内容正文:
光的折射 透镜
考点一 光现象的辨析
典例1 (2022·宿迁)下列光现象由光的折射形成的是 ( )
解析:墙上的手影,是光在空气中沿直线传播时被不透明体——手挡住后在墙上形成的;水中的倒影,相当于平面镜所成的虚像,是由岸边物体射向水面的光反射形成的;树荫下的光斑,是太阳光在空气中沿直线传播时通过树叶、树枝间的缝隙射到地面上形成的;水中“折断”的筷子,是水中那段筷子表面反射的光斜射到水面时折射进入空气中,折射光射入人眼,人眼逆着折射光看过去形成的水中那段筷子的虚像,虚像相对于水中那段筷子向上“弯折”了.
答案:D
1. (2022·岳阳)下列成语所描绘的光现象中,由光的反射形成的是 ( )
A. 立竿见影
B. 凿壁偷光
C. 镜花水月
D. 坐井观天
C
[解析]立竿见影、凿壁偷光是光沿直线传播的应用,A、B不符合题意;镜花水月,镜中的花和水中的月亮是由光的反射形成的虚像,C符合题意;坐井观天,当井中无水时,原理是光沿直线传播,当井中有水时,原理是光的折射,D不符合题意.
考点二 透镜类型的判断
典例2 (2021·无锡)如图所示,平行光通过图中左侧虚线框(其中放置一块透镜)后,在右侧光屏上形成一个圆形光斑.该光斑的直径比透镜大.请你判断虚线框中是否为凸透镜,写出接下来的操作及判断方法.(不添加其他器材)
(1) 操作:将光屏 .
(2) 判断方法: .
解析:平行光通过题图中左侧虚线框(其中放置一块透镜)后,在右侧光屏上形成一个圆形光斑,该光斑的直径比透镜大.将光屏向左移动,若能在光屏上观察到比透镜直径小的光斑,则透镜对光有会聚作用,为凸透镜.
答案:(1) 向左移动 (2) 若能在光屏上观察到比透镜直径小的光斑,则为凸透镜
2. 小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张白纸放在透镜
下方,在白纸上得到相应的光斑,其操作正确的是 (A/B).
透镜与光斑的大小如图C所示(d1<d<d2).其中,形成甲光斑的是 (凸/凹)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离白纸,观察到光斑一直变大,你认为该透镜 (一定/可能/一定不)是凹透镜.
B
凸
可能
[解析]要辨别两个透镜的类型,应分别将它们正对太阳,即让透镜与太阳光垂直,由图可知,操作正确的是B;因为凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,所以根据图示可知,甲一定是对光起了会聚作用,而乙可能是对光起了发散作用,也可能是光经凸透镜会聚到焦点后,继续向前传播,形成放大的光斑,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,形成乙光斑的可能是凹透镜.
考点三 透镜焦距的求解
典例3 如图所示,正午时,太阳光直射水平地面,取一圆形薄透镜正对阳光,在距透镜20cm的地面上得到一个光斑,其直径与透镜的直径相等,透镜的焦距是 ( )
A. 10cm
B. 20cm
C. 30cm
D. 40cm
(典例3图)
解析:在距透镜20cm的地面上得到一个直径与透镜的直径相等的圆形光斑,这是太阳光经凸透镜折射后经过凸透镜的焦点继续向前传播形成的,且光斑位置到焦点的距离与凸透镜到焦点的距离相同,因此,透镜的焦距是此时透镜到地面的距离的一半,即×20cm=
10cm,故A正确,B、C、D错误.
答案:A
3. 如图所示,凸透镜的光心和平面镜相距2cm,平面镜垂直于凸透镜主光轴,一束平行于
凸透镜主光轴的光射向透镜,经平面镜反射后会聚于两镜的中点A上,则此凸透镜的焦距为 ( )
A. 2cm B. 3cm C. 4cm D. 6cm
B
[解析]由图可知,入射光线平行于凸透镜的主光轴,经凸透镜折射后应该会聚在焦点,由于平面镜的反射作用,根据平面镜成像的特点,此焦点就是A点的像,因此焦点到镜面的距离等于A到镜面的距离,由于A是凸透镜与平面镜的中点,即OA=1cm,所以凸透镜的焦距f=2cm+1cm=3cm.故选B.
考点四 凸透镜成像规律的应用
典例4 将物体放在焦距为f的凸透镜的主光轴上,当物体离凸透镜18cm、12cm和4cm时,分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像,则该凸透镜的焦距的取值范围是
( )
A. 18cm>f>12cm B. 12cm>f>8cm C. 9cm>f>6cm D. 6cm>f>4cm
解析:当物体离凸透镜18cm时,得到缩小的实像,则此时物体在二倍焦距以外,即18cm>2f,所以f<9cm.当物体离凸透镜12cm时,得到放大的实像,则此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间,即f<12cm<2f,所以6cm<f<12cm.当物体离凸透镜4cm时,得到放大的虚像,则此时物体在一倍焦距以内,即4cm<f.综上所述,6cm<f<9cm.故选C.
答案: