【秋季课程人教版初二物理】第11讲：透镜及生活中的透镜 教案

透镜及生活中的透镜第11讲透镜及生活中的透镜第11讲讲概述概述本章主要讲述透镜的初步知识和透镜在日常生活中的应用。可以说是上一章中“光的折射”知识的延伸。光从空气进入透镜一侧以及从透镜的另一侧射出时各发生一次折射。对于一束平行入射光而言，光线越远离透镜主轴，出射光线偏折程度越大，由此产生了汇聚或发散的效果。本讲首先从透镜的外形及透镜对光的作用两方面来认识凸透镜和凹透镜的区别，之后介绍生活中常用的透镜，使学生对透镜及其成像特点形成丰富、具体的感性认识，为探究凸透镜成像规律做准备。适用学科初中物理适用年级八年级适用区域人教版区域课时时长（分钟）120知识点透镜的种类；透镜对光的作用；三条特殊光线。照相机的成像特点；投影仪的成像特点；放大镜的成像特点教学目标１．能识别凸透镜和凹透镜。２．认识凸透镜对光起会聚作用，凹透镜对光起发散作用。３．知道什么是凸透镜的焦点和焦距。４.能举出凸透镜在日常生活中的应用。５.能说出照相机、投影仪、放大镜的基本成像特点。6．通过课堂演示实验，培养学生观察能力、语言表述能力，学习研究问题的常用方法。教学重点凸透镜对光的会聚作用，凹透镜对光的发散作用。照相机、投影仪、放大镜的成像特点。教学难点照相机、投影仪、放大镜的成像特点一、导入教学过程一、导入教学过程课程引入：透镜对我们来说并不陌生，上小学的时候我们就接触到了，并且用它还能将纸点燃。那时候只是感觉好玩，并不会去想为什么？现在我们长大了，就会想问一个“为什么？”我们今天就来学习透镜。二、知识讲解二、知识讲解考点考点1透镜的种类生活中所接触的透镜有很多，如眼镜，放大镜，望远镜，显微镜等。这些透镜分有两类。中间厚边缘薄的叫凸透镜。中间薄边缘厚的叫凹透镜。学习了透镜的定义后，我们想要知道生活中应用的是哪种透镜就可以判断出来了。如同桌戴的眼镜是什么透镜？我们可以用手摸一摸，然后根据定义去判断。我们来认识几个关于透镜的名词：光心──透镜的中心叫光心。主光轴──通过透镜光心与透镜垂直的直线叫主光轴。焦点──平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚的点叫做焦点，对凹透镜是发散光线的反向延长线的交点叫虚焦点。焦点用字母F表示。焦距──焦点到透镜光心的距离叫焦距，焦距用字母f表示。考点考点2透镜对光的作用凸透镜和凹透镜只是外形不同吗？你分别通过凸透镜和凹透镜，观察书上的文字，有什么发现？凸透镜和凹透镜的成像不同：凸透镜能成放大的像；凹透镜能成缩小的像。它们还有不同。拿出一个凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察到什么？（纸上有亮点。）我们再用一个凹透镜，重做上面的实验，纸上能够得到很小、很亮的光斑吗？（不能。）这说明了什么？这说明两种透镜对光有不同的作用。凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。考点考点3三条特殊光线凸透镜和凹透镜的三条特殊光路，如图①平行于主光轴的光线折射后通过焦点。对凹透镜来说，是折射光线的反向延长线经过虚焦点。②通过焦点的光线(对凹透镜而言，是指其延长线通过焦点的光线)折射后与主光轴平行。③通过光心的光线不改变传播方向。拿一个凸透镜正对着太阳光，让光通过凸透镜照到白纸上，移动凸透镜使光斑最小最亮，用刻度尺量出光斑到凸透镜的距离。这个距离就是这个凸透镜的焦距。这有两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别是3cm和5cm，按照实际尺寸画出平行光经过它们之后的径迹，哪个凸透镜使光偏折得更厉害？（焦距短的偏折得厉害。）焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强。凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，表面越凸，焦距越短。考点考点4照相机的成像原理及特点照相机对于我们来说就是一个神秘的小盒子，里边到底有什么？照相机为什么能拍照？照相机前面的镜头是什么透镜？照相机的构造是什么样的？带着这些问题我们来探究一下照相机的工作原理及特点吧。通过观察我们发现照相机前面镜头是凸透镜。想拍全景离景远点，想拍人大点离人近点。光线强拍出的照片发白，光线弱拍出的暗。光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成一个像，这个像冲洗出来就是照片。做一做：用两个粗细相近的长方形纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，在大的纸筒前面固定一个凸透镜，在小的纸筒前面，固定一个半透明塑料薄膜作为屏幕，把纸筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒，就制成了模拟照相机。现在我们按照方案制作好后，对准某个人或物体，拉动纸窗改变透镜和屏幕之间的距离，能观察到什么？是不是可以看到一个缩小的、倒立的清晰的像？下图就是照相机成像的原理示意图，物体通过透镜在底片上成一个缩小倒立的像。总结：（1）照相机成像特点：倒立、缩小的实像。（2）物距与像距的关系：物距大于像距（u＞v）。考点考点5投影仪的成像原理及特点教学中常用到投影仪，现在观察它的结构，想想使用它有什么优点？如下图，是投影仪成像的原理图。将投影片放在镜头的下面，光线通过投影片及镜头到达平面镜后，发生镜面反射，使光线照射在屏幕上而成像，能观看到投影仪成倒立、放大的像。投影仪上的镜头相当于一个凸透镜，能成倒立、放大的像。总结：（1）投影仪成像特点：倒立、放大的实像。物距与像距的关系：物距小于像距（u＜v）。考点考点6放大镜的成像原理及特点放大镜是凸透镜，也是常用的光学仪器之一。现在用它看书上的字观察有什么现象？放大镜能使书上的字放大，字是正立的，说明放大镜能成正立、放大的像。放大镜成像和照相机、投影仪不同，放大镜成像是正立的，投影仪和照相机成像是倒立的。刚开始移动放大镜，离书越远，字越大，到了一定距离以后，字变模糊。伸直胳膊拿着放大镜看外面的景物是倒立和缩小的。放大镜成的像与物在凸透镜同一侧。放大镜成的像打不到屏幕上。物体所成的像能够在光屏上呈现时，此时的像为实像，是由光线直接会聚而成的；当物体所成的在光屏上无法呈现时，此时的像为虚像，是由光线的反向延长线会聚而成的。所以说照相机和投影仪所成的像为实像，放大镜所成的像为虚像。总结：（1）放大镜的成像特点：正立、放大的虚像。（2）物与像的位置特点：物与像在凸透镜的同侧。三、例题三、例题精析例题1例题1春游时，全班准备照一张集体照，站队后发现两侧均有人在画面外，为使每个人都能进入画面，下列措施符合要求的是（）A.使照相机镜头离人远些，同时使镜头到底片的距离增大些B.使照相机镜头离人远些，同时使镜头到底片的距离减小些C.使照相机镜头离人近些，同时使镜头到底片的距离增大些D.使照相机镜头离人近些，同时使镜头到底片的距离减小些【答案】B【解析】两侧均有人站在画面外，说明此时成的像太大，要使每个人都能进入画面，就要使像变小；在做凸透镜成像规律的实验中发现，当物体从远处向凸透镜靠近的过程中，物体所成的像在逐渐变大，同时像距在增大；反之要使像变小，就要增大物体与凸透镜的距离，同时减小光屏与凸透镜的距离，即增大物距减小像距；综上分析，故选B。例题2例题2如图7所示，光线经过一个光学元件后播方向发生了改变，则虚线框内的光学元件是A.凹透镜B.凸透镜C.平面镜D.潜塑镜【答案】B【解析】由图知，折射光线比入射光线向主光轴靠拢会聚，该透镜对光线有会聚作用，因此虚线框内的光学元件是凸透镜。故选B.例题3例题3下列说法正确的是()A.投影仪是利用小孔成像原理工作的B.超声波可以在真空中传播C.电视机遥控器发出的是紫外线D.电磁波可以用来传播信息【答案】D【解析】分析：投影仪是利用凸透镜成像工作的；电磁波能在真空中传播，超声波不可以在真空中传播；手机既能接收电磁波，也可以发射电磁波；可以用来传播信息；γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线等都是电磁波，电视机遥控器发出的是红外线；解答：A、投影仪是利用凸透镜成像原理工作的，故A错误；B、电磁波能在真空中传播，超声波不可以在真空中传播，故B错误；C、电视机的摇控器前端有一个发光二极管，通过不同的按键，可以发射不同的红外线对电视机进行摇控，红外线是不可见，是电磁波，故C错误；D、电磁波可以用来传播信息，故D正确。故选：D。例题4例题4光线经过甲乙两透镜后的折射光线如图所示，则关于两透镜的类型，下列说法正确的是A.甲是凸透镜，乙是凹透镜B.甲是凹透镜，乙是凸透镜C.甲、乙都是凸透镜D.甲、乙都是凹透镜【答案】A【解析】解答：光源发出的两束光经过甲透镜之后，折射光线会聚了，甲应为凸透镜,而光线通过乙透镜后折射光线发散了，因此乙为凹透镜.故选：A.例题5例题5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，则该凸透镜的焦距是（）A．0.7mB．0.3mC．0.4mD．0.1m【答案】D【解析】解：物体在平面镜中成像时，物像关于平面镜对称，根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点F，根据焦距是焦点到光心的距离是凸透镜的距离，所以凸透镜的焦距：f=0.4m﹣0.3m=0.1m．故选D．四、课堂运用四、课堂运用基础基础1.如图所示，属于凸透镜的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】凸透镜，中间厚，边缘薄的透镜；凹透镜，中间薄，边缘厚的透镜；如图中，A中间厚，边缘薄为凸透镜，BCD中间薄，边缘厚为凹透镜。故A符合题意。2.下列叙述与情景相符的是（）A.把铅笔斜插入盛水的玻璃杯里，看上去铅笔好像在水面处折断了，这是光的反射现象B.水兵们站在地面上，他们的影子是光沿直线传播形成的C.平静的水面上倒映着岸边的景物，这是光的折射形成的D.通过放大镜看邮票的细微之处，看到的是放大的实像【答案】B【解析】解：A、把铅笔斜插入盛水的玻璃杯里，看上去铅笔好像在水面处折断了，这是光的折射现象，故A说法不正确；B、水兵们站在地面上，他们的影子是光沿直线传播形成的，故B说法正确；C、平静的水面上倒映着岸边的景物，这是光的反射形成的，故C说法不正确；D、通过放大镜看邮票的细微之处，看到的是正立、放大的虚像，故D说法不正确。故选：B。3.在下列光学器具中，根据光的反射定律制成的是（）A.望远镜B.穿衣镜C.放大镜D.近视眼镜【答案】B【解析】A、望远镜是利用凸透镜成像的原理制成的，属于光的折射，所以A不符合题意。B、穿衣镜是平面镜，可以成像，属于光的反射现象。所以B符合题意。C、放大镜是利用凸透镜成正立、放大虚像的原理制成的。属于光的折射，所以C不符合题意。D、近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，属于光的折射。所以D不符合题意。故选：B。4.有一张照片，发现其景物模糊不清，而且整个画面偏黑，其形成的原因是在拍照时，没有调节好(

)A.调焦环

B.快门

C.光圈环

D.以上说法都有可能【答案】D【解析】根据照相机的工作原理可知，拍照时，景物如果模糊不清，说明像距没有调好，因此应该使用调焦环，同时整个画面偏黑，说明曝光过度，应该调整快门时间和光圈的大小，因此D选项正确。故选D.5.如图所示的光路图中，错误的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】根据折射规律，光从空气斜射入其他介质时折射角小于入射角，反之则折射角大于入射角，故AB正确；凸透镜对光线有会聚作用，且过焦点的光线经透镜后平行于主光轴射出，故C正确；D.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，故D错误。6．如图，光路图正确的是：A.

B.C.D.【答案】AD【解析】A、过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，正确；B、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，错误；C、相对于凹透镜来说，图中入射光线不是特殊光线，折射光线应该比入射光线更远离主光轴，故C错；D、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，故D正确。故选：AD。7．下列说法正确的是（）A.凸透镜是很厚的透镜，而凹透镜是很薄的透镜

B.王伯伯戴的老花镜对光有会聚作用C.汽车的观后镜是用凸面镜做成的

D.人在照镜时，人离镜近时所成的像特别大【答案】BC【解析】A、凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，凹透镜是中间薄、边缘厚的透镜，故本选项错误；B、老花镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，故本选项正确；C、汽车的观后镜是凸面镜，对光有发散作用，根据光路可逆可以扩大视野，故本选项正确；D、平面镜所成得像是和物体等大的虚像，所以人在照镜时，不管你离镜子多近，所成的像也和你一样大，故本选项错误。故选：BC。巩固巩固1.．近期流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便。如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以A.增大像距B.增大像的大小C.减小物距D.增大取景范围【答案】D【解析】凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小；所以，“自拍神器”与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小像距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果，故ABC错误，只有B正确。故选D.2.．用手机看视频图像太小，可用屏幕放大器来帮忙．小军通过屏幕放大器可看到放大了的图像，如图所示．则屏幕放大器是由哪种光学元件组成的A.凸透镜B.凹透镜C.平行玻璃砖D.平面镜【答案】A【解析】解答：由图可知，屏幕放大器可看到正立放大了的图像，由凸透镜成像规律可知该屏幕放大器为凸透镜3.．香水中含有易燃的酒精，如图所示为四瓶香水，透明玻璃瓶盖形状各异，最容易在阳光下引发火灾的是A.B.C.D.【答案】B【解析】由于酒精易燃，所以应该尽可能保持香水处在低温环境下，B中瓶盖是一个凸透镜，对光线有会聚作用，能量集中，使温度升高，可能导致酒精燃烧。综上所述，本题正确答案为B。4.．许多家庭的门上都装有防盗门镜，从室内透过防盗门镜向外看，可以看到来客的正立、缩小的像，由此可以断定，此时防盗门镜的作用相当于一个A.凸透镜B.凹透镜C.三棱镜D.玻璃砖【答案】B【解析】门镜是由两块透镜组合而成．当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜．最后看到来客的正立、缩小的像．所以防盗门镜的作用相当于一个凹透镜．凹透镜对光线有发散作用．故选B．5.．下列光路图中错误的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】A.当光由空气斜射进入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，故A正确；B.当光由水中斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，故B正确；C.过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，故C正确；D.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，故D错。故选D.18．下面的光路图中正确的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】A.反射光线的方向画反了，故A错；B.折射光线与入射光现在发现的同侧，故B错；C.凹透镜对光线具有发散作用，而C中是折射光线会聚的，故C错；D.平行于主光轴的光线通过凹透镜后，折射光线的反向延长线过虚焦点，故D正确。拔高拔高1．如图所示，一束平行光经过中间为“空气凹透镜”的玻璃砖后将会A.还是平行光B.发散C.会聚D.以上都有可能【答案】C【解析】解答：玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间厚，边缘薄，都是凸透镜，对光线有会聚作用，因此平行光经过玻璃砖后，将会会聚．2．图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形。其中属于凸透镜的是（

）A.

B.

C.

D.【答案】C【解析】根据凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用可知A、B、D对光是发散的，故是凹透镜，C对光是会聚的，故C是凸透镜。故选C点睛：首先要仔细观察入射光线和折射光线的特点，然后再根据凸透镜和凹透镜的光学特点来作出选择。课堂小结课堂小结1.中间厚边缘薄的叫凸透镜。中间薄边缘厚的叫凹透镜。2.光心──透镜的中心叫光心。主光轴──通过透镜光心与透镜垂直的直线叫主光轴。焦点──平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚的点叫做焦点，对凹透镜是发散光线的反向延长线的交点叫虚焦点。焦点用字母F表示。焦距──焦点到透镜光心的距离叫焦距，焦距用字母f表示。3.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。4.凸透镜和凹透镜的三条特殊光路，如图①平行于主光轴的光线折射后通过焦点。对凹透镜来说，是折射光线的反向延长线经过虚焦点。②通过焦点的光线(对凹透镜而言，是指其延长线通过焦点的光线)折射后与主光轴平行。③通过光心的光线不改变传播方向。5..照相机的镜头相当于一个凸透镜，能成倒立、缩小的实像，物距大于像距。6.投影仪的镜头相当于一个凸透镜，能成倒立、放大的实像，物距小于像距。7.放大镜是凸透镜，能成正立、放大的虚像，物与像在凸透镜的同侧。课后作业课后作业基础基础1.如图为光线经过透镜光路图，其中错误的是（）（填序号）．A.B.C.D.【答案】B【解析】作凸透镜、凹透镜的光路图时，是根据特殊光线的作图的。A图中光线的延长线过另一侧焦点，所以光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，故A正确；B图中通过焦点的光线经凸透镜折射后应平行于主光轴，故B错误；C图中平行于主光轴的光线经凸透镜折射后应过焦点，故C正确；D图中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，故D正确，故符合题意的是B，故选B。2．光的世界是丰富多彩的，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛应用。你认为下面的介绍不符合实际的是（）A.凹透镜和凸镜对光线都具有发散作用B.照相对被照者应站在距镜头二倍焦距之外C.借助放大镜看世界地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距D.阳光通达凸透镜可以点燃纸屑，是利用凸透镜对光线的会聚作用【答案】C【解析】解答：A.凹透镜和凸镜对光线都具有发散作用，符合实际；B.当照相时，被照者须站在距镜头二倍焦距之外，故本选项符合实际；C.当用放大镜看世界地图时，地图需放在放大镜的一倍焦距之内才可，故本选项不符合实际；D.凸透镜对光线有会聚作用，可使平行光会聚在一点上，此点可使温度升高将将纸屑点燃。故本选项符合实际；故选C.3．第一位把望远镜用于科学研究的是意大利物理学家（）A.牛顿B.伽利略C.富兰克林D.开普勒【答案】B【解析】第一位把望远镜用于科学研究的是意大利物理学家伽利略。故选B。4.如图所示，某同学将凸透镜正对着太阳，将一张白纸在透镜的另一侧从透镜处逐渐远离透镜，看到的现象是()A.白纸上有缩小的光斑，且光斑的大小不变B.白纸上有光斑，且一直变大C.白纸上有光斑，且先变大再变小D.白纸上有光斑，且先变小再变大【答案】D【解析】射向地球的太阳光是平行光，将凸透镜正对着太阳，此时的太阳光平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚于主光轴上，将一张白纸在透镜的另一侧从透镜处逐渐远离透镜，在白纸上的光斑会逐渐会聚，所以光斑变小；当在凸透镜的焦点处时光斑最小；再逐渐远离透镜时会聚的光开始发散，光斑又变大。故D正确为答案。5．下列图中，光线射经透镜，正确的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】凸透镜对光线起会聚作用；凹透镜对光线具有发散作用。A图，平行光线经过凸透镜的折射，光线变得发散，故A错误；B图，从一点发出的光线经凹透镜的折射，光线平行射出，相比原来会聚了，故B错误；C图，原来即将相交于一点的光线，经凸透镜后平行射出，光线发散了，故C错误；D图，原来即将相交于一点的光线，经凹透镜后平行射出，光线发散了，符合凹透镜的特点，故D正确；故选D。巩固巩固1.．常言道，水火不相容，但用透明冰块磨制成一个光学器件，却可以取火。这块用冰磨制成的光学器件相当于下面的()A.平面镜B.凸透镜C.凹透镜D.近视眼眼睛片【答案】B【解析】根据题意，用透明冰块磨制成一个光学器件，却可以取火，说明对光线起到了会聚作用。A.平面镜能改变光的传播方向，但不具有会聚作用，故A错误；B.凸透镜对光线有会聚作用，当把太阳光会聚于一点时，可以取火，故B正确；C.凹透镜对光线有发散作用，故C错误；D.近视眼眼睛片由凹透镜制成，对光线有发散作用，故D错误；故选B。2．关于人眼或借助光学仪器对细小物体的分辨，说法错误的是（）A.人眼能直接看清大小为0.1mm的物体．如一根头发B.用显微镜能看清楚约1μm的物体．如细菌C.用放大镜能看清楚约1nm的物体，如原子D.电子显微镜比普通显微镜的分辨率要高1000倍【答案】C【解析】A.人眼能直接看清大小为0.1mm的物体，A正确，不符合题意；B.电子显微镜的放大倍数可达80万倍，分辨率最小极限达0.2纳米，所以B正确，不符合题意；C.放大镜的最大放大倍数为150倍，用放大镜不能看清楚1nm的物体，C错误，符合题意；D.电子显微镜比普通显微镜的分辨率高1000倍，D正确，不符合题意。故选C.3.凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜又叫作会聚透镜．下列各图是光通过透镜前后的光路图，据此判断图中的透镜属于凹透镜的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】凸透镜对光线具有会聚作用，ABD中光线经过透镜，折射光线相比原来光线更靠近主光轴，因此是凸透镜；凹透镜对光线具有发散作用，C中光线经过透镜，折射光线相比原来光线更远离主光轴，因此是凹透镜。故选C。4.小明和小红用焦距相等的相同照相机对小芳同学拍照，洗出的底片分别为如图中的甲和乙，则A.小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后再减小镜头到底片的距离B.小明和小红离小强的距离相同C.小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后再增大镜头到底片的距离D.小红离小强的距离近【答案】C【解析】由图知，b的像比a的像小，根据凸透镜成像的规律，成的像越小，此时的物距越大，像距越小。所以拍摄b时，相机与物体的距离较大。即小明离小强的距离近，所以小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再增大镜头到底片的距离即可，所以选项A.B.D错误。选项C正确。故选C.5.．下列光学元件