3.2 透镜 （分层练习）-【上好课】2024-2025学年八年级物理上册同步精品课堂（苏科版2024）

3.2 透镜 目录 2 考点01 透镜的分类及特点 2 考点02 作图题 2 考点03 光心、主光轴、焦点、焦距 3 考点04 透镜对光的作用 3 考点05 光路图的综合辨析 4 考点06 填空综合题 5 考点07 透镜对光的作用的综合应用（含难点） 6 考点08 测量凸透镜的焦距（含难点） 7 考点09 实验题 8 9 13 考点01 透镜的分类及特点 1．透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的 （选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘 的透镜是凸透镜，如图中的 （填字母）；中间比边缘 的透镜是凹透镜，如图中的 。（填字母） 2．如图四种玻璃透镜中（　　） A．只有a是凸透镜 B．c是凹透镜 C．只有a 和b是凹透镜 D．只有d是凹透镜 3．关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜可以做成近视眼镜 B．凸透镜有两个焦点 C．经过凸透镜的光一定相交于一点 D．凹透镜没有焦点，它不能使光相交于一点 4．关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B．凸透镜有两个焦点，凹透镜没有焦点 C．阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑 D．通过凸透镜的两束光可能不相交于一点 考点02 作图题 5．如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F是凸透镜的焦点） 6．如图所示，完成凹透镜两条光线对应的折射光线和入射光线。 7．请在图中画出经过透镜折射后的光线： 8．如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。 考点03 光心、主光轴、焦点、焦距 9．关于透镜的焦点和焦距的说法，正确的是（　　） A．凹透镜对光起发散作用，所以凹透镜没有焦点 B．凸透镜有两个虚焦点 C．凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 D．透镜的光心位于它的主光轴上 10．平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于 上的一点，这点称为凸透镜的 ，该点到光心的距离称为 。 11．凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫作凸透镜的 ；凸透镜有 个焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫作 。 12．关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是（　　） A．凸透镜有两个实焦点 B．凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距 C．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点 D．把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴 考点04 透镜对光的作用 13．下列关于透镜的说法，正确的是（　　） A．凹透镜对光有发散作用 B．凸透镜两个焦点之间的距离叫做焦距 C．凸透镜只对平行光有会聚作用 D．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 14．关于透镜下列说法错误的是（　　） A．一束光射向凸透镜，通过凸透镜后一定经过焦点 B．从焦点处射向凸透镜的光，通过凸透镜后一定平行主光轴 C．经过光心的光传播方向不变 D．凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越强 15．材料和口径相同、厚度不同的两个凸透镜，下列说法错误的是（　　） A．厚的透镜具有会聚作用 B．薄的透镜具有发散作用 C．厚的透镜会聚能力强 D．薄透镜的焦距大 16．我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。“水晶饼”利用太阳光生火的原因是（　　） A．光的反射 B．对光有会聚作用 C．光的色散 D．对光有发散作用 考点05 光路图的综合辨析 17．光通过透镜的光路如图所示，正确的是（　　） A． B． C． D． 18．复习完透镜作图后，小贝同学画了以下4幅光路图，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 19．如图所示，通过透镜的光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 考点06 填空综合题 20．在炎热的夏天不能向盆栽的荷叶上洒水，这是因为洒水会使水凝结成圆形的水珠，圆形的水珠相当于 透镜，对太阳光有 作用，会“烧糊”叶片。 21．近视眼镜和老花镜都是透镜，现通过实验确定哪个是凸透镜， 的是凸透镜。 22．某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上．不料因太阳光经过矿泉水瓶照射，导致车内物品被点燃引发火灾．矿泉水瓶相当于 ，对光有 作用．因此，提醒大家在车内不要随意放置透明的有水的物品。 23．要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的 上，这里利用了光路是 。 24．小庆想通过实验判断透镜的类型，如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光会聚于点B，则该透镜是 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 25．利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到 最亮的光斑，如图甲A和B是两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm，则凸透镜的焦距是 cm。如图乙所示，两束光线原本相交于B点，在框内放一个透镜后相交于A点，则该透镜是 透镜。 考点07 透镜对光的作用的综合应用（含难点） 26．下列关于透镜的说法正确的是（　　） ①凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点 ②平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 ③凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 ④经过凹透镜的光线有可能比原来更会聚了一些 A．只有①正确 B．只有①②正确 C．只有③④正确 D．只有④正确 27．放在凸透镜主光轴上焦点F以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．凸透镜可以对光线起发散作用 B．凸透镜对光线有会聚作用还是发散作用取决于点光源S在主光轴上的位置 C．只有平行于主光轴的光线，凸透镜才会起到会聚作用 D．两条折射光线反向延长线的交点为S的虚像位置 28．如图画出了光线通过透镜（图中未画）的情形，其中是凸透镜的是（　　） A．甲 B．丙 C．乙、丙 D．甲、乙、丙 29．如图所示是光线经过某一个光学元件后的光路图，请判断该光学元件是（　　） A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．以上都有可能 30．根据如图，判断虚线框内放的透镜是（　　） A．甲为凸透镜，乙为凹透镜 B．甲为凹透镜，乙为凸透镜 C．甲、乙都为凸透镜 D．甲、乙都为凹透镜 31．如图所示是一只激光笔发出的光束经过某光学元件（未画出）的光路示意图，下列说法正确的是（　　） A．这个光学元件一定是平面镜 B．这个光学元件一定对光有会聚作用 C．这个光学元件可能是凸透镜 D．这种现象光速不可能发生变化 32．生活中物体可以不断的反射光线，我们可以利用这些光线判断透镜的种类。如图所示，虚线框内为一透镜，为透镜的主光轴，是透镜光心，（双箭头）和（单箭头）是射向透镜的两条光线，已知光线通过透镜之后与交于点，光线通过透镜之后与交于点，由图可知，下列说法中正确的是（　　） A．透镜是凸透镜，距离小于焦距 B．透镜是凸透镜，距离大于焦距 C．透镜是凹透镜，距离小于焦距 D．透镜是凹透镜，距离大于焦距 考点08 测量凸透镜的焦距（含难点） 33．兴趣小组在课余时间利用太阳光测量某一凸透镜的焦距f。同学们将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示。在纸上呈现一个并非最小的光斑，测得这个光斑到凸透镜的距离为l。将凸透镜向远离纸的方向移动，发现光斑先变小后变大，则下列关于l和f的关系正确的是（　　） A．l=f B．l>f C．l<f D．l≥f 34．如图，平面镜MN垂直于凸透镜的主轴CC′，点光源S位于主轴上，光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主轴平行。已知S到透镜和平面镜的距离分别是10cm、4cm，则此透镜的焦距是（　　）    A．20cm B．18cm C．14cm D．8cm 35．如图，将凸透镜正对太阳，其下方的纸上呈现出一个并非最小最亮的光斑，这是光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距为（　　） A．可能大于L，也可能小于L B．一定大于L C．一定小于L D．一定等于L 36．如图所示，把一个凸透镜放在平面镜前，一束与凸透镜主光轴平行的入射光射向凸透镜（光线a、b是这束光的上下边缘），当观察平面镜时，感觉光束是从镜后的M点发散开来，则凸透镜的焦距是（　　） A．40 cm B．30 cm C．10 cm D．20 cm 考点09 实验题 37．如图甲所示，A、B（或C、D）两个凸透镜的制造材料不同，球形表面的弯曲程度相同；A、C两个凸透镜的制造材料相同，球形表面的弯曲程度不同。 （1）探究凸透镜的焦距与其制造材料的关系时，应选取 两个凸透镜进行实验；目的是控制 等因素相同，仅改变 。 （2）探究凸透镜的焦距与透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选取 两个凸透镜；让与主光轴平行的光通过两个凸透镜后，会聚于焦点处（图乙），由此得到的结论是： 。 38．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。 （1）如图所示的两种操作方案中，正确的是图 （选填“甲”或“乙”）所示方案。 （2）采用正确的操作方案，适当调整位置后，当在白纸上出现一个 的光斑时，光斑到凸透镜中心的距离为20cm，则该凸透镜的焦距为 cm。 （3）若在测量另一凸透镜焦距的过程中，白纸上出现一个较大的光斑，光斑到凸透镜中心的距离为L，则该凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于”）L。 39．某物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。 （1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答： （选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸 ； （2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 的关系”。 一、单选题 1．如图所示，MN为透镜L的主光轴，AB为一条从左边射向透镜后折射的光线，由此可以判定（　　） A．若L是凸透镜，B点一定是L的焦点 B．若B点是L的焦点，则L一定不是凸透镜 C．若B点是L的焦点，AB的入射线一定平行于主光轴 D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，则L一定不是凹透镜 2．如图所示，有一长方体玻砖，在它内部的中心位置有一圆形气泡，当一束平行光垂直于玻砖向下照射时（中心位置切面如图所示），在地面MN区域内可能会看到 A．矩形亮斑 B．矩形暗斑 C．矩形暗斑且中心有一亮点 D．矩形亮斑且中心有一暗点 3．如图所示是一个魔术箱。魔术箱顶部的中央有一条窄缝，使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，遮光板并没有挡住激光束的传播。下列关于魔术箱的内部结构，说法正确的是（　　） A．魔术箱内一定有三块平面镜 B．遮光板插入窄缝的高度等于魔术箱的高度 C．激光束的传播方向在魔术箱内可能改变 4 次 D．魔术箱左右两侧的小孔一定要在同一水平高度 二、填空题 4．为了测量某凸透镜焦距，小华先在纸上画了一个小于透镜大小的圆环，如图所示，将凸透镜正对太阳光，在其下方距透镜8cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，当将该透镜远离白纸垂直移动6cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，此过程中光斑的大小 （选填“先变小后变大”或“先变大后变小”），通过计算可以得到该凸透镜的焦距为 cm。 5．如图，小龙用一枚小灯珠S（近视为点光源）进行凸透镜成像规律的探究，他将小灯珠S沿平行主光轴方向匀速直线向右移动时，右侧的实像S′将沿 （选填“曲线”或“直线”）运动。当他将小灯珠S放在主光轴上的A处时，在右侧主光轴上B处的竖直光屏上得到与凸透镜等大的圆形光斑。若AO=20cm、BO=40cm，该凸透镜的焦距可能为 cm。 6．如图是一只魔术箱，箱的左右两侧同一水平线上各有一个小孔，一束光从左侧的小孔射入，将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好挡住光线，可光仍从右孔射出。针对这一奇怪的现象，下面三种设计方案中可以实现的有 ；若魔术箱内只使用了平面镜，则平面镜至少要 块。 A．B．C． 三、实验题 7．在成功完成“放大镜取火（如图）”的实践活动后，小华想进一步探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想： 猜想1：凹透镜也能点燃火柴； 猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关； 猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关； （1）他们经过讨论，判断猜想1是错误的，你认为他们判断的依据是 ； （2）为了验证猜想2，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的时间基本相等，这说明猜想2是 的（选填“正确”或“错误”）； （3）请设计一个简单实验，帮助小华验证猜想3是否正确。 a. 实验器材：太阳光、三块 的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤： ； c. 实验结论： 。 8．小明在学习了凸透镜后，想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。    （1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 （选填“大”或“小”），会聚能力越 （选填“强”或“弱”）； （2）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择甲乙两个透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是 ； （3）如图（c）光的色散现象，如果分别用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用 （选填“红”或“紫”）光测出的凸透镜焦距更大； （4）小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，这会使测得的焦距 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 9．学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样． （1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想； 猜想1：与小孔到光屏的距离有关； 猜想2：与小孔的形状有关： 猜想3：与小孔的大小有关： ①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是 的. ②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是 . ③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表： 圆孔的直径/mm 小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0 像的清晰度 清晰 清晰 清晰 清晰 清晰 清晰 像的明亮程度 ……逐渐变亮 实验现象表明：在小孔成像清晰时， . （2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图丙所示： ①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像．在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 . ②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 （选填“大”或“小”) ③若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 ，像的大小 . 一、综合题 1．人们深入研究光的折射规律后制作了菲涅尔透镜。甲图中图1是平凸透镜的截面图，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经过透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙所示为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜面垂直面向太阳光时，光线聚焦在电池片上，汇聚了更多的能量，因而需要的电池面积变小，大大节约了成本。 （1）下列关于菲涅尔透镜的说法中，不正确的是( )； A．手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜部分可以使手机做得更薄 B．与相同直径的平凸透镜相比，菲涅尔透镜光能损失更少 C．菲涅尔透镜由一圈圈凸透镜和凹透镜组成 D．与相同直径的平凸透镜相比，菲涅尔透镜所用材料更少 （2）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后的光路图； （3）菲涅尔透镜的一个面为平面，另一个面为锯齿状的螺纹面，为保证较好的聚光效果，应将菲涅尔透镜的“平面”对准太阳光，太阳能板受光面应涂上 （选填“黑色”或“白色”）。 （4）如图丁所示，一块太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的处，则与不放菲涅尔透镜相比，太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的 倍（不考虑光传播过程中能量的损失）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.2 透镜 目录 2 考点01 透镜的分类及特点 2 考点02 作图题 3 考点03 光心、主光轴、焦点、焦距 5 考点04 透镜对光的作用 6 考点05 光路图的综合辨析 7 考点06 填空综合题 8 考点07 透镜对光的作用的综合应用（含难点） 10 考点08 测量凸透镜的焦距（含难点） 14 考点09 实验题 16 17 24 考点01 透镜的分类及特点 1．透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的 （选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘 的透镜是凸透镜，如图中的 （填字母）；中间比边缘 的透镜是凹透镜，如图中的 。（填字母） 【答案】 折射 厚 A、D 薄 B、C 【详解】[1][2][3][4][5]透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的折射；中间厚边缘薄的是凸透镜；中间薄边缘厚的是凹透镜；由图可知，A、D中间厚边缘薄是凸透镜；B、C中间薄边缘厚是凹透镜。 2．如图四种玻璃透镜中（　　） A．只有a是凸透镜 B．c是凹透镜 C．只有a 和b是凹透镜 D．只有d是凹透镜 【答案】D 【详解】由图可知，透镜abc中间厚边缘薄是凸透镜，透镜d中间薄边缘厚是凹透镜，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜可以做成近视眼镜 B．凸透镜有两个焦点 C．经过凸透镜的光一定相交于一点 D．凹透镜没有焦点，它不能使光相交于一点 【答案】B 【详解】A．凸透镜对光线有会聚作用，可以做成远视眼镜，故A错误； B．凸透镜有两个焦点，可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点，故B正确； C．经过凸透镜的光会比原来向主光轴偏折一些，但不一定相交于一点，如发散的光线，经凸透镜后发散程度会减小，但不能相交于一点，故C错误； D．凹透镜没有实焦点，但它也能使光相交于一点，如会聚的光线，经凹透镜折射后会延迟会聚，最终相交于一点，故D错误。 故选B。 4．关于透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B．凸透镜有两个焦点，凹透镜没有焦点 C．阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑 D．通过凸透镜的两束光可能不相交于一点 【答案】D 【详解】A．根据凸透镜和凹透镜的定义可知，区分凸透镜和凹透镜是看中间比边缘厚或是薄，并不是看整个镜片有多厚或是多薄，故A错误； B．凸透镜和凹透镜都有两个焦点，故B错误； C．凸透镜才能会聚光线，阳光透过凸透镜后才能得到一个又小又亮的光斑，故C错误； D．通过凸透镜的两束光可能相交于一点，也可能不相交于一点，故D正确。 故选D。 考点02 作图题 5．如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F是凸透镜的焦点） 【答案】 【详解】平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线经过凸透镜的焦点；经过凸透镜焦点的光线，经凸透镜折射后，折射光线平行于凸透镜的主光轴，故作图如下： 6．如图所示，完成凹透镜两条光线对应的折射光线和入射光线。 【答案】 【详解】指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，如图所示： 7．请在图中画出经过透镜折射后的光线： 【答案】 【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，过光心的光线，传播方向不发生改变，如图所示： 8．如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。 【答案】 【详解】平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不变；过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜主光轴。如图所示： 考点03 光心、主光轴、焦点、焦距 9．关于透镜的焦点和焦距的说法，正确的是（　　） A．凹透镜对光起发散作用，所以凹透镜没有焦点 B．凸透镜有两个虚焦点 C．凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 D．透镜的光心位于它的主光轴上 【答案】D 【详解】A．凹透镜对光有发散作用，有两个虚焦点，故A错误； B．凸透镜有两个实焦点，故B错误； C．凸透镜的焦点到光心的距离叫焦距，故C错误； D．光心是位于主光轴上的特殊点，通过光心的光线传播方向不变，故D正确。 故选D。 10．平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于 上的一点，这点称为凸透镜的 ，该点到光心的距离称为 。 【答案】 主光轴 焦点 焦距 【详解】[1][2]凸透镜具有会聚光线的能力，平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于主光轴上的一点，这个点称为凸透镜的焦点。 [3]凸透镜焦点到凸透镜光心的距离称为焦距，由于光路具有可逆性，所以凸透镜左右各有一个焦点。 11．凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫作凸透镜的 ；凸透镜有 个焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫作 。 【答案】 焦点 2 焦距 【详解】[1][2][3]凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的焦点上。焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，凸透镜左右两侧各有一焦点，因此凸透镜有两个焦点。 12．关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是（　　） A．凸透镜有两个实焦点 B．凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距 C．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点 D．把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴 【答案】B 【详解】AC．平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于一点，这个点是实际光线会聚而成，因此是实焦点，凸透镜左右两侧各有一个实焦点。故AC正确，AC不符合题意； B．凸透镜中心到焦点的距离称为焦距。故B错误，B符合题意； D．平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于焦点处，根据光路是可逆的，若把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴。故D正确，D不符合题意。 故选B。 考点04 透镜对光的作用 13．下列关于透镜的说法，正确的是（　　） A．凹透镜对光有发散作用 B．凸透镜两个焦点之间的距离叫做焦距 C．凸透镜只对平行光有会聚作用 D．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 【答案】A 【详解】A．凹透镜对所有光线有发散作用，故A正确； B．凸透镜的焦点到光心的距离为焦距，而不是两个焦点之间的距离叫做焦距，故B错误； C．凸透镜对所有光有会聚作用，不单指对平行光，故C错误； D．只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后才会聚于焦点，故D错误。 故选A。 14．关于透镜下列说法错误的是（　　） A．一束光射向凸透镜，通过凸透镜后一定经过焦点 B．从焦点处射向凸透镜的光，通过凸透镜后一定平行主光轴 C．经过光心的光传播方向不变 D．凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越强 【答案】A 【详解】AC．一束光射向凸透镜，通过凸透镜后不一定经过焦点，可以不经过焦点，比如经过光的传播方向不变，就没有经过焦点，故A错误，A符合题意；C正确，C不符合题意； B．平行于主光轴的光线经折射后必然过焦点，那么根据光路可知，从焦点处射向凸透镜的光，通过凸透镜后一定平行主光轴，故B正确，B不符合题意； D．凸透镜的焦距越小，对光线的偏折能力越强，对光的会聚作用越强，故D正确，D不符合题意。 故选A。 15．材料和口径相同、厚度不同的两个凸透镜，下列说法错误的是（　　） A．厚的透镜具有会聚作用 B．薄的透镜具有发散作用 C．厚的透镜会聚能力强 D．薄透镜的焦距大 【答案】B 【详解】AB．凸透镜对光线有会聚作用，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意； C．凸透镜越厚，对光的偏折能力越强，焦距越小，对光会聚能力超强，故C正确，不符合题意； D．凸透镜越薄，对光的偏折能力越弱，焦距越大，故D正确，不符合题意。 故选B。 16．我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。“水晶饼”利用太阳光生火的原因是（　　） A．光的反射 B．对光有会聚作用 C．光的色散 D．对光有发散作用 【答案】B 【详解】“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，即中间厚、边缘薄，属于凸透镜。凸透镜对光线有会聚作用。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 考点05 光路图的综合辨析 17．光通过透镜的光路如图所示，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．平行于凸透镜主光轴的光线，经透镜折射后过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，故A错误，B正确； C．平行于凹透镜主光轴的光线，经透镜折射后变得发散，发散光线的反向延长线过虚焦点，故C错误； D．过凹透镜虚焦点的光线，经凹透镜折射后变得比原来更发散，故D错误。 故选B。 18．复习完透镜作图后，小贝同学画了以下4幅光路图，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AC．凹透镜的三条特殊光线：过光心的光线，其传播方向不变；平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长线通过焦点；指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴。A中是经过焦点的光线，经凹透镜折射后将远离主光轴，C中是平行于主光轴的入射光线，经凹透镜折射后折射光线的反向延长线通过焦点，故AC错误； BD．凸透镜三条特殊光线：过凸透镜光心的光线，其传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。B中经焦点的光线，折射后的折射光线应平行于主光轴，D中平行于主光轴的光线经折射后的折射光线会聚于焦点，故B错误，D正确。 故选D。 19．如图所示，通过透镜的光路图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．对于凸透镜，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，故A错误； B．对于凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故B错误； C．对于凹透镜，指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴，故C正确； D．对于凹透镜，过焦点的光线不属于特殊光线，因凹透镜对光线有发散作用，故折射光线将远离主光轴，故D错误。 故选C。 考点06 填空综合题 20．在炎热的夏天不能向盆栽的荷叶上洒水，这是因为洒水会使水凝结成圆形的水珠，圆形的水珠相当于 透镜，对太阳光有 作用，会“烧糊”叶片。 【答案】 凸 会聚 【解析】【小题1】[1][2]炎热的夏天向盆栽的植物叶子洒水，水会形成圆形的水珠，其结构类似凸透镜的结构，因此相当于凸透镜，对直射的阳光有会聚作用，会“烧糊”叶片。 21．近视眼镜和老花镜都是透镜，现通过实验确定哪个是凸透镜， 的是凸透镜。 【答案】对光起到会聚作用的 【详解】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，所以可以根据对光的会聚作用还是发散作用来区分凸透镜和凹透镜，对光起到会聚作用的凸透镜。 22．某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上．不料因太阳光经过矿泉水瓶照射，导致车内物品被点燃引发火灾．矿泉水瓶相当于 ，对光有 作用．因此，提醒大家在车内不要随意放置透明的有水的物品。 【答案】 凸透镜 会聚 【详解】[1][2]矿泉水瓶中间厚，边缘薄，相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。 23．要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的 上，这里利用了光路是 。 【答案】 焦点 可逆的 【详解】[1][2] 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，所以根据光路是可逆的，把小灯泡放在焦点上，光线经凸透镜折射后会平行射出。 24．小庆想通过实验判断透镜的类型，如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光会聚于点B，则该透镜是 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】凹透镜 【详解】由图可知，光线经过透镜后延迟了会聚，即变得发散了一些，所以，该透镜是对光具有发散作用的凹透镜。 25．利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到 最亮的光斑，如图甲A和B是两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm，则凸透镜的焦距是 cm。如图乙所示，两束光线原本相交于B点，在框内放一个透镜后相交于A点，则该透镜是 透镜。 【答案】 最小 9.9 凹 【详解】[1]利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到最小最亮的光斑，即为焦点，焦点到光心的距离为焦距。 [2]如图甲A和B是两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为10.1cm和9.9cm，该实验中太阳光应该垂直射向凸透镜，B同学的测量方法正确，则凸透镜的焦距是9.9cm。 [3]如图乙所示，两束光线原本相交于B点，在框内放一个透镜后相交于A点，说明光线通过该透镜后比以前发散了一些，则该透镜是凹透镜。 考点07 透镜对光的作用的综合应用（含难点） 26．下列关于透镜的说法正确的是（　　） ①凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点 ②平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 ③凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 ④经过凹透镜的光线有可能比原来更会聚了一些 A．只有①正确 B．只有①②正确 C．只有③④正确 D．只有④正确 【答案】A 【详解】①凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有两个实焦点，说法正确； ②只有与主光轴平行的平行光，经凸透镜折射后一定会聚在焦点上，说法错误； ③焦点到透镜光心的距离叫焦距，说法错误； ④凹透镜对光线有发散作用，会聚光线经过凹透镜折射后，说法错误，故A正确，BCD错误。 故选A。 27．放在凸透镜主光轴上焦点F以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．凸透镜可以对光线起发散作用 B．凸透镜对光线有会聚作用还是发散作用取决于点光源S在主光轴上的位置 C．只有平行于主光轴的光线，凸透镜才会起到会聚作用 D．两条折射光线反向延长线的交点为S的虚像位置 【答案】D 【详解】A．由图可知，光线经凸透镜后偏向主光轴，说明凸透镜可以对光线起会聚作用，故A错误； B．凸透镜的会聚作用与点光源S在主光轴的位置无关，故B错误； C．凸透镜对所有光线都起到会聚作用，故C错误； D．人眼认为光是沿直线传播的，因此两条折射光线反向延长线的交点为S的虚像位置，故D正确。 故选D。 28．如图画出了光线通过透镜（图中未画）的情形，其中是凸透镜的是（　　） A．甲 B．丙 C．乙、丙 D．甲、乙、丙 【答案】B 【详解】A．图中，光线经过透镜后变得比原来发散了一些，应为凹透镜； B．图中，光线经过透镜后变得比原来发散了一些，应为凹透镜； C．图中，光线经过透镜后变得比原来会聚了一些，应为凸透镜； D．图中，光线经过透镜后变得比原来发散了一些，应为凹透镜； 综上所述，只有丙中透镜是凸透镜，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 29．如图所示是光线经过某一个光学元件后的光路图，请判断该光学元件是（　　） A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．以上都有可能 【答案】D 【详解】由题意可知，若该光学元件是凸透镜，则光路图如下： 若该光学元件是凹透镜，则光路图如下： 若该光学元件是平面镜，则光路图如图所示： 因此该光学元件可能是凸透镜、凹透镜、平面镜，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 30．根据如图，判断虚线框内放的透镜是（　　） A．甲为凸透镜，乙为凹透镜 B．甲为凹透镜，乙为凸透镜 C．甲、乙都为凸透镜 D．甲、乙都为凹透镜 【答案】A 【详解】发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此甲图应是凸透镜；发光点发出的两束光通过乙透镜后折射光线变得发散了，因此乙图应是凹透镜。 故选A。 31．如图所示是一只激光笔发出的光束经过某光学元件（未画出）的光路示意图，下列说法正确的是（　　） A．这个光学元件一定是平面镜 B．这个光学元件一定对光有会聚作用 C．这个光学元件可能是凸透镜 D．这种现象光速不可能发生变化 【答案】C 【详解】ABC．可以为平面镜的入射光线和反射光线，如图所示： 可以是凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，凸透镜对光有会聚作用，如图所示： 可以是凹透镜，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，凹透镜对光有发散作用，如图所示： 故C正确，AB错误； D．如果是凸透镜或凹透镜，光从空气进入玻璃中，光速发生变化，故D错误。 故选C。 32．生活中物体可以不断的反射光线，我们可以利用这些光线判断透镜的种类。如图所示，虚线框内为一透镜，为透镜的主光轴，是透镜光心，（双箭头）和（单箭头）是射向透镜的两条光线，已知光线通过透镜之后与交于点，光线通过透镜之后与交于点，由图可知，下列说法中正确的是（　　） A．透镜是凸透镜，距离小于焦距 B．透镜是凸透镜，距离大于焦距 C．透镜是凹透镜，距离小于焦距 D．透镜是凹透镜，距离大于焦距 【答案】A 【详解】AB．由图中可知，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线．经透镜的折射作用后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜。因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，而a光线如果不发生折射，他将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距，故A正确，B错误； CD．平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，而b光线如果不发生折射，将会偏离主光轴射出，又因为b不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的右侧，所以此时OQ大于焦距，故CD错误。 故选A。 考点08 测量凸透镜的焦距（含难点） 33．兴趣小组在课余时间利用太阳光测量某一凸透镜的焦距f。同学们将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示。在纸上呈现一个并非最小的光斑，测得这个光斑到凸透镜的距离为l。将凸透镜向远离纸的方向移动，发现光斑先变小后变大，则下列关于l和f的关系正确的是（　　） A．l=f B．l>f C．l<f D．l≥f 【答案】C 【详解】AD．若l=f，则平行于凸透镜主光轴的入射光经凸透镜会聚于焦点，焦点到光心的距离就是焦距，此时光斑应是最小最亮的，但题中告诉纸上并非最小光斑，故AD错误； B．若l>f，将凸透镜向远离纸的方向移动时，光斑应越来越大，故B错误； C．若l<f，将凸透镜向远离纸的方向移动时，l增大，光斑应先变小，当光斑最小最亮时l=f，再远离时光斑逐渐变大，故C正确。 故选C。 34．如图，平面镜MN垂直于凸透镜的主轴CC′，点光源S位于主轴上，光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主轴平行。已知S到透镜和平面镜的距离分别是10cm、4cm，则此透镜的焦距是（　　）    A．20cm B．18cm C．14cm D．8cm 【答案】B 【详解】由题意可知，光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主轴平行，如下图所示，根据凸透镜的三条特殊光线的规律，通过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，由此可知，光线SA经平面镜的反射光线，它的反向延长线是经过凸透镜的焦点，即点光源S关于平面镜MN的像S′为焦点，OS′为焦距，已知OS为10cm，B为平面镜MN与CC′的交点，SB为4cm，根据平面镜的成像规律，像距等于物距，BS′也为4cm，则此透镜的焦距为 此透镜的焦距为18cm，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。    35．如图，将凸透镜正对太阳，其下方的纸上呈现出一个并非最小最亮的光斑，这是光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距为（　　） A．可能大于L，也可能小于L B．一定大于L C．一定小于L D．一定等于L 【答案】C 【详解】由于光斑到凸透镜的距离为L时，即像距为L时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f≠L，若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此f一定小于L。 故选C。 36．如图所示，把一个凸透镜放在平面镜前，一束与凸透镜主光轴平行的入射光射向凸透镜（光线a、b是这束光的上下边缘），当观察平面镜时，感觉光束是从镜后的M点发散开来，则凸透镜的焦距是（　　） A．40 cm B．30 cm C．10 cm D．20 cm 【答案】D 【详解】把一个凸透镜放在平面镜前，一束与凸透镜主光轴平行的入射光射向凸透镜，会聚于F点后射像平面镜，当观察平面镜时，感觉光束是从镜后的M点发散开来，说明M点为F点在平面镜中的像点。由图得，像距为10cm，由平面镜成像中，像距等于物距得，F与平面镜的距离为10cm，则凸透镜的焦距是 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 考点09 实验题 37．如图甲所示，A、B（或C、D）两个凸透镜的制造材料不同，球形表面的弯曲程度相同；A、C两个凸透镜的制造材料相同，球形表面的弯曲程度不同。 （1）探究凸透镜的焦距与其制造材料的关系时，应选取 两个凸透镜进行实验；目的是控制 等因素相同，仅改变 。 （2）探究凸透镜的焦距与透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选取 两个凸透镜；让与主光轴平行的光通过两个凸透镜后，会聚于焦点处（图乙），由此得到的结论是： 。 【答案】 A、B（或C、D） 球形表面的弯曲程度 材料 A、C 材料相同的凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越小 【详解】(1)[1][2][3]实验时要采用控制变量的方法，所以要研究凸透镜的焦距大小与材料的关系，必须控制两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，而材料不同，所以应该选用A、B（或C、D）。 (2)[4]要探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系，应选择材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验，所以应选A、C。 [5]如图乙所示，比较两次实验的现象，可以得到的结论是：相同材料的凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越小。 38．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。 （1）如图所示的两种操作方案中，正确的是图 （选填“甲”或“乙”）所示方案。 （2）采用正确的操作方案，适当调整位置后，当在白纸上出现一个 的光斑时，光斑到凸透镜中心的距离为20cm，则该凸透镜的焦距为 cm。 （3）若在测量另一凸透镜焦距的过程中，白纸上出现一个较大的光斑，光斑到凸透镜中心的距离为L，则该凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于”）L。 【答案】 乙 最小、最亮 20 小于 【详解】（1）[1]把凸透镜正对太阳光，使太阳光跟主光轴平行，能在纸上形成最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，正确的是图乙所示方案。 （2）[2]适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，这个点是凸透镜的焦点。 [3]经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，此距离长度就为焦距大小，所以凸透镜的焦距为20cm。 （3）[4]若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，说明光斑已经从最小逐渐变大，则凸透镜的焦距小于L。 39．某物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。 （1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答： （选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸 ； （2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 的关系”。 【答案】 A、C 小 材料 【详解】（1）[1]要探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，应选择材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验，A、C两凸透镜材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同，应选A、C两凸透镜进行实验。 [2]由图甲、乙知道，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越短、会聚能力越强。 （2）[3]由图知道，A、B两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，材料不同，因此可以用它们探究凸透镜的焦距大小与透镜材料的关系。 一、单选题 1．如图所示，MN为透镜L的主光轴，AB为一条从左边射向透镜后折射的光线，由此可以判定（　　） A．若L是凸透镜，B点一定是L的焦点 B．若B点是L的焦点，则L一定不是凸透镜 C．若B点是L的焦点，AB的入射线一定平行于主光轴 D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，则L一定不是凹透镜 【答案】D 【分析】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，据此分析判断。 【详解】A．若L是凸透镜，入射光线平行于主光轴，则B点为凸透镜的焦点，若入射光线没有平行主光轴，则折射光线不会通过焦点， B当然也不是焦点，故A错误； BC．若B点是L的焦点（可以是实焦点，也可以是虚焦点），L可能为凸透镜，也可能为凹透镜。当L为凸透镜时，AB的入射线一定平行于主光轴；当L为凹透镜时，AB的入射线一定不平行于主光轴，故BC错误； D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，L若是凹透镜，将变得发散，不会折射到B，所以一定不是凹透镜，而是凸透镜，故D正确。 故选D。 2．如图所示，有一长方体玻砖，在它内部的中心位置有一圆形气泡，当一束平行光垂直于玻砖向下照射时（中心位置切面如图所示），在地面MN区域内可能会看到 A．矩形亮斑 B．矩形暗斑 C．矩形暗斑且中心有一亮点 D．矩形亮斑且中心有一暗点 【答案】D 【详解】垂直向下的光线经过气泡时，实际是从玻璃射向空气，折射角大于入射角，经过中间一点时，中间气泡相当于两个凹透镜，对光线起发散作用，不能会聚，所以中间比四周较暗，故选D． 3．如图所示是一个魔术箱。魔术箱顶部的中央有一条窄缝，使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，遮光板并没有挡住激光束的传播。下列关于魔术箱的内部结构，说法正确的是（　　） A．魔术箱内一定有三块平面镜 B．遮光板插入窄缝的高度等于魔术箱的高度 C．激光束的传播方向在魔术箱内可能改变 4 次 D．魔术箱左右两侧的小孔一定要在同一水平高度 【答案】C 【详解】要想实现上述现象魔核内可以有多种结构，如图 A．魔术箱内不一定是平面镜，其他装置也可实现以上现象，故A错误； B．遮光板插入窄缝的高度只需大于等于入射光线的高度即可，故B错误； C．激光束要想不被挡住，肯定要在魔盒内先改变传播方向降低高度，再经反射升高传播方向，再改变方向水平出射，因此传播方向在魔术箱内可能改变 4 次，故C正确； D．魔术箱左右两侧的小孔不一定要在同一水平高度，可以通过反射角度调整出射光线的高度，故D错误。 故选C。 二、填空题 4．为了测量某凸透镜焦距，小华先在纸上画了一个小于透镜大小的圆环，如图所示，将凸透镜正对太阳光，在其下方距透镜8cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，当将该透镜远离白纸垂直移动6cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，此过程中光斑的大小 （选填“先变小后变大”或“先变大后变小”），通过计算可以得到该凸透镜的焦距为 cm。 【答案】 先变小后变大 11 【详解】[1][2]由题意可知，将凸透镜正对太阳光，而太阳光的光线相当于平行光，平行于主光轴的光线经过凸透镜时，会聚于另一侧的焦点，题中说明在其下方距透镜8cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，然后再将该透镜远离白纸垂直移动6cm时，光斑再次与圆环重合，这些都表明了另一侧的焦点，在两个光斑的中间，并且两个光斑到焦点的距离相等，如下图所示，可知第一个光斑与第二个光斑之间的距离为6cm，则另一侧的焦点与第一个光斑的距离为3cm，第一个光斑与透镜距离8cm，则该凸透镜的焦距为 该凸透镜的焦距为11cm； 并且从下图可看到，从第一个光斑到第二个光斑，此过程中光斑的大小是先变小后变大。 5．如图，小龙用一枚小灯珠S（近视为点光源）进行凸透镜成像规律的探究，他将小灯珠S沿平行主光轴方向匀速直线向右移动时，右侧的实像S′将沿 （选填“曲线”或“直线”）运动。当他将小灯珠S放在主光轴上的A处时，在右侧主光轴上B处的竖直光屏上得到与凸透镜等大的圆形光斑。若AO=20cm、BO=40cm，该凸透镜的焦距可能为 cm。 【答案】 直线 20 【详解】[1]点光源成实像时，平行于主光轴光线经凸透镜后的折射光线与经光心的折射光线会聚点便是点光源所成的实像，点光源沿主光轴向右移动的过程中，平衡于主光轴入射的光线方向不变，其折射光线的方向不变，与经光心折射的光线的交点在同一直线上，所以右侧的实像将沿直线运动。 [2]小灯珠S在A点时，在右侧主光轴上B处成与凸透镜等大的圆形光斑，所以S在A点发出的光线经折射后，平行于主光轴，A点即凸透镜的焦点处，所以该凸透镜的焦距可能为20cm。 6．如图是一只魔术箱，箱的左右两侧同一水平线上各有一个小孔，一束光从左侧的小孔射入，将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好挡住光线，可光仍从右孔射出。针对这一奇怪的现象，下面三种设计方案中可以实现的有 ；若魔术箱内只使用了平面镜，则平面镜至少要 块。 A．B．C． 【答案】 AC 3 【详解】[1]选项A中有两块凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，故A可实现；选项B中为一凹透镜和一凸透镜，左边的凹透镜对光线有发散作用，而图中凹透镜对光线却有会聚的作用，故B不能实现；选项C中有两个凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，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，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，故C能实现，即三种设计方案中可以实现的有AC。 [2]一束光从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出时光线的方向没有发生改变，如下图所示，根据反射定律，通过三块平面镜的反射即可实现，即平面镜至少要3块。 三、实验题 7．在成功完成“放大镜取火（如图）”的实践活动后，小华想进一步探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想： 猜想1：凹透镜也能点燃火柴； 猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关； 猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关； （1）他们经过讨论，判断猜想1是错误的，你认为他们判断的依据是 ； （2）为了验证猜想2，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的时间基本相等，这说明猜想2是 的（选填“正确”或“错误”）； （3）请设计一个简单实验，帮助小华验证猜想3是否正确。 a. 实验器材：太阳光、三块 的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤： ； c. 实验结论： 。 【答案】 凹透镜对光线有发散作用 错误 焦距相同直径不同 见解析 见解析 【详解】（1）[1]凹透镜对太阳光有发散作用，不能将太阳光聚集在一起而点燃火柴，所以判断猜想1是错误的。 （2）[2]用直径相同而焦距不等的凸透镜多次做实验，发现火柴被点燃的时间基本相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距无关，则猜想2错误。 （3）[3][4][5]a. 实验器材：太阳光、三块焦距相同直径不同的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤：分别用焦距相同但直径不同的凸透镜正对太阳光，把火柴头放在凸透镜焦点处点燃，并记录点燃火柴所需要的时间； c. 实验结论：若三次点燃火柴所需要的时间相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小无关，猜想3是错误；若点燃火柴的时间不相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关，猜想3是正确的。 8．小明在学习了凸透镜后，想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。    （1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 （选填“大”或“小”），会聚能力越 （选填“强”或“弱”）； （2）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择甲乙两个透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是 ； （3）如图（c）光的色散现象，如果分别用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用 （选填“红”或“紫”）光测出的凸透镜焦距更大； （4）小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，这会使测得的焦距 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 小 强 控制变量法 红 不变 【详解】（1）[1][2]如图（b）所示，右图凸透镜比较凸一些，焦距较小，会聚能力加强，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越短，会聚能力越强。 （2）[3]如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，而材料不同，应选择甲、乙（或丙、丁）两个凸透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是控制变量法。 （3）[4]根据三棱镜对光线的偏折，由图可以得出，红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫光的焦点离透镜近，所以红光的焦距大。 （4）[5]小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，光的会聚点不变，只是会聚的光线变少，则测得的焦距不变。 9．学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样． （1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想； 猜想1：与小孔到光屏的距离有关； 猜想2：与小孔的形状有关： 猜想3：与小孔的大小有关： ①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是 的. ②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是 . ③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表： 圆孔的直径/mm 小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0 像的清晰度 清晰 清晰 清晰 清晰 清晰 清晰 像的明亮程度 ……逐渐变亮 实验现象表明：在小孔成像清晰时， . （2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图丙所示： ①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像．在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 . ②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 （选填“大”或“小”) ③若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 ，像的大小 . 【答案】 正确 没有控制小孔的大小相等 小孔越大，亮度越亮 C 小 更暗 不变 【详解】（1）①根据题意知道，当光屏从焦点处远离透镜过程中，出现光斑越大越暗的现象，则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关，故可判断猜想1是正确的； ②要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中既改变了孔的形状，也改变孔的大小，所以此过程中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等； ③分析表格的实验数据知道：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮． （2）①光屏上原本三个像，在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像，说明该经过透镜组折射后把三个像重叠在一起，那么三棱镜组合相当于凸透镜的作用，所以C选项中的组合合理； ②根据凸透镜对光线的作用，平行于主光轴，越靠近光心的光线经折射后汇聚于凸透镜的焦点其偏折程度小，所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小． ③若只用a孔替代凸透镜，平行于主光轴的光线经透镜折射后在光屏上成像，但要损失一部分能力，所以在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度变暗，但大小不变； 一、综合题 1．人们深入研究光的折射规律后制作了菲涅尔透镜。甲图中图1是平凸透镜的截面图，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经过透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙所示为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜面垂直面向太阳光时，光线聚焦在电池片上，汇聚了更多的能量，因而需要的电池面积变小，大大节约了成本。 （1）下列关于菲涅尔透镜的说法中，不正确的是( )； A．手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜部分可以使手机做得更薄 B．与相同直径的平凸透镜相比，菲涅尔透镜光能损失更少 C．菲涅尔透镜由一圈圈凸透镜和凹透镜组成 D．与相同直径的平凸透镜相比，菲涅尔透镜所用材料更少 （2）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后的光路图； （3）菲涅尔透镜的一个面为平面，另一个面为锯齿状的螺纹面，为保证较好的聚光效果，应将菲涅尔透镜的“平面”对准太阳光，太阳能板受光面应涂上 （选填“黑色”或“白色”）。 （4）如图丁所示，一块太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的处，则与不放菲涅尔透镜相比，太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的 倍（不考虑光传播过程中能量的损失）。 【答案】 C 黑色 9 【详解】（1）[1] A．菲涅尔透镜比凸透镜更薄，手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜部分可以手机做得更薄，故A正确，不符合题意； BD．与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失，故BD正确，不符合题意； C．菲涅尔透镜对光线具有会聚作用，由一圈圈凸透镜组成，故C错误，符合题意。 故选C。 （2）[2]菲涅尔透镜与平凸透镜一样，平行于主光轴入射的光线的折射光线经过焦点，如图所示： 如图 （3）[3]白色可以反射所有光，黑色可以吸收所有光，则菲涅尔透镜的一个面为平面，为保证较好的聚光效果，应将菲涅尔透镜的“平面”对准太阳光，太阳能板受光面应涂上黑色。 （4）[4]依题意得与几何关系与，当一块太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的处，太阳能板上受光照部分半径是螺纹透镜半径的 由得，太阳能板上受光照部分面积是螺纹透镜面积的，不考虑光传播过程中能量损失，即两者上的管内相等，所以与不放菲涅尔透镜相比，太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的9倍。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $$