人教版（2024）八年級(jí)上冊物理第五章透鏡及其應(yīng)用第1

節(jié)透鏡教案

《第五章透鏡及其應(yīng)用：1透鏡》教案

年級(jí)八年級(jí)

學(xué)科初中物理共1課時(shí)

冊別上冊

人教版義務(wù)教育教科授課

教材新授課第1課時(shí)

書-物理八年級(jí)上冊類型

教材分析

教材分析

本節(jié)課是“透鏡及其應(yīng)用”章節(jié)的起始課，主要圍繞凸透鏡與凹透鏡的基本結(jié)構(gòu)特

征、光學(xué)性質(zhì)展開教學(xué)。教材通過生活實(shí)例引入，如照相機(jī)、投影儀、顯微鏡等光

學(xué)儀器的核心元件均為透鏡，引導(dǎo)學(xué)生建立“透鏡是光學(xué)系統(tǒng)核心”的認(rèn)知框架。

內(nèi)容涵蓋透鏡分類、主光軸與光心概念、透鏡對(duì)光的會(huì)聚與發(fā)散作用、焦點(diǎn)與焦距

的定義及測量方法，并結(jié)合“想想做做”環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí)。

教材還融合了中華傳統(tǒng)文化中的“冰透鏡取火”記載，體現(xiàn)科學(xué)史教育價(jià)值，有助

于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí)。

學(xué)情分析

八年級(jí)學(xué)生已具備初步的光現(xiàn)象知識(shí)基礎(chǔ)，如光的直線傳播、反射定律等，但對(duì)

“折射”這一復(fù)雜光學(xué)過程理解尚淺。部分學(xué)生雖接觸過眼鏡、放大鏡等實(shí)物，但

缺乏對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與光學(xué)原理的系統(tǒng)認(rèn)知。學(xué)生思維以形象思維為主，抽象邏輯能

力正在發(fā)展，對(duì)“光線偏折方向”“焦點(diǎn)形成機(jī)制”等抽象概念存在理解障礙。同

時(shí)，學(xué)生普遍具有強(qiáng)烈的好奇心和動(dòng)手欲望，適合通過實(shí)驗(yàn)觀察、小組合作、情境

任務(wù)等方式激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)難點(diǎn)，需借助動(dòng)態(tài)演示、模型建構(gòu)、類比推理等策

略降低認(rèn)知負(fù)荷，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)到理性理解的躍遷。

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課時(shí)教學(xué)目標(biāo)

物理觀念

1.能準(zhǔn)確識(shí)別并區(qū)分凸透鏡與凹透鏡的幾何特征，掌握其在實(shí)際生活中的典型應(yīng)

用場景，如遠(yuǎn)視鏡片中間厚、邊緣薄，近視鏡片相反，能根據(jù)實(shí)物判斷透鏡類型。

2.理解并描述透鏡對(duì)光的會(huì)聚與發(fā)散作用，能運(yùn)用“平行光入射一出射光匯聚/發(fā)

散”規(guī)律解釋常見現(xiàn)象，如陽光聚焦點(diǎn)燃紙張。

科學(xué)思維

1.能通過實(shí)驗(yàn)觀察與數(shù)據(jù)記錄，歸納出凸透鏡使平行光會(huì)聚于一點(diǎn)、凹透鏡使平

行光發(fā)散的規(guī)律，形成基于證據(jù)的推理能力。

2.能運(yùn)用逆向思維解決實(shí)際問題，例如：若要使小燈泡發(fā)出的光變?yōu)槠叫泄猓瑧?yīng)

將燈泡置于何處？并能聯(lián)系光路可逆原理進(jìn)行解釋。

科學(xué)探究

1.能獨(dú)立完成“利用太陽光測量凸透鏡焦距”的實(shí)驗(yàn)操作，規(guī)范使用刻度尺、調(diào)

整透鏡與光屏位置，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

2.能在小組協(xié)作中設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案，比較不同焦距凸透鏡對(duì)光偏折程度的影

響，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與變量控制能力。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

1.能認(rèn)識(shí)到透鏡技術(shù)在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣與尊重，

體會(huì)物理知識(shí)的社會(huì)價(jià)值。

2.能關(guān)注生活中因不當(dāng)使用透鏡引發(fā)的安全隱患，如瓶裝水在車內(nèi)可能引發(fā)火

災(zāi)，主動(dòng)提出安全建議，踐行科學(xué)社會(huì)責(zé)任。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重工

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1.凸透鏡與凹透鏡的結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)應(yīng)的光學(xué)作用一一凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,

凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。

2.焦點(diǎn)與焦距的概念，以及利用太陽光測量凸透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)方法。

難點(diǎn)

1.理解“平行光經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚于焦點(diǎn)”這一抽象過程，特別是光線如何“彎

折”并集中到一點(diǎn)，學(xué)生易誤認(rèn)為光被“吸收”或“阻擋”。

2.運(yùn)用“光路可逆”原理解釋“將光源置于焦點(diǎn)處可得平行光”，需要較強(qiáng)的逆

向思維與空間想象能力。

教學(xué)方法與準(zhǔn)備

教學(xué)方法

情境探究法、合作探究法、講授法、實(shí)驗(yàn)演示法

教具準(zhǔn)備

凸透鏡、凹透鏡、激光筆（或平行光光源）、白屏、刻度尺、支架、放大鏡、老花

鏡、近視鏡、多媒體課件、實(shí)物投影儀

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

一、創(chuàng)設(shè)生活情境，引出核心問題

1.觀看視頻，思考問

（一）、提問引導(dǎo)

題。

1.教師播放一段短視頻：一位同學(xué)用手機(jī)

情境導(dǎo)2.觀察照片，描述鏡

入,激發(fā)拍攝校園美景，畫面清晰；接著切換至教頭厚度變化。

室,老師用投影儀投射PPT,全班同學(xué)都能

好奇3.用手觸摸鏡片，感

看清；再展示醫(yī)生用顯微鏡觀察血液樣本的

【5分鐘】知厚度差異。

場景。

4.明確學(xué)習(xí)任務(wù)，領(lǐng)

提問：這些設(shè)備雖然用途不同，但它們

2.取任務(wù)卡。

都依賴一個(gè)共同的關(guān)鍵部件是什么？清同學(xué)

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2.強(qiáng)調(diào)：本節(jié)課我們將化身“光學(xué)小偵

探”，完成四項(xiàng)挑戰(zhàn)，最終揭開透鏡的秘

密。

任務(wù)參與：☆☆☆

評(píng)價(jià)任務(wù)觀察細(xì)致：☆☆☆

問題提出：☆☆☆

以真實(shí)生活場景切入，激活學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，建立“透鏡是光學(xué)儀器核

心”的直觀認(rèn)知。通過角色扮演“小偵探”，賦予學(xué)習(xí)任務(wù)趣味性與

設(shè)計(jì)意圖

挑戰(zhàn)性，激發(fā)探究欲望。任務(wù)卡的設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)，從辨識(shí)到探究再到

應(yīng)用，符合認(rèn)知規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

一、認(rèn)識(shí)透鏡結(jié)構(gòu)，理解基本術(shù)語

（一）、觀察與對(duì)比，歸納結(jié)構(gòu)特征

1.用紅筆描圖，標(biāo)注

1.教師展示凸透鏡與凹透鏡的剖面圖（圖厚度變化。

甲、乙），要求學(xué)生用紅筆描出兩個(gè)

5.1-22.畫出橫截面，找出

表面的輪廓線，特別標(biāo)注中心點(diǎn)與邊緣厚

中心與邊緣。

度。

探究新3.用鉛筆圈出光心位

2.提問：如果把凸透鏡放在一張紙上，它

知，構(gòu)建置并標(biāo)注0o

的中心部分和邊緣部分哪個(gè)更厚？畫出一條

概念4.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記

從中心到邊緣的橫截面線，標(biāo)出最厚處和最

【20分錄光斑變化。

薄處。

鐘】5.小組討論，總結(jié)凸

3.教師引導(dǎo)總結(jié)：凸透鏡是中間厚、邊緣透鏡會(huì)聚、凹透鏡發(fā)散

薄的透明體；凹透鏡是中間薄、邊緣厚的透

的規(guī)律。

明體。它們都是由球面的一部分構(gòu)成，且厚

6.動(dòng)手測量焦距，記

度遠(yuǎn)小丁?球面半徑，因此稱為“薄透魂”。錄數(shù)據(jù)。

4.板書關(guān)鍵詞：凸透鏡、凹透鏡、薄透

鏡。

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（二）、引入主光軸與光心概念

1.教師在黑板上繪制圖5.1-3的簡化示意

圖：兩條相交的圓弧代表透鏡的兩個(gè)球面，

連接兩個(gè)球心的直線用紅色粉筆畫出，并標(biāo)

注為“主光軸”。

2.在主光軸上標(biāo)記一個(gè)特殊點(diǎn)0,說明：

當(dāng)光線穿過這個(gè)點(diǎn)時(shí)，傳播方向不變，這個(gè)

點(diǎn)就是“光心”。

3.舉例說明：對(duì)于薄透鏡，光心可以近似

認(rèn)為就在透鏡的幾何中心。比如，一個(gè)直徑

為5cm的凸透鏡，其光心就在正中央。

4.指導(dǎo)學(xué)生在課本圖5.1-3上用鉛筆圈出

光心位置，并標(biāo)注“0”字。

二、實(shí)驗(yàn)探究，揭示光學(xué)作用

（一）、演示實(shí)驗(yàn)：凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作

用

1.教師使用激光筆（或平行光光源）沿主

光軸方向照射凸透鏡，確保入射光平行于主

光軸。

2.在透鏡另一側(cè)放置白色光屏，緩慢移動(dòng)

光屏，觀察光斑的變化。

3.關(guān)鍵步驟：當(dāng)光屏移動(dòng)到某一特定距離

時(shí)，光斑突然縮小成一個(gè)明亮的小點(diǎn)，溫度

極高，甚至可用手背感知熱感（注意安

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全）。

4.提問：這個(gè)小點(diǎn)是怎么形成的？為什么

光斑會(huì)變??？說明什么？

5.引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：凸透鏡能使平行光

會(huì)聚于一點(diǎn)，即“會(huì)聚作用”。

（二）、演示實(shí)驗(yàn)：凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作

用

1.保持入射光仍為平行光，換用凹透鏡進(jìn)

行實(shí)驗(yàn)。

2.觀察光屏上的光斑：與凸透鏡相比，光

斑不僅沒有縮小，反而變得更大、更暗，呈

發(fā)散狀。

3.提問：凹透鏡使光向哪個(gè)方向偏折？這

說明了什么？

4.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作

用。

5.板書：凸透鏡一一會(huì)聚透鏡：凹透鏡一

一發(fā)散透鏡。

三、理解焦點(diǎn)與焦距

（一）、聚焦實(shí)驗(yàn)，建立焦點(diǎn)概念

1.教師再次使用凸透鏡和太陽光（或強(qiáng)平

行光源），讓所有學(xué)生觀察光斑最小、最亮

的那個(gè)點(diǎn)。

2.說明：這個(gè)點(diǎn)就是“焦點(diǎn)”，用符號(hào)F

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表示。

3.用刻度尺測量從光心0到焦點(diǎn)F的距

離，記為3這就是“焦距”。

4.強(qiáng)調(diào)：凸透鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)，分別位于兩

側(cè)，且兩側(cè)焦距相等。

5.舉例：某凸透鏡焦距為10cm,則從光心

到任一側(cè)焦點(diǎn)的距離都是lOcmo

6.展示圖5.1-7,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照課本標(biāo)注F

與fo

（二）、實(shí)驗(yàn)探究：焦距大小與會(huì)聚能力

的關(guān)系

1.教師分發(fā)兩個(gè)不同焦距的凸透鏡（如

f=5cm和f=15cm）,每組一套。

2.要求各小組用太陽光測量各自透鏡的焦

距，記錄數(shù)據(jù)。

3.提問：哪個(gè)透鏡使光偏折得更顯著？為

什么？

4.引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：焦距越短，會(huì)聚作用越

強(qiáng)，光線偏折越厲害。

5.板書：焦距越小，會(huì)聚作用越強(qiáng)。

結(jié)構(gòu)辨識(shí)：☆☆☆

評(píng)價(jià)任務(wù)實(shí)驗(yàn)觀察：☆☆☆

規(guī)律歸納：☆☆☆

通過視覺對(duì)比與觸覺體驗(yàn)，強(qiáng)化對(duì)透境結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。借助精確的實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)意圖演示，將抽象的“會(huì)聚”“發(fā)散”概念具體化、可視化，突破學(xué)生對(duì)

“光線彎曲”的理解難點(diǎn)。通過小組實(shí)驗(yàn)測量焦距，培養(yǎng)動(dòng)手能力與

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數(shù)據(jù)處理能力，同時(shí)發(fā)現(xiàn)“焦距越小，會(huì)聚越強(qiáng)”的內(nèi)在規(guī)律，深化

物理觀念。整個(gè)過程緊扣“觀察一假設(shè)一驗(yàn)證一結(jié)論”的科學(xué)探究路

徑。

一、解決實(shí)際問題，解釋生活現(xiàn)象

（一）、分析“冰透鏡取火”記載

1.教師展示圖5.1-8,介紹西漢《淮南萬

畢術(shù)》中“削冰令圓，舉以向日，以艾承其

影，則火生”的記載。

2.提問：這里的“冰透鏡”是什么類型的

透鏡？它起到了什么作用？

1.在圖中標(biāo)注F點(diǎn)，

3.引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答：冰透鏡是畫出光路。

凸透鏡，能將太陽光會(huì)聚于焦點(diǎn)，使焦點(diǎn)處

2.分析“瓶裝水自

溫度急劇升高，從而點(diǎn)燃艾草。

應(yīng)用拓燃”原理，提出安全建

要求學(xué)生在圖中標(biāo)出點(diǎn)，并用虛線畫

展，深化4.F議。

出三條從太陽來的平行光，經(jīng)過冰透繚折射

理解3.判斷光路圖，選出

后會(huì)聚于F點(diǎn)的光路。

【10分正確選項(xiàng)。

鐘】4.在圖中補(bǔ)畫透鏡類

（二）、解釋“瓶裝水自燃”事件

型并說明依據(jù)。

教師播放新聞片段：一輛轎車在陽光下

1.5.畫出光路圖，比較

發(fā)生自燃，調(diào)查發(fā)現(xiàn)是車中未喝完的瓶裝水

偏折程度。

引發(fā)。

2.提問：瓶裝水是如何成為“火種”的？

3.引導(dǎo)學(xué)生思考：圓形的瓶裝水，尤其是

玻璃瓶，其形狀類似于凸透鏡，能將陽光會(huì)

聚。

4.指出：當(dāng)瓶子處于儀表盤上方，陽光直

射，水瓶便成了一個(gè)天然的“放大鏡”，焦

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點(diǎn)落在地毯或座椅上，長時(shí)間照射導(dǎo)致局部

高溫，引發(fā)燃燒。

5.提醒：森林游玩時(shí)，切勿將未喝完的瓶

裝水隨意丟棄在草地上，應(yīng)帶走或妥善處

理。

二、完成練習(xí)與應(yīng)用題

（一）、完成第②題：判斷光路圖

1.教師展示圖5.1-9,給出四個(gè)選項(xiàng)A、

B、C、Do

2.引導(dǎo)學(xué)生分析：若為凸透鏡，平行光應(yīng)

會(huì)聚于焦點(diǎn)；若為凹透鏡，應(yīng)發(fā)散。

3.通過對(duì)比，確定正確答案為C圖（凹透

鏡使光發(fā)散）。

（二）、完成第③題：補(bǔ)畫透鏡類型

1.展示圖5.1T0,給出入射光線與折射光

線方向。

2.提問：折射光線是向內(nèi)偏折還是向外偏

折？說明透鏡類型。

3.引導(dǎo)學(xué)生判斷：若光線向主光軸偏折，

應(yīng)為凸透鏡；若遠(yuǎn)離主光軸，應(yīng)為凹透鏡。

4.要求學(xué)生在虛線框內(nèi)畫出相應(yīng)透鏡，并

說明理由。

（三）、完成第④題：畫出光路圖

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1.展示甲、乙兩個(gè)凸透鏡，焦距分別為

2cm和3cm。

2.要求學(xué)生畫出平行光通過后的光路：焦

距小的（2cm）光線偏折更劇烈，會(huì)聚點(diǎn)更

靠近透鏡。

3.提問：哪個(gè)透鏡使光偏折更顯著？為什

么？

4.學(xué)生回答：焦距小的透鏡會(huì)聚作用更

強(qiáng)，偏折更明顯。

原理應(yīng)用：☆☆☆

評(píng)價(jià)任務(wù)問題解釋：☆☆☆

作圖準(zhǔn)確：☆☆☆

將課堂知識(shí)與中華傳統(tǒng)科技、現(xiàn)實(shí)社會(huì)熱點(diǎn)緊密結(jié)合，提升學(xué)生的文

化認(rèn)同與社會(huì)責(zé)任感。通過“冰透鏡取火”和“瓶裝水自燃”兩個(gè)案

設(shè)計(jì)意圖例，實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐的跨越，鍛煉學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解釋自然與社

會(huì)現(xiàn)象的能力。練習(xí)題設(shè)計(jì)梯度分明，覆蓋核心知識(shí)點(diǎn)，促進(jìn)深度理

解與遷移應(yīng)用。

?、知識(shí)梳理，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)

（一）、師生共同回顧關(guān)鍵概念

1.回憶并回答教師提

1.教師引導(dǎo)提問：

總結(jié)回問。

顧，升華-本節(jié)課我們認(rèn)識(shí)了哪兩種透鏡？它冶的結(jié)2.參與知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)

構(gòu)有何不同？

素養(yǎng)建。

【5分鐘】-凸透鏡對(duì)光有什么作用？凹透鏡呢？3.聽取總結(jié)，反思自

-什么是焦點(diǎn)？什么是焦距？焦距與會(huì)聚能身責(zé)任。

力有何關(guān)系？

2.學(xué)生搶答，教師適時(shí)補(bǔ)充。

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3.教師利用板書框架，帶領(lǐng)學(xué)生快速串聯(lián)

知識(shí)鏈：

結(jié)構(gòu)特征一光學(xué)作用一焦點(diǎn)與焦距一

實(shí)際應(yīng)用。

二、情感升華，落實(shí)責(zé)任

（一）、強(qiáng)調(diào)科學(xué)責(zé)任

1.教師總結(jié)：透鏡不僅是科學(xué)家的工具，

也是我們每個(gè)人日常生活中可能遇到的“雙

刃劍”。

2.再次強(qiáng)調(diào)：一個(gè)小小的瓶裝水，如果管

理不當(dāng)，也可能釀成大禍。我們要做有科學(xué)

素養(yǎng)的公民，不僅要懂知識(shí)，更要守規(guī)則。

3.布置課后行動(dòng)：回家后檢查家中是否有

類似隱患，并提醒家人注意。

知識(shí)整合：☆☆☆

評(píng)價(jià)任務(wù)責(zé)任意識(shí)：☆☆☆

情感共鳴：☆☆☆

通過問答式回顧，幫助學(xué)生系統(tǒng)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成“透鏡”這一核心

概念的完整認(rèn)知體系。最后的情感升華，將物理知識(shí)與生命安全、社

設(shè)計(jì)意圖

會(huì)責(zé)任相結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”這一核心素養(yǎng)的落地，

使課堂不止于知識(shí)傳授，更在于人格塑造。

作業(yè)設(shè)計(jì)

一、基礎(chǔ)鞏固

1.請(qǐng)用文字描述凸透鏡與凹透鏡的結(jié)構(gòu)特征，并各舉一個(gè)生活中常見的應(yīng)用實(shí)

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例。

2.判斷下列說法是否正確，正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“義”。

（1）凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，所以它能把光“吸進(jìn)去”。（）

（2）凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，因此它不能成像。（）

（3）焦距越短的凸透鏡，其會(huì)聚作用越強(qiáng)。（）

（4）平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，一定會(huì)通過焦點(diǎn)。（）

3.畫出圖5.1-9中所示的光路圖，選擇正確的選項(xiàng)并說明理由。

二、能力提升

4.小明想利用家中的一個(gè)舊眼鏡片做一個(gè)簡易“太陽能灶”。他找到了一副老花

鏡（凸透鏡），并知道它的焦距大約為15cm。請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方

案，如何利用太陽光測量這個(gè)眼鏡片的實(shí)際焦距？寫出實(shí)驗(yàn)步驟和所需器材。

5.一個(gè)凸透鏡的焦距為10cm?，F(xiàn)在有一束平行光從左側(cè)射入，請(qǐng)你在右側(cè)畫出這

束光通過透鏡后的光路，并標(biāo)出焦點(diǎn)F和焦距f。

6.請(qǐng)查閱資料，了解“望遠(yuǎn)鏡”或“顯微鏡”的基本構(gòu)造，簡述其中至少一個(gè)透

鏡的作用，并與本節(jié)課所學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來。

三、實(shí)踐探究

7.安全警示：在野外露營時(shí)，如果你發(fā)現(xiàn)有人將空塑料瓶隨意丟在草地上，請(qǐng)你

用今天學(xué)到的知識(shí)，向也解釋這樣做的潛在危險(xiǎn)，并提出合理的處理建議。

I答案解析］

一、基礎(chǔ)鞏固

1.凸透鏡：中間厚、邊緣薄，如放大鏡；凹透鏡：中間薄、邊緣厚，如近視鏡。

2.（1）X（2）X（3）V（4）X

（4）錯(cuò)誤原因：只有平行于主光軸的光線通過凸透鏡后才通過焦點(diǎn)，其他方向的

光線不一定。

3.正確答案為C圖。理由：該光路顯示光線發(fā)散，符合凹透鏡的特征。

第