人教版八年级物理上册通关讲义第1节透镜(双基过关+考点突破)(原卷版+解析)

第1节透镜双基过关知识点一、凸透镜和凹透镜：1.透镜：至少有一个外表面是球面的一部分，用透明材料制成的镜片。2.透镜的种类：（1）凸透镜：①概念：中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜；②图示：③应用实例：放大镜、老花镜。（2）凹透镜：①概念：中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜；②图示：③应用实例：近视眼镜。（3）辨析凸透镜或凹透镜的方法：①观察或隔着镜布去摸镜片，感觉透镜中间和边缘的厚薄，从而分辨凸透镜和凹透镜；②可以迎着光线去透射，对光线有会聚作用的是凸透镜，对光线有发散作用的是凹透镜。3.主光轴和光心：（1）主光轴：①概念：通过透镜两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴。②图示：如图点划线C1C2。（2）光心：①概念：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光线传播方向不变，这个点叫做透镜的光心，用字母“O”表示。②图示：如图上图中的点O。基础自测：1．透镜分类：透镜分为___和____。（1）凸透镜：中间_____、边缘____的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）；（2）凹透镜：中间____、边缘_____的透镜（近视镜等）。2．如图所示，属于凹透镜的是（）A．①③⑤ B．①②③ C．②④⑥ D．②④⑤⑥3．关于透镜的主光轴和光心，下列说法中正确的是（）A．主光轴就是通过透镜中心的直线B．光心就是透镜的几何中心，它位于主光轴上C．凸透镜有主光轴，凹透镜没有主光轴D．凸透镜有光心，凹透镜没有光心4．疫情期间，我们同学都经历了线上居家学习。在使用电子产品的过程中，如果不注意时间的合理安排，眼睛会出现不舒服的现象。长久下去，会加重近视眼的症状，我们用凹透镜矫正近视眼。如图所示透镜中，属于凹透镜的是（）A． B． C． D．知识点二、透镜对光的作用1.凸透镜对光有会聚作用，凸透镜又叫会聚透镜。2.理解：凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图。3.凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫发散透镜。4.理解：凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图。基础自测5．透镜的作用：凸透镜有___光线作用，所以凸透镜也叫___；凹透镜有_____光线作用，所以凹透镜也叫_____。6．在森林里决不允许随地丢弃透明饮料瓶。这是由于雨水进入饮料瓶后相当于一个___________，对太阳光有___________作用，可能会导致森林火灾。7．把一个透明且均匀的玻璃球切成如图所示的五块，其中能够使平行光发散的有（）A．只有bB．a、c、d、eC．a、b、cD．a、b、c、d、e均可8．让甲、乙两个透镜正对平行光，观察到的现象如图所示，下列说法正确的是（）A．甲、乙两个透镜对光线都是会聚的B．甲透镜对光线是会聚的，乙透镜对光线发散C．甲是凹透镜，乙是凸透镜D．甲是凸透镜，乙是凹透镜知识点三、焦点、焦距及三条特殊光线1.焦点：（1）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚于主轴上一点，这一点叫凸透镜的焦点（F）。凸透镜的焦点有两个，分别位于凸透镜的两侧，是实际光线会聚而成的，叫实焦点。如下图甲。甲乙（2）平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线会交于主光轴上一点，这一点叫凹透镜的焦点（F）。凹透镜也具有两个焦点，分别位于凹透镜两侧。由于凹透镜的焦点是由折射折射光线的反向延长线相交而成，叫虚焦点。如上图乙。2.焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用f表示。上两图中已标出焦距。3.粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法如图所示，将凸透镜正对着太阳光(可看成是平行光)，再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。4.凸透镜的焦距长短反映了凸透镜对光线会聚能力的强弱，焦距越短，会聚能力越强；凹透镜的焦距长短反映了凹透镜对光线发散能力的强弱，焦距越短，发散能力越强。5.相同口径的凸透镜，表面越凸，焦距越短，会聚作用就越强，光线通过透镜后偏折得越厉害。6.透镜的三条特殊光线：（1）凸透镜的三条特殊光线：①通过凸透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲；②过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴，如图乙；③平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线过焦点，如图丙。甲乙丙（2）凹透镜的三条特殊光线：①通过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲；②射向凹透镜的光线，如果其延长线通过焦点，则该光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴，如图乙；③平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜的焦点，如图丙。甲乙丙基础自测10．一束光通过透镜的光路如图所示，其中正确的是（）A． B． C． D．11．小明为辨别直径相同的两个透镜的类型，分别将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方，在纸上得到相应的光斑，其操作正确的是______（选择“A”或“B”）。透镜与光斑的大小如图2所示，d1<d，形成甲光斑的是______（选填“凸”或“凹”）透镜；小夏利用光具座测透镜甲的焦距，则该透镜的焦距为______cm。12．透镜的三条特殊（主要）光线（1）过光心的光线：经透镜折射后传播方向_____，如图所示；（2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后经过另一侧_____；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过______，如图所示；（3）经过或射向焦点的光线：经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于____；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于____，如图所示。考点突破考点1透镜的辨析方法：三种方法准确区别透镜：一“摸”：通过触摸透镜中间和边缘的薄厚加以辨别。二“看”：通过透镜去观察近处的物体，看物体是被“放大”还是被“缩小”加以辨别。三“照”：通过观察透镜对平行光的作用是会聚还是发散加以辨别。例1.（2022·广西桂林·中考真题）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（）A． B． C． D．考点2.利用透镜对光的作用作图方法：1.实际生活中有些光学元件既用到了面镜，又用到了透镜，解决这类问题，可用综合分析法，即综合各种元件对光的作用完成光路，或填充相应的光学元件。2.判断透镜类型的技巧：用虚线延长入射光线与折射光线做比较（1）延长线在折射光线外侧→凸透镜；（2）延长线在折射光线内侧→凹透镜。3.透镜光路作图方法：判断透镜类型→判断所给光线的特点→根据三条特殊入射光线的折射特点作图。例2.（2022·广西河池·中考真题）如图所示，请完成光线通过透镜后的光路。例3.（2022·湖北恩施·中考真题）请在图中完成光路图。例4.（2022·广西·中考真题）根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。考点3.光学综合作图方法：光学综合作图要熟记光的反射定律和光的折射规律。要根据以下内容完成光路图：(1)平面镜与凸透镜的联系：平面镜的反射光线也是过凸透镜焦点的入射光线；(2)对于凸透镜：过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出；(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。例5.（2022·辽宁锦州·中考真题）如图所示，S′是光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。请你画出：（1）光源S的位置；（2）经过凸透镜的折射光线。例6.（2022·辽宁鞍山·中考真题）如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出：（1）经过凸透镜的折射光线；（2）进入水中的折射光线；（3）经平面镜后的反射光线。例7.（2022·贵州毕节·中考真题）如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出相应的出射光线。第1节透镜双基过关知识点一、凸透镜和凹透镜：1.透镜：至少有一个外表面是球面的一部分，用透明材料制成的镜片。2.透镜的种类：（1）凸透镜：①概念：中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜；②图示：③应用实例：放大镜、老花镜。（2）凹透镜：①概念：中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜；②图示：③应用实例：近视眼镜。（3）辨析凸透镜或凹透镜的方法：①观察或隔着镜布去摸镜片，感觉透镜中间和边缘的厚薄，从而分辨凸透镜和凹透镜；②可以迎着光线去透射，对光线有会聚作用的是凸透镜，对光线有发散作用的是凹透镜。3.主光轴和光心：（1）主光轴：①概念：通过透镜两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴。②图示：如图点划线C1C2。（2）光心：①概念：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光线传播方向不变，这个点叫做透镜的光心，用字母“O”表示。②图示：如图上图中的点O。基础自测：1．透镜分类：透镜分为___和____。（1）凸透镜：中间_____、边缘____的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）；（2）凹透镜：中间____、边缘_____的透镜（近视镜等）。【答案】

凸透镜

凹透镜

厚

薄

薄

厚【解析】[1][2]透镜分为凸透镜与凹透镜（1）[3][4]根据凸透镜的定义可知，凸透镜对光线有会聚作用，其特点是中间厚，边缘薄的透镜。（2）[5][6]根据凹透镜的定义可知，凹透镜对光线有发散作用，其特点是中间薄，边缘厚的透镜。2．如图所示，属于凹透镜的是（）A．①③⑤ B．①②③ C．②④⑥ D．②④⑤⑥【答案】C【解析】图中的②④⑥，都是中间薄边缘厚，都属于凹透镜；而①③⑤都是中间厚边缘薄，都属于凸透镜，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。3．关于透镜的主光轴和光心，下列说法中正确的是（）A．主光轴就是通过透镜中心的直线B．光心就是透镜的几何中心，它位于主光轴上C．凸透镜有主光轴，凹透镜没有主光轴D．凸透镜有光心，凹透镜没有光心【答案】B【解析】A．主光轴是垂直通过透镜中心的直线，故A错误；B．光心在主光轴上，通过该点的光传播方向不变，透镜的光心就是透镜的中心，故B正确；C．凸透镜、凹透镜都有主光轴，故C错误；D．凸透镜、凹透镜都有光心，故D错误。故选B。4．疫情期间，我们同学都经历了线上居家学习。在使用电子产品的过程中，如果不注意时间的合理安排，眼睛会出现不舒服的现象。长久下去，会加重近视眼的症状，我们用凹透镜矫正近视眼。如图所示透镜中，属于凹透镜的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根据凸透镜和凹透镜定义进行判断：中间比边缘厚的透镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，A、B、D中间厚边缘薄的叫凸透镜；中间比边缘薄的透镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用C中间薄边缘厚的叫凹透镜，故C符合题意，ABD不合题意。故选C。知识点二、透镜对光的作用1.凸透镜对光有会聚作用，凸透镜又叫会聚透镜。2.理解：凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图。3.凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫发散透镜。4.理解：凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图。基础自测5．透镜的作用：凸透镜有___光线作用，所以凸透镜也叫___；凹透镜有_____光线作用，所以凹透镜也叫_____。【答案】

会聚

会聚透镜

发散

发散透镜【解析】[1][2]中间厚、边缘薄的镜片叫做凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，因此凸透镜又叫做会聚透镜。[3][4]中间薄、边缘厚的镜片叫做凹透镜，凹透镜对光有发散作用，因此凹透镜又叫做发散透镜。6．在森林里决不允许随地丢弃透明饮料瓶。这是由于雨水进入饮料瓶后相当于一个___________，对太阳光有___________作用，可能会导致森林火灾。【答案】

凸透镜

会聚【解析】[1][2]雨水进入饮料瓶之后，瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，它能使太阳光会聚于焦点，处于焦点的枯草、枯枝和树叶等易燃物容易被点燃，引起火灾。7．把一个透明且均匀的玻璃球切成如图所示的五块，其中能够使平行光发散的有（）A．只有bB．a、c、d、eC．a、b、cD．a、b、c、d、e均可【答案】A【解析】由图可知，玻璃a、c、d、e都是中间厚，边缘薄，是凸透镜，对光线有会聚作用；玻璃b中间薄，边缘厚，是凹透镜，对光线有发散作用。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。8．让甲、乙两个透镜正对平行光，观察到的现象如图所示，下列说法正确的是（）A．甲、乙两个透镜对光线都是会聚的B．甲透镜对光线是会聚的，乙透镜对光线发散C．甲是凹透镜，乙是凸透镜D．甲是凸透镜，乙是凹透镜【答案】C【解析】凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用。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，故ABD错误，C正确。故选C。知识点三、焦点、焦距及三条特殊光线1.焦点：（1）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚于主轴上一点，这一点叫凸透镜的焦点（F）。凸透镜的焦点有两个，分别位于凸透镜的两侧，是实际光线会聚而成的，叫实焦点。如下图甲。甲乙（2）平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线会交于主光轴上一点，这一点叫凹透镜的焦点（F）。凹透镜也具有两个焦点，分别位于凹透镜两侧。由于凹透镜的焦点是由折射折射光线的反向延长线相交而成，叫虚焦点。如上图乙。2.焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用f表示。上两图中已标出焦距。3.粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法如图所示，将凸透镜正对着太阳光(可看成是平行光)，再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。4.凸透镜的焦距长短反映了凸透镜对光线会聚能力的强弱，焦距越短，会聚能力越强；凹透镜的焦距长短反映了凹透镜对光线发散能力的强弱，焦距越短，发散能力越强。5.相同口径的凸透镜，表面越凸，焦距越短，会聚作用就越强，光线通过透镜后偏折得越厉害。6.透镜的三条特殊光线：（1）凸透镜的三条特殊光线：①通过凸透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲；②过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴，如图乙；③平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线过焦点，如图丙。甲乙丙（2）凹透镜的三条特殊光线：①通过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲；②射向凹透镜的光线，如果其延长线通过焦点，则该光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴，如图乙；③平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜的焦点，如图丙。甲乙丙基础自测10．一束光通过透镜的光路如图所示，其中正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，可以把两条入射光线延长，然后与实际折射后的光线进行比较，如图所示：A．图A通过凸透镜的折射光线发散，故A错误；B．图B通过凸透镜的折射光线会聚，故B正确；C．图C通过凹透镜的折射光线会聚，故C错误；D．图D通过凹透镜的折射光线会聚，故D错误。故选B。11．小明为辨别直径相同的两个透镜的类型，分别将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方，在纸上得到相应的光斑，其操作正确的是______（选择“A”或“B”）。透镜与光斑的大小如图2所示，d1<d，形成甲光斑的是______（选填“凸”或“凹”）透镜；小夏利用光具座测透镜甲的焦距，则该透镜的焦距为______cm。【答案】

B

凸

10.0【解析】[1]要辨别两个透镜的类型，应分别将它们正对太阳，即让凸透镜与太阳光垂直，由图可知，操作正确的是B。[2]因为凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，所以根据图示可知，甲一定是对光线起了会聚作用，因此形成甲光斑的一定是凸透镜。[3]由图知，该凸透镜的焦距f=60.0cm−50.0cm=10.0cm12．透镜的三条特殊（主要）光线（1）过光心的光线：经透镜折射后传播方向_____，如图所示；（2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后经过另一侧_____；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过______，如图所示；（3）经过或射向焦点的光线：经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于____；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于____，如图所示。【答案】

不变

焦点

同侧焦点

主光轴

主光轴【解析】透镜对的三条特殊光线有：过光心的、平行主光轴的、过焦点的光线。（1）[1]由图知道，两条过光心的光线经过凸透镜后方向都没有发生改变，说明通过光心的光线传播方向不变。（2）[2]由左图知道，平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后通过焦点，说明平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点。[3]由右图知道，平行于主光轴的入射光线，经凹透镜折射后，反向延长光线通过同侧焦点。（3）[4]由左图知道，通过焦点的入射光线，经凸透镜折射后折射光线都与主光轴平行，说明从凸透镜焦点发出的光线，经折射后平行于主光轴射出。[5]由右图知道，射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。考点突破考点1透镜的辨析方法：三种方法准确区别透镜：一“摸”：通过触摸透镜中间和边缘的薄厚加以辨别。二“看”：通过透镜去观察近处的物体，看物体是被“放大”还是被“缩小”加以辨别。三“照”：通过观察透镜对平行光的作用是会聚还是发散加以辨别。例1.（2022·广西桂林·中考真题）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】AB．中间薄，边缘厚的透镜是凹透镜，故AB不符合题意；C．该透镜中间厚，边缘薄，属于凸透镜，故C符合题意；D．该元件厚度相同，不是凹透镜，也不是凸透镜，故D不符合题意。故选C。考点2.利用透镜对光的作用作图方法：1.实际生活中有些光学元件既用到了面镜，又用到了透镜，解决这类问题，可用综合分析法，即综合各种元件对光的作用完成光路，或填充相应的光学元件。2.判断透镜类型的技巧：用虚线延长入射光线与折射光线做比较（1）延长线在折射光线外侧→凸透镜；（2）延长线在折射光线内侧→凹透镜。3.透镜光路作图方法：判断透镜类型→判断所给光线的特点→根据三条特殊入射光线的折射特点作图。例2.（2022·广西河池·中考真题）如图所示，请完成光线通过透镜后的光路。【答案】【解析】过凹透镜光心的光线传播方向不改变，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，如图所示：例3.（2022·湖北恩施·中考真题）请在图中完成光路图。【答案】【解析】要求完成凸透镜的特殊光线；第一条光线特点：过光心的光线经过凸透镜后的折射光线方向保持不变，第二条光线的特点：平行于主光轴的光线，经过凸透镜后的折射光线过焦点；作图时，经过光心的光线要保持在同一条直线上，折射光线过焦点的那条入射光线要保持与主光轴平行，并且要注意光的传播方向，如图