【活动一】认识凸透镜和凹透镜。
1. 形状特点。
把放大镜的镜片拆出来，如图5-1-1所示，从侧面看过去，这块透镜是中间厚、边缘薄，还是中间薄、边缘厚？
观察图5-1-2中的各种透镜，其中与图5-1-1中的透镜形状类似的有，这种透镜我们叫凸透镜。

图5-1-1 图5-1-2
继续观察图5-1-2中的透镜，形状是中间薄、边缘厚的有，我们把这类透镜叫。

1. 中间厚、边缘薄。a、b c、d、e 凹透镜。

【分析】
本题考查凸透镜和凹透镜的形状分类，解题思路为：首先明确凸透镜和凹透镜的定义，即中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜；接着判断图5-1-1中透镜的形状，再对应图5-1-2中各透镜的形状，找出符合凸透镜和凹透镜的类别，完成填空。
【解析】
1. 放大镜的镜片为凸透镜，其形状特点是中间厚、边缘薄；
2. 根据凸透镜的定义，图5-1-2中中间厚、边缘薄的透镜是a、b，属于凸透镜；
3. 图5-1-2中中间薄、边缘厚的透镜是c、d、e，这类透镜被称为凹透镜。
【答案】
中间厚、边缘薄；a、b；c、d、e；凹透镜
【知识点】
透镜的分类；凸透镜的定义；凹透镜的定义
【点评】
本题是光学部分的基础概念题，直接考查凸透镜和凹透镜的形状特点，只要牢记两类透镜的定义就能轻松解答，属于识记类基础题目。
【难度系数】
0.8

2. 主光轴、光心的概念。
阅读课本第114页，并在图5-1-3中标出主光轴和光心。

图5-1-3
光心是一个特殊的点，通过这个点的光传播方向。请完成图5-1-4中入射光线经过光心后的折射光线。

图5-1-4
【活动二】了解透镜对光的作用。
实验1：观察平行于主光轴的光通过凸透镜后的传播径迹。
（1）如图5-1-5，让平行激光源发出的三束平行于主光轴的光从左向右射向凸透镜，观察光通过透镜后的传播方向，并记录光路。
（2）在图5-1-5中凸透镜的右侧标出焦点F和焦距f。
（3）让激光源发出的一束同色激光逆着图5-1-5凸透镜右侧的任何一条光路射向凸透镜，观察光通过透镜后的传播方向，用红色笔记录光路在该图中，可以发现什么？
（4）如图5-1-6所示，让平行激光源发出三束平行于主光轴的光从右向左射向同一凸透镜，并记录光路，找出其左侧的焦点。用刻度尺分别量出图5-1-5和图5-1-6中的焦距，并比较大小。
（5）若将图5-1-6中的平行光源远离或靠近凸透镜，焦点的位置会不会变？焦距会不会变长或变短？
思考1：平行光通过凸透镜后的传播方向与原来方向（图中虚线）比较，会更靠近还是远离主光轴？
实验2：让一束不过光心的入射光通过凸透镜并记录光路，与同学分享结果，归纳凸透镜对光的作用。
如图5-1-7，让点光源发出的三束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的传播方向，并记录光路。

图5-1-5 图5-1-6 图5-1-7
思考2：实验中光通过凸透镜后的传播方向与入射光的传播方向（图中虚线）比较，会更靠近还是远离主光轴？
思考3：观察实验1和2，两种情况下经过凸透镜后，光的偏折情况相同吗？
实验3：观察平行于主光轴的光通过凹透镜后的传播径迹。
（1）如图5-1-8，让平行激光源发出的三束平行于主光轴的光射向凹透镜，观察光通过透镜后的传播方向，并记录光路。将记录的通过透镜后的光线反向延长，它们相交吗？
（2）让激光源发出的一束同色激光逆着图5-1-8凹透镜的右侧任何一条光路射向凹透镜，观察光通过透镜后的传播方向，用红色笔记录光路在该图中，可以发现什么？

图5-1-8 图5-1-9
实验4：观察任意光线经过凹透镜后的传播径迹。
如图5-1-9，让点光源发出任意方向且不过光心的光线射向凹透镜（分组实验），记录折射光线的传播路径，对比入射光线的传播方向，分析凹透镜对光线的偏折规律。
思考4：观察实验3和实验4，两种情况下光经过凹透镜后，偏折情况相同吗？
实验5：如图5-1-10所示，用手电筒模拟平行光。如图5-1-11所示，分别观察平行光经过凸透镜、凹透镜后的偏折情况，归纳两种透镜对光的作用规律。

图5-1-10 图5-1-11
归纳：1. 透镜的几条特殊光线如图5-1-12所示。

图5-1-12
2. 凸透镜对光的会聚作用：折射后光线相对于入射光线的延长线靠近主光轴。
3. 凹透镜对光的发散作用：折射后光线相对于入射光线的延长线远离主光轴。

2. 如答图5-1所示。不变 如答图5-2所示。
实验1：(1)(2)如答图5-3所示。
(3)如答图5-4所示。光路可逆。
(4)如答图5-5所示。两侧焦距相等。
(5)焦点位置不变，焦距也不变。
思考1：折射光线与入射光线的传播方向相比，向靠近主光轴的方向偏折。
实验2：如答图5-6所示。
思考2：光经过凸透镜后的传播方向比原来更靠近主光轴。
思考3：相同，都是比原来更靠近主光轴。
实验3：(1)如答图5-7所示。相交。
(2)如答图5-8所示。光路可逆。
实验4：如答图5-9所示。光线经过凹透镜后传播方向比原来更远离主光轴。
思考4：相同，都是比原来更远离主光轴。
实验5：如答图5-10所示，平行光经过凸透镜后会向靠近主光轴的方向偏折，说明凸透镜对光有会聚作用；如答图5-11所示，平行光经过凹透镜后，会向远离主光轴的方向偏折，说明凹透镜对光有发散作用。

【分析】
要解决本题，需先明确透镜的核心概念：主光轴是通过透镜两个球面球心的直线，光心是透镜的中心，过光心的光线传播方向不变；再掌握透镜对光的作用规律：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，同时理解光路可逆性，以及平行于主光轴的光线经透镜后的传播特点，结合题目各问题逐步推导即可。
【解析】
1. 主光轴与光心：主光轴是通过透镜两个球面球心的直线，光心是透镜的中心，在对应图中标注即可（如答图5-1）；通过光心的光线，传播方向不改变，因此图5-1-4中过光心的入射光线，折射光线与入射光线在同一直线上（如答图5-2）。
2. 实验1：
(1) 平行于主光轴的光经凸透镜后会聚，光路如答图5-3；
(2) 凸透镜右侧的焦点F是平行光会聚点，焦距f为光心O到F的距离，标注如答图5-3；
(3) 逆着光路入射，光线沿原光路返回，说明光路可逆，记录如答图5-4；
(4) 平行光从右向左射向凸透镜，左侧焦点与右侧对称，两侧焦距相等，如答图5-5；
(5) 平行光源位置不影响焦点位置，焦距不变。
思考1：平行光经凸透镜后，折射光线比入射光线更靠近主光轴。
3. 实验2：不过光心的光线经凸透镜后，向靠近主光轴方向偏折，光路如答图5-6；思考2：更靠近主光轴；思考3：两种情况偏折相同，均为会聚作用。
4. 实验3：
(1) 平行于主光轴的光经凹透镜后发散，反向延长线相交于虚焦点，光路如答图5-7；
(2) 逆着光路入射，光线沿原光路返回，光路可逆，记录如答图5-8。
5. 实验4：不过光心的光线经凹透镜后，向远离主光轴方向偏折；思考4：两种情况偏折相同，均为发散作用。
6. 实验5：平行光经凸透镜会聚，说明凸透镜对光有会聚作用；经凹透镜发散，说明凹透镜对光有发散作用，对应答图5-10、5-11。
【答案】
2. 如答图5-1所示。不变 如答图5-2所示。
实验1：(1)(2)如答图5-3所示。
(3)如答图5-4所示。光路可逆。
(4)如答图5-5所示。两侧焦距相等。
(5)焦点位置不变，焦距也不变。
思考1：折射光线与入射光线的传播方向相比，向靠近主光轴的方向偏折。
实验2：如答图5-6所示。
思考2：光经过凸透镜后的传播方向比原来更靠近主光轴。
思考3：相同，都是比原来更靠近主光轴。
实验3：(1)如答图5-7所示。相交。
(2)如答图5-8所示。光路可逆。
实验4：如答图5-9所示。光线经过凹透镜后传播方向比原来更远离主光轴。
思考4：相同，都是比原来更远离主光轴。
实验5：如答图5-10所示，平行光经过凸透镜后会向靠近主光轴的方向偏折，说明凸透镜对光有会聚作用；如答图5-11所示，平行光经过凹透镜后，会向远离主光轴的方向偏折，说明凹透镜对光有发散作用。
【知识点】
主光轴、光心；透镜对光的作用；凸透镜与凹透镜的光路
【点评】
本题是光学入门基础题，围绕透镜的核心概念和对光的作用展开，涵盖主光轴、光心定义，透镜会聚/发散作用，光路可逆性等知识点，是后续光学学习的重要基础，需理解记忆相关规律。
【难度系数】
0.2