資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
專題5.1 透鏡【四大題型】
【人教版2024】
【題型1 透鏡的特點與分類】 2
【題型2 透鏡對光的作用】 3
【題型3 透鏡的焦點和焦距】 5
【題型4 透鏡作圖題】 8
知識點1 透鏡的特點與分類
1.透鏡：透明物質制成（一般是玻璃），至少有一個表面是球面的一部分，對光起折射作用的光學元件。
2.透鏡的類型：
（1）凸透鏡：邊緣薄，中央厚。（圖甲）
（2）凹透鏡：邊緣厚，中央薄。（圖乙）
3.主光軸和光心：
概念 定義 圖示
主光軸 通過透鏡的兩個球面球心的直線叫主光軸。
光心 主光軸上有個特殊的點，通過它的光傳播方向不變。（透鏡中心可認為是光心）
要點詮釋：
1.凡是透光性能優良的材料都能磨制成透鏡，如冰、水晶、金剛石、高分子透明樹脂、有機玻璃等。
2.透鏡是一種模型，常見的物體如近視鏡、遠視鏡、放大鏡，甚至一滴水都可以看做是一個透鏡。
【題型1 透鏡的特點與分類】
【例1】把放大鏡的鏡片拆出來,如圖甲所示,從側面看,這個透鏡是中間厚、邊緣薄,還是中間薄、邊緣厚 　　　　　　。觀察圖乙中的透鏡,其中與圖甲中的透鏡形狀類似的有　　　　,我們把這類透鏡叫凸透鏡。繼續觀察圖乙中的透鏡,形狀是中間薄、邊緣厚的有　　　　,我們把這類透鏡叫　　　　。
　
【答案】中間厚、邊緣薄　a、b　c、d、e　凹透鏡　
【解析】如圖甲所示,從側面看,這個透鏡是中間厚、邊緣薄,圖乙中的透鏡與圖甲中的透鏡形狀類似的有a、b,我們把這類透鏡叫凸透鏡;形狀是中間薄、邊緣厚的透鏡有c、d、e,我們把這類透鏡叫凹透鏡。
【變式1-1】（2023·濟寧）有些人的眼睛只能看清遠處的物體，而不能看清近處的物體，這樣的眼睛需佩戴______（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）矯正。這種透鏡對光有______作用。
【答案】①. 凸透鏡；②. 會聚。
【解析】[1][2]眼睛只能看清遠處的物體，而不能看清近處的物體，平行光線進入眼睛，經過晶狀體折射后在視網膜后面成像，當物距變大時像距減小就能看清楚，這是遠視眼，需要佩戴凸透鏡來矯正。因為凸透鏡對光有會聚的作用，可以使光線進入晶狀體后縮小折射范圍，使像可以剛好成在視網膜上。
【變式1-2】（2022·廣西桂林·中考真題）在如圖所示的光學元件中，屬于凸透鏡的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【詳解】AB．中間薄，邊緣厚的透鏡是凹透鏡，故AB不符合題意；
C．該透鏡中間厚，邊緣薄，屬于凸透鏡，故C符合題意；
D．該元件厚度相同，不是凹透鏡，也不是凸透鏡，故D不符合題意。
故選C。
【變式1-3】(2022廣西南丹期中)如圖所示,在注有清水的試管內留有一稍大的氣泡,使太陽光從試管的正上方向下照射,觀察試管下方的白紙,可以發現白紙上與氣泡對應位置是一個橢圓,其他部分是一條與試管平行的亮線,橢圓部位與周圍相比　　　　(選填“更亮”“一樣亮”或“更暗”),這是因為充滿水的地方相當于　　　　透鏡,而氣泡與其下方的水組成　　　　透鏡。
【答案】更暗　凸　凹
【詳解】試管充滿水的地方,中間比邊緣厚,相當于凸透鏡,凸透鏡對光有會聚作用,會聚成一條亮線。由于氣泡的存在,氣泡與其下方的水組成中間薄、邊緣厚的凹透鏡,因凹透鏡對光有發散作用,故橢圓位置與周圍相比更暗
知識點2 透鏡對光的作用
1.凸透鏡：對光有會聚作用。（如圖所示，凸透鏡相當于兩個三棱鏡組合，厚的一端相對）
2.凹透鏡：對光有發散作用。（如圖所示，凹透鏡相當于兩個三棱鏡組合，薄的一端相對）
　　　　　　　　　　　
要點詮釋：
1.凸透鏡對光線具有會聚作用，但并不是說通過凸透鏡后的光束一定會聚在一點，或一定是一束會聚光束，因為會聚是相對于不發生折射時的光線來說的。
2.凹透鏡對光線具有發散作用，但并不是說通過凹透鏡后的光束一定是發散的，或延長不相交，因為發散是相對于不發生折射時的光線來說的。
【題型2 透鏡對光的作用】
【例2】(2023湖北武漢東湖高新區期末)虛線框內各放置一個透鏡,光通過透鏡前后的方向如圖所示,則 (　　)
A.甲為凸透鏡,乙為凹透鏡
B.甲、乙都為凸透鏡
C.甲為凹透鏡、乙為凸透鏡
D.甲、乙都為凹透鏡
【答案】A
【詳解】　發光點S發出的光經甲透鏡折射后變得會聚了,故甲是凸透鏡;光經乙透鏡折射后變得發散了,故乙是凹透鏡。
【變式2-1】（2023·濟寧）有些人的眼睛只能看清遠處的物體，而不能看清近處的物體，這樣的眼睛需佩戴______（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）矯正。這種透鏡對光有______作用。
【答案】①. 凸透鏡；②. 會聚。
【解析】[1][2]眼睛只能看清遠處的物體，而不能看清近處的物體，平行光線進入眼睛，經過晶狀體折射后在視網膜后面成像，當物距變大時像距減小就能看清楚，這是遠視眼，需要佩戴凸透鏡來矯正。因為凸透鏡對光有會聚的作用，可以使光線進入晶狀體后縮小折射范圍，使像可以剛好成在視網膜上。
【變式2-2】（2022·湖南長沙·中考真題）我國出土的文物“水晶餅”為中部鼓起的透明圓餅，古籍記載“正午向日，以艾承之，即火燃”。關于“水晶餅”利用太陽光生火，下列說法正確的是（　　）
A．這是光的反射現象 B．這是光的色散現象
C．“水晶餅”對光有會聚作用 D．“水晶餅”對光有發散作用
【答案】C
【詳解】A．“水晶餅”相當于凸透鏡，發生的是光的折射現象，故A錯誤；
B．光的色散現象是指太陽光（白光）透過三棱鏡分解成各種色光的現象，故B錯誤；
CD．“水晶餅”相當于凸透鏡，凸透鏡對光有會聚作用，把一束太陽光的能量會聚到焦點上，從而點燃了焦點處的艾草，故C正確，D錯誤。
故選C。
【變式2-3】(2022黑龍江香坊期末)如圖取一個大燒杯,里面充以煙霧,倒扣在桌面上,在燒杯底上方放一個凸透鏡或凹透鏡,用手電筒射出一束平行光,垂直照射透鏡。此過程在探究透鏡　　　　　　　　　,燒杯中充以煙霧是為了　　　　。由實驗現象可得出的實驗結論是凸透鏡對光具有　　　　作用;凹透鏡對光具有　　　　作用。
　　
【答案】對光的作用　顯示光路　會聚　發散
【解析】在圖乙、丙中,光束經透鏡之后變窄或變寬,此過程在探究透鏡對光的作用;當光照到煙霧中時,可以看到光的路徑,煙霧是為了顯示光路;光束經凸透鏡之后先變窄后變寬,說明凸透鏡對光有會聚作用;光束經凹透鏡之后變寬,說明凹透鏡對光有發散作用。
知識點3 透鏡的焦點和焦距
1.焦點和焦距
(1)焦點：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這點叫透鏡的焦點，用“F”表示。
(2)虛焦點：跟主光軸平行的光線經凹透鏡后變得發散，發散光線的反向延長線相交在主光軸上一點，這一點不是實際光線的會聚點，所以叫虛焦點。
(3)焦距：焦點到光心的距離叫焦距，用“f”表示。　
要點詮釋：
1.凸透鏡有兩個焦點，并且關于光心對稱；凹透鏡有兩個虛焦點，關于光心對稱。
2.凸透鏡的焦距f的大小表示其會聚能力的強弱，f越小，對光的會聚能力越強；凹透鏡焦距f的大小表示其發散能力的強弱，f越小，對光的發散能力越強。
3.由于光路可逆，若把光源放在焦點上，光源射向透鏡的光，經凸透鏡折射后將變為平行光，因此利用凸透鏡可產生平行光。
4.凸透鏡、凹透鏡與凸面鏡凹面鏡的區別：
種類 符號 原理 對光線的作用
凸透鏡 光的折射，光穿過凸透鏡向較厚的一端偏折。 會聚
凸面鏡 光的反射，光不能穿過凸面鏡，通過凸面鏡可以觀察到更大的范圍。 發散
凹透鏡 光的折射，光穿過凹透鏡向較厚的一端偏折。 發散
凹面鏡 光的反射，光不能穿過凹面鏡，可以把平行光會聚到一點上。 會聚
【題型3 透鏡的焦點和焦距】
【例3】(2023山東沂水期中)關于凸透鏡的焦點和焦距,下列說法錯誤的是 (　　)
A.凸透鏡有兩個焦點
B.凸透鏡兩個焦點之間的距離叫焦距
C.平行于主光軸的光經過凸透鏡后會聚于焦點
D.過焦點的光通過凸透鏡后的折射光線一定平行于主光軸
【答案】B　
【詳解】凸透鏡左右兩側各有一個焦點,焦點到凸透鏡光心的距離稱為焦距。平行于主光軸的光經凸透鏡折射后將會聚于焦點處,根據光路是可逆的,過焦點的光通過凸透鏡后的折射光線一定平行于主光軸。
【變式3-1】(2023河北磁縣期末,9,★☆☆)一束跟主光軸平行的光通過凸透鏡的光路如圖所示。下列說法中正確的是 (　　)
A.O點為該凸透鏡的焦點
B.任意一束平行光經過凸透鏡后都可以會聚于F點
C.OF越短,說明透鏡的折光能力越強
D.若把圖中凸透鏡的上半部分用手遮住,該凸透鏡對光不具有會聚作用
【答案】C　
【詳解】O點是凸透鏡的光心,不是焦點,故A錯誤;只有與凸透鏡主光軸平行的光經凸透鏡折射后才會聚于焦點,故B錯誤;凸透鏡的折光能力越強,焦點到光心的距離(焦距OF)越短,故C正確;把圖中凸透鏡的上半部分用手遮住,并沒有改變凸透鏡的形狀,不影響凸透鏡會聚光的性質,只是通過凸透鏡的光變少,故D錯誤。
【變式3-2】(2023河南西華三模,6,★★☆)如圖所示,平行光通過虛線框中一透鏡后(透鏡未畫出),在右側光屏上形成一個圓形光斑,該光斑的直徑比透鏡大。為判斷虛線框中是否為凸透鏡,接下來的操作是將光屏　　 ,判斷方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(不添加其他器材)
【詳解】由于凸透鏡對光具有會聚作用,凹透鏡對光有發散作用,故可將光屏向左移動,減小光屏到凸透鏡的距離;若能在光屏上觀察到比透鏡直徑小的光斑,說明該透鏡對光具有會聚作用,為凸透鏡,若不能在光屏上觀察到比透鏡直徑小的光斑,說明該透鏡對光具有發散作用,為凹透鏡。
【變式3-3】如圖甲所示，將凸透鏡正對著太陽光，前后移動紙片得到最小、最亮的光點，測得光點到凸透鏡中心的距離是5cm。該光點是凸透鏡對光的 作用形成的，凸透鏡的焦距是 cm。如圖乙所示，一束光線經過一個透鏡后相交于主光軸上的A 點，取走透鏡后光線相交于B點，則該透鏡是 透鏡。
【答案】會聚 5 凹
【解析】 太陽光近似于平行光，將凸透鏡正對著太陽光，即光線平行于凸透鏡的主光軸，折射光線會聚于一點，這一點就是焦點，該凸透鏡的焦距f=5cm。放上透鏡的會聚點A 比不放透鏡的會聚點 B遠離透鏡，由此可知，該透鏡對光線有發散作用，所以該透鏡是凹透鏡。
知識點4 三條特殊光線
1.三條特殊光線
凸透鏡 通過光心的光線經凸透鏡后傳播方向不變 通過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸 跟主光軸平行的光線經凸透鏡折射后過焦點
凹透鏡 通過光心的光線經凹透鏡后傳播方向不變 射向凹透鏡的光線如果其延長線通過虛焦點，則經凹透鏡折射后平行于主光軸 跟主光軸平行的光線經凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點
【題型4 透鏡作圖題】
【例4】(2022貴州黔東南中考)如圖所示,請分別畫出AB的入射光線和CO的折射光線。
【答案】如圖所示
【詳解】　過光心的光經凹透鏡折射后傳播方向不改變;延長線過另一側焦點的光經凹透鏡折射后將平行于主光軸。
【變式4-1】（2022廣東廣州中考）如圖,凸透鏡的焦點為F,光心為O。
①在圖中畫出S點發出的光線a經過透鏡光心后的光線。
②S點發出的一條光線經過透鏡后與主光軸平行,在圖中畫出上述光路。
【答案】如圖所示
【解析】　　S點發出的光線a經過透鏡光心后其傳播方向不改變;S點發出的一條光線經過透鏡后與主光軸平行,這說明該入射光線的反向延長線過焦點。
【變式4-2】（2023·深圳）畫出兩條光線經透鏡折射后的光路。
【解析】由于凸透鏡能將平行光會聚到焦點上，所以平行于主光軸的光，經過凸透鏡折射，經過焦點；經過光心的光，不發生折射，沿原來的傳播方向傳播，如下圖所示：
【變式4-3】（2022·湖南常德·中考真題）圖中的光線經過平面鏡反射后水平射向豎直放置的凸透鏡，請畫出平面鏡的入射光線和凸透鏡的折射光線。
【答案】
【詳解】過反射點做平面鏡的垂線，根據反射角等于入射角，畫出入射光線，延長反射光線，直至與凸透鏡相交，反射光線平行主光軸射入凸透鏡，會發生偏折，折射光線必然過焦點，故連接折射點和右側焦點，并且帶上向下的箭頭，即為折射光線，故如圖所示：
21世紀教育網(www.21cnjy.com)中小學教育資源及組卷應用平臺
專題5.1 透鏡【四大題型】
【人教版2024】
【題型1 透鏡的特點與分類】 2
【題型2 透鏡對光的作用】 3
【題型3 透鏡的焦點和焦距】 5
【題型4 透鏡作圖題】 8
知識點1 透鏡的特點與分類
1.透鏡：透明物質制成（一般是玻璃），至少有一個表面是球面的一部分，對光起折射作用的光學元件。
2.透鏡的類型：
（1）凸透鏡：邊緣薄，中央厚。（圖甲）
（2）凹透鏡：邊緣厚，中央薄。（圖乙）
3.主光軸和光心：
概念 定義 圖示
主光軸 通過透鏡的兩個球面球心的直線叫主光軸。
光心 主光軸上有個特殊的點，通過它的光傳播方向不變。（透鏡中心可認為是光心）
要點詮釋：
1.凡是透光性能優良的材料都能磨制成透鏡，如冰、水晶、金剛石、高分子透明樹脂、有機玻璃等。
2.透鏡是一種模型，常見的物體如近視鏡、遠視鏡、放大鏡，甚至一滴水都可以看做是一個透鏡。
【題型1 透鏡的特點與分類】
【例1】把放大鏡的鏡片拆出來,如圖甲所示,從側面看,這個透鏡是中間厚、邊緣薄,還是中間薄、邊緣厚 　　　　　　。觀察圖乙中的透鏡,其中與圖甲中的透鏡形狀類似的有　　　　,我們把這類透鏡叫凸透鏡。繼續觀察圖乙中的透鏡,形狀是中間薄、邊緣厚的有　　　　,我們把這類透鏡叫　　　　。
　
【變式1-1】（2023·濟寧）有些人的眼睛只能看清遠處的物體，而不能看清近處的物體，這樣的眼睛需佩戴______（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）矯正。這種透鏡對光有______作用。
【變式1-2】（2022·廣西桂林·中考真題）在如圖所示的光學元件中，屬于凸透鏡的是（　　）
A． B． C． D．
【變式1-3】(2022廣西南丹期中)如圖所示,在注有清水的試管內留有一稍大的氣泡,使太陽光從試管的正上方向下照射,觀察試管下方的白紙,可以發現白紙上與氣泡對應位置是一個橢圓,其他部分是一條與試管平行的亮線,橢圓部位與周圍相比　　　　(選填“更亮”“一樣亮”或“更暗”),這是因為充滿水的地方相當于　　　　透鏡,而氣泡與其下方的水組成　　　　透鏡。
知識點2 透鏡對光的作用
1.凸透鏡：對光有會聚作用。（如圖所示，凸透鏡相當于兩個三棱鏡組合，厚的一端相對）
2.凹透鏡：對光有發散作用。（如圖所示，凹透鏡相當于兩個三棱鏡組合，薄的一端相對）
　　　　　　　　　　　
要點詮釋：
1.凸透鏡對光線具有會聚作用，但并不是說通過凸透鏡后的光束一定會聚在一點，或一定是一束會聚光束，因為會聚是相對于不發生折射時的光線來說的。
2.凹透鏡對光線具有發散作用，但并不是說通過凹透鏡后的光束一定是發散的，或延長不相交，因為發散是相對于不發生折射時的光線來說的。
【題型2 透鏡對光的作用】
【例2】(2023湖北武漢東湖高新區期末)虛線框內各放置一個透鏡,光通過透鏡前后的方向如圖所示,則 (　　)
A.甲為凸透鏡,乙為凹透鏡
B.甲、乙都為凸透鏡
C.甲為凹透鏡、乙為凸透鏡
D.甲、乙都為凹透鏡
【變式2-1】（2023·濟寧）有些人的眼睛只能看清遠處的物體，而不能看清近處的物體，這樣的眼睛需佩戴______（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）矯正。這種透鏡對光有______作用。
【變式2-2】（2022·湖南長沙·中考真題）我國出土的文物“水晶餅”為中部鼓起的透明圓餅，古籍記載“正午向日，以艾承之，即火燃”。關于“水晶餅”利用太陽光生火，下列說法正確的是（　　）
A．這是光的反射現象 B．這是光的色散現象
C．“水晶餅”對光有會聚作用 D．“水晶餅”對光有發散作用
【變式2-3】(2022黑龍江香坊期末)如圖取一個大燒杯,里面充以煙霧,倒扣在桌面上,在燒杯底上方放一個凸透鏡或凹透鏡,用手電筒射出一束平行光,垂直照射透鏡。此過程在探究透鏡　　　　　　　　　,燒杯中充以煙霧是為了　　　　。由實驗現象可得出的實驗結論是凸透鏡對光具有　　　　作用;凹透鏡對光具有　　　　作用。
　　
知識點3 透鏡的焦點和焦距
1.焦點和焦距
(1)焦點：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這點叫透鏡的焦點，用“F”表示。
(2)虛焦點：跟主光軸平行的光線經凹透鏡后變得發散，發散光線的反向延長線相交在主光軸上一點，這一點不是實際光線的會聚點，所以叫虛焦點。
(3)焦距：焦點到光心的距離叫焦距，用“f”表示。　
要點詮釋：
1.凸透鏡有兩個焦點，并且關于光心對稱；凹透鏡有兩個虛焦點，關于光心對稱。
2.凸透鏡的焦距f的大小表示其會聚能力的強弱，f越小，對光的會聚能力越強；凹透鏡焦距f的大小表示其發散能力的強弱，f越小，對光的發散能力越強。
3.由于光路可逆，若把光源放在焦點上，光源射向透鏡的光，經凸透鏡折射后將變為平行光，因此利用凸透鏡可產生平行光。
4.凸透鏡、凹透鏡與凸面鏡凹面鏡的區別：
種類 符號 原理 對光線的作用
凸透鏡 光的折射，光穿過凸透鏡向較厚的一端偏折。 會聚
凸面鏡 光的反射，光不能穿過凸面鏡，通過凸面鏡可以觀察到更大的范圍。 發散
凹透鏡 光的折射，光穿過凹透鏡向較厚的一端偏折。 發散
凹面鏡 光的反射，光不能穿過凹面鏡，可以把平行光會聚到一點上。 會聚
【題型3 透鏡的焦點和焦距】
【例3】(2023山東沂水期中)關于凸透鏡的焦點和焦距,下列說法錯誤的是 (　　)
A.凸透鏡有兩個焦點
B.凸透鏡兩個焦點之間的距離叫焦距
C.平行于主光軸的光經過凸透鏡后會聚于焦點
D.過焦點的光通過凸透鏡后的折射光線一定平行于主光軸
【變式3-1】(2023河北磁縣期末,9,★☆☆)一束跟主光軸平行的光通過凸透鏡的光路如圖所示。下列說法中正確的是 (　　)
A.O點為該凸透鏡的焦點
B.任意一束平行光經過凸透鏡后都可以會聚于F點
C.OF越短,說明透鏡的折光能力越強
D.若把圖中凸透鏡的上半部分用手遮住,該凸透鏡對光不具有會聚作用
【變式3-2】(2023河南西華三模,6,★★☆)如圖所示,平行光通過虛線框中一透鏡后(透鏡未畫出),在右側光屏上形成一個圓形光斑,該光斑的直徑比透鏡大。為判斷虛線框中是否為凸透鏡,接下來的操作是將光屏　　 ,判斷方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(不添加其他器材)
【變式3-3】如圖甲所示，將凸透鏡正對著太陽光，前后移動紙片得到最小、最亮的光點，測得光點到凸透鏡中心的距離是5cm。該光點是凸透鏡對光的 作用形成的，凸透鏡的焦距是 cm。如圖乙所示，一束光線經過一個透鏡后相交于主光軸上的A 點，取走透鏡后光線相交于B點，則該透鏡是 透鏡。
知識點4 三條特殊光線
1.三條特殊光線
凸透鏡 通過光心的光線經凸透鏡后傳播方向不變 通過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸 跟主光軸平行的光線經凸透鏡折射后過焦點
凹透鏡 通過光心的光線經凹透鏡后傳播方向不變 射向凹透鏡的光線如果其延長線通過虛焦點，則經凹透鏡折射后平行于主光軸 跟主光軸平行的光線經凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點
【題型4 透鏡作圖題】
【例4】(2022貴州黔東南中考)如圖所示,請分別畫出AB的入射光線和CO的折射光線。
【變式4-1】（2022廣東廣州中考）如圖,凸透鏡的焦點為F,光心為O。
①在圖中畫出S點發出的光線a經過透鏡光心后的光線。
②S點發出的一條光線經過透鏡后與主光軸平行,在圖中畫出上述光路。
【變式4-2】（2023·深圳）畫出兩條光線經透鏡折射后的光路。
【變式4-3】（2022·湖南常德·中考真題）圖中的光線經過平面鏡反射后水平射向豎直放置的凸透鏡，請畫出平面鏡的入射光線和凸透鏡的折射光線。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑