凸透镜的光路图中有三条特殊光线

凸透镜的三条特殊光线
凸透镜的三条特殊光线是什么？
答：凸透镜的三条特殊光线是：
1、通过凸透镜光心的光线；
2、平行于凸透镜主光轴的光线；
3、经过凸透镜焦点的光线。

这三条光线通过凸透镜折射后其传播方向具有固定的规律。

一、三条特殊光线的光路图
第一条：通过光心的光线传播方向不发生改变。

第二条：平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后，过凸透镜另一侧焦点。

第三条：过凸透镜焦点的光线，经透镜折射后平行于主光轴。

二、利用三条特殊光线画成像光路图
1、物体在2倍焦点以外的成像光路图
从光路图可以看出，当物体在2倍焦距以外时，凸透镜成倒立、缩小的实像。

像在焦点和2倍焦点之间。

2、物体在焦点和2倍焦点之间的成像光路图
从光路图可以看出，当物体在焦点和2倍焦点之间时，凸透镜成倒立、放大的实像。

像在2倍焦点之外。

3、物体在焦点以内的成像光路图
从光路图可以看出，当物体在焦点以内时。

物体发出的光经透镜折射后交不在一点，而光线的反向延长线却交在了一点。

所以，当物体在焦点以内时，凸透镜不能成实像，而成正立、放大的虚像。

2024年沪科版八年级物理上册月考试卷含答案考试试卷考试范围：全部知识点；考试时间：120分钟学校：______ 姓名：______ 班级：______ 考号：______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共6题，共12分)1、a、b；c三盏灯分别标有“220V 20W”、“110V 40W”、“36V 50W”的字样；三盏灯都正常发光，比较它们的亮度（）A. a灯最亮。

B. b灯最亮。

C. c灯最亮。

D. 三盏一样亮。

2、如图所示，F1F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，S′为S经凸透镜所成的像。

当光源S沿平行主轴的方向，远离透镜移动时，像S′向透镜移动的情况是()A. 沿平行主轴方向B. 沿S′与F2连线方向C. 沿S′与O连线方向D. 沿F1与S′连线方向3、4关于力和运动的关系，下列说法中正确的是：()A. 物体受到力的作用就会运动B. 做匀速直线运动的物体一定不受力的作用C. 物体受到力的作用，运动状态一定改变D. 物体运动状态改变时，一定受到力的作用4、关于力的认识；下列说法中错误的是（）A. 力是物体对物体的作用。

B. 只有相互接触的物体才会产生力的作用。

C. 弹力是指发生弹性形变的物体由于要恢复原状；对接触它的物体产生的力。

D. 物体无论静止还是运动都有可能受到摩擦力的作用。

5、下列关于物态变化说法正确的是（）A. 钢水浇铸成火车轮是熔化现象B. 烧开水时在壶口冒出“白气”是水汽化生成的C. 衣柜里的樟脑丸变小了，原因是樟脑丸发生了升华现象D. 冬天早晨看到草上的霜是露水凝固而成的6、用图所示的滑轮组，分别拉升重物G1、G2时，测得的机械效率分别为η1、η2，已知G1＜G2，假设拉重物的过程中，两次克服摩擦力作功相同，那么比较两次机械效率的大小应为（）A. η1=η2B. η1＞η2C. η1＜η2D. 无法比较评卷人得分二、多选题(共6题，共12分)7、某同学对生活中的一些做法进行了分析，你认为合理的是（）A. 连接玻璃管与胶皮管时，先把玻璃管口用水润湿，水起润滑作用，目的是减小摩擦B. 举重运动员比赛前手上涂抹“镁粉”，目的是减小摩擦C. 雨天，机动车应低速行驶，是由于车轮与地面的摩擦较小D. 铅笔芯粉末加入到生锈的锁中，起润滑作用8、甲；乙两小车运动的s-t图象；如图所示，由图象可知（）A. 甲、乙两车都做匀速直线运动B. 甲车的速度为0m/s，乙车的速度为2m/sC. 经过5s，甲、乙两车通过的路程为10mD. 经过6s，甲、乙两车相距2m9、下列关于光现象的有关说法正确的是（）A. 小孔成像的原理是：光在同一种均匀介质中沿直线传播B. 无论物体距平面镜远近，平面镜总是成等大、正立的虚像C. 凸面镜对平行光有发散作用；汽车的观后镜装有凸面镜可以扩大视野D. 凹面镜对平行光有会聚作用；手电筒中的反光装置相当于凹面镜，有了它射出的光接近于平行光10、如图所示，是两位同学值日时用的圆柱形桶甲和底小口大的桶乙，两桶质量相同，上口面积相同，装相同质量的水放在水平地面上．关于水桶对地面的压强和水桶底受到水的压力的说法正确的是（）A. 甲水桶对地面压强大B. 乙水桶对地面压强大C. 甲水桶底受到水的压力大D. 乙水桶底受到水的压力大11、图甲是在一标准大气压下“探究某种固体物质熔化时温度变化规律”的实验装置（一标准大气压下该物质的沸点为127.9℃）。

折射光线偏向主光轴
折射光线远离主光轴
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点
凸透镜三条特殊光线的作图：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴．②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变．
凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴．②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．③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变．。

凸透镜的光路图中有三条特殊光线凸透镜的光路图中有三条特殊光线，它们的传播方向是特定的，掌握这三条光线的具体传播情况，不但对凸透镜的光路图的画法有帮助，同时对凸透镜成像规律的作图法得出有重要作用。

凸透镜三条特殊光线：（1）过光心的光线，其传播方向不改变；（2）平行主光轴的光线过焦点；（3）过焦点射向凸透镜的光线折射后将平行主光轴传播。

三条光线的传播方向如图1所示。

具体应用：1、凸透镜对光线作用的光路图关于体现凸透镜对光线的作用的光路图有两个：一是平行主光轴的一束光经凸透镜的传播；二是放在焦点的点光源射向凸透镜的光线经凸透镜折射后的传播。

如图2所示。

如何准确画出光路图，可以通过记住凸透镜对光线的会聚作用的基础上，记住这两种具体的传播情况。

但这需要记忆的量较大，并且这种机械记忆容易遗忘。

而如果记住三条特殊光线的传播则很容易画出光路图，并且实际上我们只需记两条光线即可，因为其中的（2）、（3）已知一条即可根据光路可逆知道另一条。

2、也许认为这很简单，何必如此麻烦？在凸透镜的特殊作图中就可看出其用处之大了。

如图3甲所示，如何画出图中光线的传播，用一般的方法很难做出。

下面我们用三条特殊光线作图：再画两条平行原光线的光线，一条过光心，一条过焦点；画出这两条光线的折射光线，交于A点；则原光线定过A点，可画出待求光线。

如图3乙所示3、运用作图法得出凸透镜成像规律课本上凸透镜成像规律是通过实验的方法得出的，实际上也可以通过作图的方法得出。

特别在我们急需这些知识，但就是想不起来时，我们就可用作图法简单的几笔就得出，这不失为一种用处很大的方法。

而这种方法的前提是需要知道三条特殊光线的传播。

具体做法：在凸透镜的主光轴上两侧分别标出焦点和二倍焦距处，按物距要求在主光轴上画出物体（用带箭头的线段表示），从物体的箭头出发出两条光线射向凸透镜，这两条光线必须是三条特殊光线中的两条，如果在另一侧相交于一点，则这一点就为箭头的实像点，垂直主光轴画出整个像，从图中很容易看出像的性质。

凸透镜中三条特殊光线的作图和运用作者：孟祥凯来源：《读写算》2010年第21期在研究光线通过凸透镜时的折射规律时,我们通常将通过凸透镜光心的光线;平行于凸透镜主光轴的光线;经过凸透镜光心的光线习惯称之为通过凸透镜的三条特殊光线。

这三条光线通过凸透镜后其传播方向具有固定的规律。

在初中阶段,我们可以充分利用以上三条特殊光线传播的规律,解决凸透镜光路作图题的一些难点。

一、光路的作图1、给出物体和像的位置,通过作图找凸透镜的位置及透镜的焦点。

如图1:在此图中,如何找凸透镜的位置?据图可知,由于成的是虚像,物体和像一定位于凸透镜的同侧,凸透镜应处于物体的右侧。

此处利用“通过光心的光线其传播方向不变”这一规律,通过作1这条辅助线很容易找到凸透镜的光心O,从而确定了凸透镜的位置2,然后在借助“平行于主光轴的光线通过透镜后通过焦点”作光线3,连接像点A′与入射点并延长,与主光轴的交点即为焦点F。

作图如下:2、给出焦点和任意折射光线,找物点和像点的位置。

如图3:由于折射出来的光线既不通过焦点或光心,又不平行于主光轴,给解题设置了思维障碍。

解此题时就必须利用凸透镜成像规律,首先将两条折射光线反向延长,延长后的相交点A′应该是物点的像点。

然后借助“通过光心的光线传播方向不变”和“通过焦点的光线平行于主光轴射出”这一规律找到物体的位置A。

光路图如图4:3、给出入射光线和经过凸透镜的折射光线作出平行于入射光线的折射光线。

如图5:发光点R发出的一条光线经过凸透镜折射后的折射光线与主光轴交于R′,请你画出另一条与入射光线平行的光线入射后的折射光线。

解此题的难点在于图中并未给定凸透镜的焦点,可利用的是凸透镜的光心,而利用通过光心的光线传播方向不变来找凸透镜的焦平面又超出了初中知识范畴。

如何作图呢?我们不妨先在第一条入射光线上任意找一个点A,利用通过光心的光线传播方向不变及已知的折射光线找到这个点的像点A′。

然后画一条平行于主光轴的光线射向凸透镜并利用凸透镜成像的特点将像点和入射点连接并延长找出凸透镜的焦点F,如图6:找到焦点后然后利用平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过焦点和通过光心的光线经凸透镜后其传播方向不变的规律,在第二条光线上任意找一点B,作出像点B′ ,然后连接第二条入射光线的入射点和像点B′并延长就是折射后的光线,作图如图7:二、具体的运用1、凸透镜对光线作用的光路图关于体现凸透镜对光线的作用的光路图有两个:一是平行主光轴的一束光经凸透镜的传播;二是放在焦点的点光源射向凸透镜的光线经凸透镜折射后的传播。

凸透镜成像光路图凸透镜成镜规律：一倍焦距分虚实二倍焦距分大小A B 是AB经过凸透镜所成的正立、放大的虚像AB不能经过凸透镜成像.A B 是AB经过凸透镜所成的倒立、放大的实像A B 是AB经过凸透镜所成的倒立、等大的实像A B 是AB经过凸透镜所成的倒立、缩小的实像1. 透镜对光线的作用图（甲），平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点Ｆ射出.图（乙），经过凸透镜光心O的光线传播方向不改变.图（丙），通过焦点Ｆ的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出.图（甲）图（乙）图（丙）凹透镜三条特殊光线图（甲）平行于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虚焦点. 图（乙）经过光心的光线传播方向不改变.图（丙）入射光线的延长线经过凹透镜的虚焦点，折射光线平行于主光轴射出.图（甲）图（乙）图（丙）∙凸透镜成像时几个名词：∙凸透镜成像的规律成像图说明：(1)凸透镜所成的实像必倒立，且物与像分居透镜的两侧，可以是放大的、等大的或缩小的；成虚像必正立，且物与像位于透镜的同侧，一定是放大的。

(2)物体沿主光轴移动，像也沿主光轴移动。

对于实像来说，物体向靠近镜的方向移，像向远离镜的方向移，且像越来越大。

对虚像来说，物向镜移，像也向镜移，且像越来越小。

(3)物体的物距一定，垂直主光轴向上、向下或向左、向右移动时，虚像的移动方向跟物体移动方向是一致的，但实像的移动方向跟物体移动方向恰好相反。

即物向上移，像要向下移；物向左移，像要向右移。

(4)透镜一部分被遮挡，这部分不透光，其余仍透光，仍生成完整的像，只不过像变暗些。

透镜破裂后去掉一部分，就相当于遮挡了一部分，像大小、位置不变，只是变暗些。

凸透镜成像的实验；①实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。

②若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因有：a.蜡烛在焦点以内，b.烛焰在焦点上c.烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度d.蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置凸透镜成像实验中要注意的几个问题（1）实验中蜡烛、凸透镜、光屏应依次放置这是能在光屏上观察到像的前提。

2024年中考物理专题训练——光学作图1．完成下图通过凸透镜的折射光线。

2．如图所示，S'是点光源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射向凹透镜右侧虚焦点F。

请画出点光源S并补全光路图。

3．如图所示，画出两条经凹透镜折射后的光线。

4．如图所示，一束激光a斜射向半圆形玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑，请画出形成两个光斑的光路图。

5．一点光源S发出的三束光线，SA平行凹透镜主光轴射向凹透镜，SO经凹透镜的光心，SB射向在主光轴上的平面镜MN，在图中画出SA、SO经凹透镜折射后的光线和SB经平面镜的反射光线。

6．如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A 为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。

7．请在图中画出入射光线经过透镜后的折射光线。

8．请画出图中的入射光线。

9．在下列虚线框内画出合适的透镜。

10．一束光从水中射向空气，其反射光路如图所示，画出入射光线和大致的折射光线。

11．如图，是光经过水和空气分界面后的折射光线，请大致画出对应的入射光线和入射光的反射光线。

12．如图所示，O为凸透镜的光心，F1、F2为凸透镜的两个焦点。

请在图中画出光源S 经凸透镜所成的像S`。

（保留必要的作图痕迹）13．作出图中的光线从水中射入空气后的折射光线，并标出折射角θ。

14．如图所示，A为发光点，A1为发光点通过凸透镜所成的像。

请完成光路图，确定凸透镜光心O，并画出凸透镜；通过光路图确定凸透镜焦点F的位置。

（只确定一侧焦点即可）15．2022年10月12日“天宫课堂”第三课航天员刘洋在水球变“懒”实验中，成功演示了紫色水球从“活跃”到“懒惰”的过程：刘洋将一个钢球推入紫色的水球中，钢球没有穿透水球，而是被包裹在水球里，用针筒吹气，在相同外力作用下，水球的振动幅度明显减小，称为水球变懒。

如图甲所示。

请在图乙中完成人眼看到钢球A点像的大致光路，A 为钢球上的一点，O为球心。

三条特殊光线诀窍：平行焦点，焦点平行；凸实凹虚，光心不变。

释义：仔细观察上图，并结合光路是可逆的，可发现与主光轴平行的光，经透镜折射后“过”焦点；“过”焦点的光，经透镜折射后与主光轴平行。

需要注意的是，凸透镜是实际．．．．光线过焦点，凹透镜是光的反向延长线或延长线．．．．．．．“过”焦点。

通过光心的光，其传播方向保持不变。

理解：右图为一束光经过两次折射后通过三棱镜的光路图。

第一次，光由空气斜射入玻璃，折射角小于入射角；第二次，光由玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角。

两次偏折都是使得光朝三棱镜较厚的一侧（即底边）偏折。

凸透镜中间厚边缘薄（右图可视为凸透镜的简构图），射到其上边缘的光，向厚的一侧偏，就会向较厚的下方偏；射到其下边缘的光，向厚的一侧偏，即会向较厚的上方偏。

通过透镜的光越接近光心，因其附近的厚薄变化就越小，光的偏折程度就越小。

光心处上下厚薄一样，故通过光心的光传播方向不变。

这样，凸透镜对光就会有会聚作用。

同理，也可导出凹透镜对光有发散作用。

至于与主光轴平行的光经凸透镜折射后为何恰好会聚到一点（注：严格说来，“恰好”后其实也需加“近似”二字），这需用折射定律进行精准的分析。

读者可以运用初中阶段所学的折射的初步规律定性地看看为何入射点越接近边缘，光的偏折程度就越大；入射点越接近光心，光的偏折程度就越小。

对于凹透镜也可做类似的定性分析。

例题：完成下列光路图：方法指导：若已知入射光画折射光，则可先由光总是向厚的一侧偏折，推定光是向上、向下、还是不偏折。

若不偏折，即“光心不变”，则由光的传播方向不变即可画出出射光线；若发生偏折，则由“平行焦点，焦点平行，凸实凹虚”即可确定出射光线的具体方向。

就图5.1-7而言，因中间厚，故光向上偏折；又因光与主光轴平行，故最终的折射光线恰好过焦点。

这样，由两点确定一条直线即可得折射光线。

若已知的是如图5.1-11所示的最终的折射光线，则可由“光路可逆”画出入射光线。