镜光心的光线传播方向不变;③由焦点发出或经过焦点射向凸透镜的光线,平行于主光轴。凹透镜的特殊光线：①平行于凹透镜主光轴的光线折射后折射光线的反向延长线经过焦点;②延长线经过凹透镜焦点的光线折射后平行于主光轴;③过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变。
7.（2019湖南怀化）如图所示，光线伍平行于凸透镜的主光轴，光线右过光心乙清在图中作出光线a、 b经过凸透镜后的折射光线；

【答案】如图所示：

【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
8.（2019山东省东营）根据入射光线和折射光线，请在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。

【答案】如图所示。

【解析】由给出的光线可知，原本向中间会聚的光线经透镜折射后变得平行不再会聚，即经过透镜后，折射光线变得发散了，故虚线框内的是凹透镜。
9.（2019江苏南京）完成图中的光路。

【答案】如图所示：

【解析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。
10.（2019陕西省）如图所示，请画出AO的折射光线和BC的入射光线。

【答案】如图所示：

【解析】过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。
11.（2019贵州黔东南）如图所示，凸透镜主光轴与水面重合，即：上半部分在空气中，下半部分在水中，请作出通过凸透镜的入射光线，以及折射入水后的光线（方向大致符合物理规律即可）。

【答案】如图所示：

【解析】（1）平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，由此可以画出
这条折射光线对应的入射光线。
（2）过入射点垂直于水面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的另一侧作出折射光线。
12.（综合作图题）如图所示，F为凸透镜L的焦点，OO′为凸透镜的主光轴，AB为射向凸透镜且过焦点的光线，在凸透镜的右侧有一平面镜MN和主光轴OO′成45°，请画出经凸透镜折射后和经平面镜反射后的完整光路图。

【答案】如下图所示：

【解析】①平面镜和凸透镜的关系是：平面镜和主光轴相交45°角放置，经凸透镜折射后的光线与主光轴平行；
②对于凸透镜：过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；
③对于平面镜：反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，折射光线与平面镜成45度角；
根据以上内容和图示完成光路图。
过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；折射光线与平面镜成45度角射到平面镜上，根据反射角等于入射角，画出反射光线，如下图所示。

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