初中物理人教版八年級(jí)上冊(cè)第1節(jié) 透鏡學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1. 認(rèn)識(shí)凸透鏡和凹透鏡，了解透鏡的焦點(diǎn)和焦距。
2. 通過觀察，認(rèn)識(shí)凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用。
3. 能初步領(lǐng)略透鏡對(duì)光的神奇作用，激發(fā)求知欲。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
1. 凸透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光線起發(fā)散作用。
2. 透鏡的三條特殊光線。
【自主預(yù)習(xí)】
閱讀教材，完成以下問題：
1. 透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。邊緣薄、中間厚的透鏡為凸透鏡；邊緣厚、中間薄的透鏡為凹透鏡.
2. 透鏡上通過兩個(gè)球面球心的直線叫主光軸，每個(gè)透鏡主光軸上有一個(gè)特殊的點(diǎn)，通過該點(diǎn)的光線其傳播方向不變，叫作透鏡的光心。
3. 實(shí)驗(yàn)表明：凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。
4. 凸透鏡能使平行于主光軸的光會(huì)聚在一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，凸透鏡有兩個(gè) 實(shí) （填“虛”或“實(shí)”）焦點(diǎn)，凹透鏡有兩個(gè) 虛（填“虛”或“實(shí)”）焦點(diǎn)。
【合作探究】
探究一、凸透鏡和凹透鏡
1.透鏡的分類
【摸一摸】①取一個(gè)放大鏡，用手摸一摸中間和邊緣部分，發(fā)現(xiàn)厚度不一樣，中間厚，邊緣薄(選填“厚”或“薄”)。
②取近視眼鏡的鏡片，用手摸一摸中間和邊緣部分，發(fā)現(xiàn)厚度不一樣，中間薄，邊緣厚(選填“厚”或“薄”)。
【歸納】透鏡的種類：透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。
①凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡。如：遠(yuǎn)視鏡片、照相機(jī)的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等；
②凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡。如：近視鏡片。
【辨別】識(shí)別下列透鏡，并歸類：

屬于凸透鏡的是：A、B、D；屬于凹透鏡的是：C、E、F.
③薄透鏡：如果透鏡的厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑，這種透鏡叫做薄透鏡。
2．透鏡的主光軸、光心
①主光軸：透鏡上通過球面兩個(gè)球心的直線叫主光軸（光軸）。
②光心：主光軸上有一個(gè)特殊的點(diǎn)，通過這個(gè)點(diǎn)的光傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心。
③透鏡的主光軸和光心：
凸透鏡的主光軸和光心凹透鏡的主光軸和光心

探究二、透鏡對(duì)光的作用
【做一做】①拿一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)來回移動(dòng)，直到紙上得到最小、最亮的光斑。如圖所示：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：光屏上有一很小、很亮的光斑。光斑處的溫度很高，長(zhǎng)時(shí)間照射，紙會(huì)被燒焦。說明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用。
②拿一個(gè)凹透鏡正對(duì)著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)來回移動(dòng)，仿照上圖做實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)凹透鏡和紙的距離，紙上不能填（選填“能”或“不能”）出現(xiàn)得到最小、最亮的光斑，說明凹透鏡對(duì)光沒有（選填“有”或“沒有”）會(huì)聚作用。
【想一想】凸透鏡、凹透鏡對(duì)光的作用相同嗎？它們有怎樣的作用？
【實(shí)驗(yàn)探究】①讓平行于透鏡主軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。
②讓平行于透鏡主軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。
凸透鏡使光會(huì)聚凹透鏡使光發(fā)散

【想一想】不平行主光軸的光透過凸透鏡是否會(huì)聚？不平行主光軸的光透過凹透鏡是否發(fā)散？
【做一做】①讓不平行于透鏡主軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光的傳播方向。
②讓不平行于透鏡主軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光的傳播方向。
凸透鏡使光會(huì)聚凹透鏡使光發(fā)散

歸納結(jié)論：
①凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，經(jīng)凸透鏡折射出的光線相對(duì)于入射光線，更靠近（填“靠近”、“遠(yuǎn)離”）主光軸；
②凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，經(jīng)凹透鏡折射出的光線相對(duì)于入射光線，更遠(yuǎn)離（填“靠近”、“遠(yuǎn)離”）主光軸。

因此，凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡；凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。
【例題】關(guān)于凸透鏡和凹透鏡，下列說法中正確的是（）
A．幾束光經(jīng)過凸透鏡后一定會(huì)聚到一點(diǎn)
B．幾束光經(jīng)過凸透鏡后，一定會(huì)平行射出
C．凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用
D．幾束光經(jīng)過凹透鏡，折射光線的反向延長(zhǎng)線一定會(huì)相交
【答案】C
【解析】AB．凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用，這種會(huì)聚是相對(duì)于原來的光線，所以光經(jīng)過凸透鏡后不一定會(huì)聚到一點(diǎn)，也不一定會(huì)平行射出，故AB錯(cuò)誤；
C．凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，故C正確；
D．光經(jīng)過凹透鏡，折射光線的反向延長(zhǎng)線不一定會(huì)相交。故D錯(cuò)誤。所以選C。
探究三、透鏡的焦點(diǎn)和焦距
1. 凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距
根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)，建立概念：
①焦點(diǎn)：凸透鏡能使平行于主光軸的光會(huì)聚在一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做焦點(diǎn)，用“F”字母表示。這個(gè)焦點(diǎn)是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的，叫實(shí)（填“實(shí)”、“虛”）焦點(diǎn)，并且關(guān)于光心對(duì)稱，凸透鏡有2個(gè)焦點(diǎn)。
②焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距，用“f”字母表示。
③焦距的長(zhǎng)短反映了凸透鏡會(huì)聚作用的強(qiáng)弱，焦距短的會(huì)聚作用強(qiáng)。凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長(zhǎng)短，表面越凸，焦距越短。
凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距凹透鏡的焦點(diǎn)和焦距

2. 凹透鏡的虛焦點(diǎn)和焦距
①虛焦點(diǎn)：平行于主光軸的光線通過凹透鏡后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線相交于主光軸上，叫凹透鏡的焦點(diǎn)。它不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，叫虛焦點(diǎn)。凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)，關(guān)于光心對(duì)稱。
②焦距：焦點(diǎn)到凹透鏡光心的距離叫做焦距，兩邊的焦距相等。
③凹透鏡焦距的大小表示其發(fā)散能力的強(qiáng)弱，越小，對(duì)光的發(fā)散能力越強(qiáng)。
【想想做做】我們知道太陽光線也是向四周射出的發(fā)散光線，但由于太陽距離地球十分遙遠(yuǎn)，所以太陽射到地球的光線可以看成是平行光。給你一塊凸透鏡、一張白紙、一把刻度尺怎樣測(cè)出凸透鏡的焦距？
粗測(cè)凸透鏡焦距的方法：拿一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)，改變透鏡與紙的距離，直到紙上的光斑變的最小、最亮，測(cè)量這個(gè)最小最亮的光斑到透鏡光心的距離，這就是焦距。

探究四、透鏡的三條特殊光線：
1. 凸透鏡的三條特殊光線
【做一做】讓一束光沿任意方向通過光心，觀察現(xiàn)象。
【推理】根據(jù)光路的可逆，經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)沿什么方向？
【歸納】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及光路的可逆，可得出結(jié)論：
①通過光心的光線傳播方向不改變（選填“改變”、“不改變”）。
②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點(diǎn)。
③經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸。
凸透鏡的三條特殊光線

2. 凹透鏡的三條特殊光線
【做一做】讓一束光沿任意方向通過光心，觀察現(xiàn)象。
【推理】根據(jù)光路的可逆，射向凹透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后會(huì)沿什么方向？
凹透鏡的三條特殊光線
【歸納】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及光路的可逆，可得出結(jié)論：
①通過光心的光線傳播方向不改變。
②平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線通過虛焦點(diǎn)。
③射向凹透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸射出。
【精講點(diǎn)撥】
1. 學(xué)習(xí)凸透鏡和凹透鏡的重點(diǎn)是要明確它們對(duì)光線的作用。要注意糾正認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)：只要通過透鏡折射后的光線是會(huì)聚的，這個(gè)透鏡就是凸透鏡；折射后的光線是發(fā)散的，這個(gè)透鏡就是凹透鏡。所謂凸透鏡使光線會(huì)聚，凹透鏡使光線發(fā)散，都是相對(duì)入射光線而言的。應(yīng)明確指出，凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用是指把入射光線會(huì)聚了，其折射光線比入射光線更靠攏主光軸。凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用是指指把入射光線發(fā)散了，其折射光線比入射光線更遠(yuǎn)離主光軸。
2. 在粗測(cè)凸透鏡焦距的方法中，一定注意使凸透鏡正對(duì)著太陽光，直到紙上的光斑變的最小、最亮?xí)r，測(cè)量這個(gè)最小、最亮的光斑到透鏡光心的距離，才是焦距。
【歸納整理】

透鏡
①凸透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡；
②凹透鏡：中間薄邊緣厚的透鏡；
③主光軸：通過兩個(gè)球面球心的直線叫透鏡的主光軸；
④光心：主軸上有個(gè)特殊點(diǎn)，通過這個(gè)點(diǎn)的光傳播
方向不變，該點(diǎn)叫做光心。
透鏡對(duì)光的作用：凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。
①凸透鏡能使跟主光軸平行的光會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，
這個(gè)點(diǎn)叫做焦點(diǎn)F，從焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距f。
②凹透鏡能使跟主軸平行的光發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)的交點(diǎn)叫虛焦點(diǎn)F，從焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距f。
焦點(diǎn)和
焦距
透鏡

【課堂練習(xí)】
1．如果把一個(gè)玻璃球分割成五塊，其截面如圖所示，這五塊玻璃a、b、c、d、e中屬于凸透鏡的是______________；屬于凹透鏡的是_________。

【答案】a、c、d、e；b。
2．請(qǐng)畫出圖中入射光線經(jīng)凸透鏡后的折射光線。

【答案】右圖。
【解析】平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點(diǎn)，通過光心的光傳播方向不改變。
3. 如圖所示，完成圖中光路。
【答案】右圖.
【解析】對(duì)著虛焦點(diǎn)入射的光經(jīng)凹透鏡后與主光軸平行；通過光心的光傳播方向不改變。
4. 下面兩圖是光線經(jīng)過透鏡后的光路圖。請(qǐng)選擇合適的透鏡填入方框內(nèi)。

【答案】下圖.

5. 關(guān)于凸透鏡對(duì)光線的作用，以下說法正確的是（）
A．平行射向凸透鏡的一束光，經(jīng)折射一定交于凸透鏡的焦點(diǎn)上
B．經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚的光線一定交于一點(diǎn)
C．凸透鏡只能使平行于主軸的光線會(huì)聚
D．過凸透鏡或凹透鏡光心的光，一定不改變傳播方向
【答案】D。
【解析】A.只有與主光軸平行的一束光，經(jīng)凸透鏡折射后才會(huì)交于凸透鏡的焦點(diǎn)上；A錯(cuò)。
B.經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚的光線可能相交，也可能不想交；B錯(cuò)。
C.凸透鏡也可能使不平行于主軸的光線會(huì)聚；C錯(cuò)。
D.過凸透鏡或凹透鏡光心的光，一定不改變傳播方向。D正確。
6. 要使小燈泡發(fā)出的光經(jīng)某透鏡后變成平行光，應(yīng)把小燈泡放在（）
A. 凸透鏡前任意位置 B. 凸透鏡的焦點(diǎn)上
C. 凹透鏡前任意位置 D. 凹透鏡的焦點(diǎn)上
【答案】B.
【解析】因?yàn)橥雇哥R可使平行于主光軸的光會(huì)聚于焦點(diǎn)，根據(jù)光路的可逆性，把小燈泡放在凸透鏡的焦點(diǎn)上，小燈泡發(fā)出的光通過凸透鏡折射后形成平行光。
7．如圖，讓一束平行于主光軸的光線經(jīng)過一透鏡，在光屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑。下列說法錯(cuò)誤的是（）
A. 凸透鏡的特點(diǎn)是中間厚、邊緣薄 B. 凸透鏡有虛焦點(diǎn)
C. 凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用 D. 該凸透鏡的焦距10cm

【答案】B.
【解析】凸透鏡的特點(diǎn)是中間厚、邊緣??；凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)；凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；該凸透鏡的焦距10cm。所以選B。
8. 如圖甲、乙所示，實(shí)線框內(nèi)各放置了一個(gè)透鏡，兩束光通過透鏡前后的方向如圖所示，則（）

A．甲是凹透鏡，乙是凸透鏡 B．甲、乙都是凸透鏡
C．甲是凸透鏡，乙是凹透鏡 D．甲、乙都是凹透鏡
【答案】A。
【解析】甲圖中，光經(jīng)過透鏡后與原來的方向比較是發(fā)散的，所以是凹透鏡。乙圖中，光經(jīng)過透鏡后與原來的方向比較是會(huì)聚的，所以是凸透鏡。
光線會(huì)聚或發(fā)散，應(yīng)該與入射光線的方向比較。
9. 小明同學(xué)利用太陽光測(cè)量凸透鏡的焦距，他注意到讓凸透鏡正對(duì)太陽光，但沒有仔細(xì)調(diào)節(jié)紙片與透鏡的距離，在紙片上的光斑并不是最小時(shí)，就測(cè)出了光斑到凸透鏡中心的距離L，那么，凸透鏡的實(shí)際焦距（）
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
【答案】D。
【解析】凸透鏡正對(duì)太陽光，在紙片上最小的光斑就是焦點(diǎn)，此時(shí)光斑到凸透鏡中心的距離就是焦距；如果光斑并不是最小時(shí)，那么凸透鏡的實(shí)際焦距可能小于L、也可能大于L。所以選D。
10．如圖，一塑料薄膜制成的棚頂下堆放著一堆干草，夏天雨后，陽光穿過薄膜上的積水照射到干草上，下列討論正確的是（）

A．薄膜上的積水形成一個(gè)大的凸透鏡。如果其焦點(diǎn)恰好落在干草處，干草有可能被點(diǎn)燃
B．透鏡都是固定物質(zhì)構(gòu)成的，液體不能起凸透鏡的作用
C．起凸透鏡作用的應(yīng)是塑料薄膜
D．水和塑料薄膜共同起凹透鏡作用
【答案】A。
【解析】薄膜上的積水相當(dāng)于一個(gè)大的凸透鏡。如果其焦點(diǎn)恰好落在干草處，干草有可能被點(diǎn)燃。所以選A。
【課后反思】本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些問題？

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