专题5.1 透镜
课前预习
1.中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，如：远视镜片、放大镜；中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
2.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 3.过透镜两个球面球心的直线叫透镜的主光轴；
4.主光轴上有一个特殊的点，通过这个点光的传播方向不变，这个点叫透镜的光心，通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。
5.平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；
6.焦点到透镜中心的距离叫焦距。焦距用“f”表示。注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。
知识点解读与例题突破
知识点一：凸透镜和凹透镜：
（1）中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，如：远视镜片、放大镜； （2）中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
【例题1】（2019武汉模拟题）下图中A、B、C、D四种光学器件中，属于凸透镜的是（ ）
【答案】B
【解析】中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，如：远视镜片、放大镜。 知识点二：透镜对光的作用
凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
【例题2】（2019湖北宜昌）据央视新闻报道，我国台湾省台中市一辆小客车，因车主将矿泉水随手放在仪表盘上的防滑垫上，导致防滑垫起火（如图所示）。这瓶矿泉水所起的作用相当于（ ）
A．平面镜 【答案】C
【解析】装有饮料的饮料瓶相当于一个凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，容易引发火灾。
装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，中间厚边缘薄，由于凸透镜对光线的会聚作用，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上，时间一长正好使放置于此处的物品起火。 知识点三：焦点和焦距
（1）主光轴：过透镜两个球面球心的直线；
（2）光心：主光轴上特殊的点，通过这个点光的传播方向不变，通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。 （3）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；
（4）焦距：焦点到透镜中心的距离。焦距用“f”表示。注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。
【例题3】（2019四川自贡）有一点光源S，它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合，S发出的一条光线经平面镜反射后，反射光线为a，如图所示。请在图中画出：
（1）凸透镜的焦点F；（2）点光源S的位置；（3）光线a经过凸透镜后的折射光线。
B．三棱镜
C．凸透镜
D．凹透镜
【答案】如图所示：
【解析】（1）因为反射光线好像是从虚像上发出的，已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合，所以反向延长光线a，与主光轴的交点为凸透镜的焦点F； （2）画出像S′（F）的对称点，可得点光源的位置S；
（3）光线a过凸透镜的焦点，经凸透镜后折射光线平行于主光轴。 知识点四：三条特殊光线 1.凸透镜(如图)：
(1)过光心的光线传播方向不变。 (2)平行于主光轴的光线折射光线过焦点。 (3)过焦点的光线折射光线平行于主光轴。
此外，过两倍焦距处的光线折射光线过两倍焦距处。 2.凹透镜(如图)：
(1)过光心的光线传播方向不变。
(2)平行于主光轴的光线折射光线的反向延长线过焦点。 (3)入射光线的延长线过焦点,折射光线平行于主光轴。 【例题4】（2019四川巴中）请将光路图补充完整。
【答案】如图所示：
【解析】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；过光心的光线其传播方向不变，如图所示：
习题精练
一、选择题
1.（2019云南模拟题）如图是四个透镜实物图，属于凹透镜的是（ ）
A B C D 【答案】C
【解析】中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。 二、填空题
2.（2019山东威海）黑洞是宇宙中质量很大的天体。如图，两恒星1、2发出的光在经过某黑洞附近时发生了弯曲之后射向地球，地球上的人类观测到恒星1的位置比原位置 （选填“偏高”、“偏低”或“不变”）；若在黑洞的位置用一个光学元件代替它对光的作用（光学元件的尺寸可大于黑洞），该光学元件为 。
【答案】偏高；凸透镜。
【解析】（1）人眼看到物体是因为物体发出、反射（或折射）的光进入人眼，当光线经过偏转进入人眼时，人大脑直觉认为光是沿直线传播过来，所以看到的是物体的虚像。
如图可知，看到的像在恒星1的上方，比原位置偏高；
（2）由题目中的图可知，恒星1、恒星2发出的光经过黑洞附近时，会在万有引力作用下弯曲，光束变得集中，类似于凸透镜对光线的会聚作用，所以，在黑洞的位置可以用凸透镜代替它对光的作用。
3.（2019吉林模拟题）在森林中旅游时，导游会提醒你，不要随意丢弃饮料瓶。这是由于下雨时瓶内灌了雨水后，相当于一个 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），太阳出来后，它对光线有 作用，可能会引起森林火灾。
答案：凸透镜；会聚。
解析：因为瓶内灌了雨水后，瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，如果热量集中，会造成树叶燃烧，造成火灾。 三、作图题
4.（2019内蒙古通辽）如图，一束光线经凹透镜折射后，射向与凹透镜主光轴平行的平面镜上，请画 出：
（1）射向凹透镜的入射光线； （2）经平面镜的反射光线。
【答案】如图所示：
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