沪科版（2024）凸透镜与凹透镜导学案

这是一份沪科版（2024）凸透镜与凹透镜导学案，共16页。学案主要包含了凸透镜等内容，欢迎下载使用。
第一步：学
析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识：7大核心考点精准练
第二步：记
串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步：测
过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
（学习目标：1. 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。2. 能认识光心、焦点和焦距，会画光路图。3. 能用这些知识解释、解决一些简单的问题。）
知识点1 凸透镜
1．凸透镜
（1）概念：中央较厚、边缘较薄的透镜。
生活中的凸透镜：
放大镜、远视镜、照相机及望远镜的镜片；手机摄像头；晶莹的露珠、装水的饮料瓶等。
（2）作用：
凸透镜对光有会聚作用（也叫会聚透镜）。
（3）光心、焦点、焦距等：
凸透镜的中心O称为光心；平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚的点称为凸透镜的焦点，符号为F，凸透镜的两侧各有一个焦点；焦点到光心的距离称为焦距，用字母f 表示。
（4）测量凸透镜的焦距：
把凸透镜正对太阳光，上下移动透镜，能在纸上形成最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，用刻度尺测量焦点到凸透镜的距离是凸透镜的焦距。
2． 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。
知识点2 凹透镜
1．凹透镜
（1）概念：中央较薄、边缘较厚的透镜。
（2）作用：
凹透镜对光有发散作用（也叫发散透镜）。
（3）光心、焦点、焦距等：
凹透镜的中心O称为光心；平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的焦点。凹透镜的两侧各有一个焦点；焦点到光心的距离称为焦距，用字母f 表示。
2． 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凹透镜后 发散光线的反向延长线通过虚焦点。
（3）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经凹透镜后平行于主光轴 。
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考点一 凸透镜
1.如图所示，让凸透镜正对着太阳光，将一张纸放在凸透镜的另一侧，调整凸透镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑，说明凸透镜对光有______作用，此光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的______。
【答案】会聚；焦距
【解析】从图中可以看到，太阳光相当于平行光，经过凸透镜后，光线会聚起来，这说明了凸透镜对光有会聚作用。
由题意可知，这个光斑就是焦点，而焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，即此光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的焦距。
2．在踏青活动中，老师提醒同学们不要随意丢弃矿泉水瓶，这是由于下雨时瓶内灌满雨水后，相当于一个______ （选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有______ （选填“会聚”或“发散"）作用，可能会引起火灾。
【答案】凸透镜；会聚。
【解析】装满水的矿泉水瓶，中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。
3．如图所示，该凸透镜的焦距是( )
A.10.0 cmB.20.0 cmC.30.0 cmD.50.0 cm
【答案】A。
【解析】平行光经凸透镜后会聚于一点，这一点即为凸透镜的焦点。凸透镜所对刻度值为20.0 cm，光屏所对刻度值为30.0 cm，所以焦点到凸透镜光心的距离为10.0 cm，即该凸透镜的焦距为10.0 cm。故选A。
4.关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是( )
A.凸透镜有两个实焦点
B.凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距
C.平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点
D.把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴
【答案】B
【详解】AC.平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于一点，这个点是实际光线会聚而成，因此是实焦点，凸透镜左右两侧各有一个实焦点。故AC正确，AC不符合题意；
B.凸透镜中心到焦点的距离称为焦距。故B错误，B符合题意；
D.平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于焦点处，根据光路是可逆的，若把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴。故D正确，D不符合题意。
5．如图，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点，请分别画出两条入射光线通过凸透镜后的折射光线。

【答案】
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，通过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变
考点二凹透镜
1. 把甲、乙两个透镜分别正对太阳光，在光屏上出现了如图所示的光斑，则甲为________透镜，乙为________透镜。
【答案】凹；凸。
【解析】图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜。
2．如图所示是光线经过透镜前后的方向，则虚线处的透镜（ ）
A．一定是凸透镜B．可能是凸透镜也可能是凹透镜
C．一定是凹透镜D．不可能是凸透镜或凹透镜
【答案】C
【解析】光线被折射后远离主光轴，所以该透镜对光线有发散作用，因此是凹透镜，故C符合题意。
故选C。
3．如图所示，在一块玻璃砖内，一束平行光恰好正对着玻璃砖内椭圆形状的空气泡射去，则光束通过空气泡后( )
A.仍为平行光束B.变为发散光束 C.变为会聚光束D.无法确定
【答案】B。
【解析】玻璃砖可看成是由两个凹透镜合在一起组成的，平行光经过玻璃砖折射后变为发散光束。故选B。
4．如图甲所示，现有五种光学元件，对如图乙所示的光路图，方框中可放入的元件为( )
A.②或⑤B.①或⑤C.①或③或⑤D.②或③或④
【答案】D
【详解】五种光学元件均为透镜，方框中的透镜是将光线会聚了，所以是凸透镜，②③④都为凸透镜，故选D。
5．在如图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
【答案】
【解析】凹透镜对光有发散作用，射向凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出
知识导图记忆
核心知识目标复核
1．凸透镜的作用和特殊光线作图。
2．凹透镜的作用和特殊光线作图。
3．如何测量凸透镜的焦距。
一、填空题
1．2022年4月8日，四川省达州市，一车主将车停在露天停车场时，车内冒起了浓烟。经了解，车辆起火的原因是车内放了一个装水的矿泉水瓶。如图所示，当矿泉水瓶装上水时，瓶里的水呈现圆柱状，相当于 镜，对光具有 作用，所以，当阳光照射到装水的矿泉水瓶上时，容易引起火灾。
【答案】 凸透 会聚
【详解】[1][2]装满水的矿泉水瓶中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用，会使太阳光汇聚于一点，凸透镜焦点的温度高，达到易燃物的着火点，易燃物燃烧引起火灾。
2．如图所示，某玻璃砖内有一个凸形气泡，该玻璃砖可以看作 （选填“一块凸透镜”、“两块凹透镜”），一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会 （选填“平行”“会聚”或“发散”）。
【答案】 两块凹透镜 发散
【详解】[1][2]玻璃砖内有一个凸形气泡，把它从气泡中间处分成左右两部分，则左右两部分都看作一个凹透镜，所以，该玻璃砖可以看作两块凹透镜。凹透镜对光起发散作用，一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，相当于经过了两块凹透镜，两块凹透镜对光线进行了两次发散，所以，最终，光线将会发散。
3．如图所示的软件光学仪器中，对光有会聚作用的有 。对光有发散作用的有
【答案】 ②③⑤⑦ ①④⑥
【详解】[1][2]凸面镜和凹面镜利用光的反射，凸面镜对光线起发散作用，凹面镜对光线起会聚作用；凸透镜和凹透镜利用光的折射，凸透镜对光线起会聚作用，凹透镜对光线起发散作用。由此可知，图中对光有会聚作用的有②③⑤⑦；对光有发散作用的有①④⑥。
4．让凸透镜正对着太阳光，将纸放在它的另一侧，当纸上呈现一个并非最小的光斑时（如图所示），测得这个光斑到凸透镜的距离为10cm，此时将凸透镜远离纸时，光斑先变小后变大。我们把其中最小最亮的光斑所在位置称作该凸透镜的 ，该点到凸透镜光心的距离称作凸透镜的 ，用f表示，则该凸透镜的 10cm（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 焦点 焦距 大于
【详解】[1][2][3]当凸透镜正对太阳光时，太阳光会沿主光轴平行照射到凸透镜上，从而在地面上形成一个最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点‌‌，焦点到凸透镜中心的距离即为凸透镜的焦距‌。测得光斑到凸透镜的距离为10cm，再将凸透镜远离纸时，光斑先变小后变大，当光斑最小时，凸透镜距离光斑的距离才是焦距，因此该凸透镜的焦距大于10cm。
二、单选题
5．西汉时期的《淮南万毕术》里有关于古人利用冰透镜对日聚焦取火的记载，冰透镜相当于（ ）
A．凸透镜B．凹透镜C．凸面镜D．凹面镜
【答案】A
【详解】冰透镜相当于凸透镜，对光具有会聚作用，所以古人可以利用冰透镜对日聚焦取火。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．教室里的日光灯（LED）的发光芯片上都封装了硅胶透镜。资料显示，光通过硅胶透镜后会产生会聚现象。如图的光路显示了一些透镜对光的作用，与日光灯硅胶透镜对光的作用相同的是（ ）
A．①④B．③④C．①③D．②①
【答案】A
【详解】由题可知，光通过硅胶透镜后会产生会聚现象，所以日光灯硅胶透镜属于凸透镜；由题图可知，①④图中的折射光线相对于入射光线是会聚的，是凸透镜；②③图中的折射光线相对于入射光线是发散的，是凹透镜，所以与日光灯硅胶透镜对光的作用相同的是①④，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．如图所示，虚线框内有一透镜，让一束平行光垂直射向该透镜的镜面，下列说法正确的是（ ）
A．一定是凹透镜，它对光有发散作用
B．一定是凸透镜，它对光有会聚作用
C．可能是凹透镜，它对光有会聚作用
D．可能是凸透镜，它对光有会聚作用
【答案】D
【详解】让一束平行光垂直射向该透镜的镜面，在墙壁上得到了一个较大的光斑，可能是因为该透镜对光线具有发散作用，则虚线框内的透镜可能是凹透镜；也可能是一个凸透镜，光线会聚于焦点后继续传播，变为一束发散光，也能在墙壁上得到一个较大的光斑，如下图所示：
故D正确，ABC错误。
故选D。
8．如图所示，用透明弹性薄膜充水可以制作水透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。下列说法正确的是（ ）
A．这是一个凹透镜，注水使焦距变大B．这是一个凹透镜，注水使焦距变小
C．这是一个凸透镜，注水使焦距变大D．这是一个凸透镜，注水使焦距变小
【答案】D
【详解】由图可知，该水透镜中间厚，边缘薄，是凸透镜。注水后，凸透镜变厚，折光能力变强，焦距变小。故ABC错误，D正确。
故选D。
9．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．可能是凸透镜
【答案】D
【详解】从下面的光路图可以看出，平面镜、凹透镜、凸透镜都可使光的方向发生图中的改变．如图所示：
故平面镜、凸透镜、凹透镜都有可能，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
10．根据入射光线和折射光线，可知甲、乙两图中虚线框内的透镜分别是（ ）
A．凸透镜、凸透镜B．凸透镜、凹透镜
C．凹透镜、凸透镜D．凹透镜、凹透镜
【答案】C
【详解】甲图中，平行光经透镜以后发散，说明是凹透镜；乙图中，光线经透镜折射后光线会聚（靠近主光轴），说明该透镜是凸透镜，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
11．小明同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，在背后的纸片上能看到一个圆形的光斑，测出了光斑到凸透镜中心的距离L。将纸片靠近凸透镜，发现纸片上的光斑先变小再变大，那么，凸透镜的实际焦距（ ）
A．一定小于 LB．一定大于L
C．可能等于 LD．可能小于 L， 也可能大于L
【答案】A
【详解】凸透镜正对阳光，光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜会聚在主光轴上最小、最亮的点是凸透镜的焦点。由于将纸片靠近凸透镜，发现纸片上的光斑先变小再变大，则像距为L时，纸上呈现一个并非最小的光斑，因最小光斑到凸透镜的距离小于L，说明凸透镜的焦点在光斑之前，因凸透镜的实际焦距一定小于L。
故选A。
12．如图所示，雨过天晴，小梦和家人及时排去自家蔬菜塑料大棚上低洼处的积水。需要及时排去积水的原因是（ ）
A．低洼处的积水相当于平面镜，容易反射太阳光，减弱大棚内蔬菜的光合作用
B．低洼处的积水相当于凸面镜，容易会聚太阳光，烧坏大棚内的蔬菜
C．低洼处的积水相当于凹透镜，容易发散太阳光，减弱大棚内蔬菜的光合作用
D．低洼处的积水相当于凸透镜，容易会聚太阳光，烧坏大棚内的蔬菜
【答案】D
【详解】凸透镜对光线具有会聚作用。下雨后，在塑料棚上的积水就像一个形状不规则的“凸透镜”，阳光通过这些“凸透镜”会聚，照到蔬菜上，被照蔬菜可能会被烤坏，其它未照到的蔬菜光照又不足，所以雨过天晴后，要将塑料棚上的积水放掉。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
三、作图题
13．我国西汉时期的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”这是利用冰透镜对日聚焦取火的最早记载。如图所示，假设F为冰透镜的焦点，请你在图中完成光路。
【答案】
【详解】假设F为冰透镜的焦点，平行于主光轴的平行光线经过凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线传播方向不改变，如图所示：
14．如图所示，请画出经过凸透镜折射后的光线。
【答案】
【详解】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，如图所示：
15．请在图中将凹透镜的入射光线和折射光线补画完整。
【答案】
【详解】根据透镜的三条特殊光线可知，射向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴，如图所示：
四、实验题
16．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。
(1)如图1，测量时需将凸透镜 太阳放置，再把一张白纸放在它的下方，移动凸透镜，当白纸上出现 的光斑时，测得此时光斑到凸透镜的距离，即为焦距f；
(2)小明在测量时，当纸上呈现如图所示光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l，将凸透镜继续靠近白纸，白纸上的光斑先变小后变大，则f l（选填“>”、“=”或“