内容正文:
第三章 光的折射 透镜
二、透 镜
1. 小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,下列操作最合理的是( )
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C
2. 小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小的,当纸片远离透镜时,光斑一直变大,就测出了光斑到凸透镜中心的距离l,那么,凸透镜的实际焦距( )
A.一定小于l B.一定大于l
C.可能等于l D.可能小于l,也可能大于l
A
点拨:由于光斑到凸透镜中心的距离为l时,纸片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,所以凸透镜的焦距f≠l;当纸片远离透镜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。
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3. 矿井中所使用的矿灯(如图),优点是光射出去后非常集中,几乎相当于平行光,要使小灯泡发出的光变成平行光,则该灯头的镜头镜片应选择________(填“凸透镜”或“凹透镜”),小灯泡应放在该透镜的_______位置上。
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凸透镜
焦点
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4. 小德同学用凸透镜观察物理书上的字,他看到的情形如图所示,则小德使用的光学仪器是__________,用该光学仪器看窗外远处的物体时,他所看到的是倒立的、________(填“放大”或“缩小”)的像,在该仪器后面放一张白纸,并调整它到凸透镜的距离,在白纸上______(填“可以”或“不可以”)看到窗外景物的像。
凸透镜
缩小
可以
5. [2023陕西]如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请分别画出两条入射光线通过凸透镜后的折射光线。
解:如图所示。
点方法:三条特殊光线:①平行过焦点;②过焦点平行;③过光心不变。
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6. 请在图中画出光线经过凹透镜后的光路图(F为焦点)。
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解:如图所示。
7. [2023南京期末]如图甲所示,光学元件由凸透镜A、B组成,A的直径为D,B的直径为d,将光学元件正对阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个圆斑,圆斑的直径均为d,
则下列说法正确的是( )
A.两个透镜的焦距可能相等
B.透镜A的焦距一定大于透镜B的焦距
C.该光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变大
D.该光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变小
B
点拨:由图可知,透镜A的焦点有两种可能,一种在白纸和透镜之间,一种在白纸的右侧,无论哪一种其焦距都比透镜B的焦距大,故A错误,B正确;光学元件远离白纸时,相当于光学元件不动,白纸向右移动,由图可知,当透镜A的焦点在透镜和白纸之间时,通过透镜A形成的光斑变大,当透镜A的焦点在白纸右侧时,通过透镜A形成的光斑先变小,后变大,通过透镜B形成的光斑变大,故CD错误。
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8. 如图,平面镜MN垂直于凸透镜的主光轴CC′,点光源S位于主光轴上,光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主光轴平行。已知S到透镜光心和平面镜的距离分别是10 cm、 4 cm,则此透镜的焦距是( )
A.20 cm B.18 cm
C.14 cm D.8 cm
B
点拨:由题意可知,光线SA经平面镜反射和透镜折射后与主光轴平行,如图所示,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,它的反向延长线经过凸透镜的焦点,即点光源S在平面镜MN中的像S′为焦点,OS′为焦距,已知OS为10 cm,B为平面镜MN与CC′的交点,SB为4 cm,根据平面镜的成像规律可知,像距等于物距,BS′也为4 cm,
则此透镜的焦距OS′=OS+SB
+BS′=10 cm+4 cm+4 cm=18 cm。
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9. 如图所示,完成图中光路图。
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解:如图所示。
10. 如图所示,根据已知光线画出原先的入射光线和后来的折射光线(两透镜焦距相同)。
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解:如图所示。
11. 如图所示的是医用笔形手电筒的小灯泡,它的玻璃泡前部中央厚、边缘薄,请你解释这样做的物理道理。
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中央厚、边缘薄构成了一个玻璃凸透镜,灯丝位于该凸透镜的焦点上,发出的光经过凸透镜会聚后平行于主光轴射出,能够射得远,光线集中强度大。
12. 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)所示的四个透镜(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、塑料或水晶制成)。
(1)当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点处,如图(b)所示,比较两次实验,可以得到的结论:在凸透镜的材料相同时,凸透镜表面越凸,其焦距越________(填“大”或“小”)。
小
(2)如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系,则应选择__________________两个透镜,这里主要用到的一个物理研究方法是______________。
甲、乙(或丙、丁)
控制变量法
(3)小明联想到如图(c)所示的光的色散现象,如果分别用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距,用________(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透镜边缘有一小块已经缺损,这会使测得的焦距__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
红
不变
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