3.2透镜-【新教材】2024-2025学年八年级物理上册步步为赢·课课练（苏科版2024）

苏 科 版 物 理 八 年 级 上 册 第三章《光的折射 透镜》 3.2透镜 夯实基础 知识点一 透镜 由透明物质制成，至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。 中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 敲黑板：1．凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。 2．透镜既是实际的一种光学器材，又是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。 趁热打铁： 例1．在如图所示的光学元件中，属于凹透镜的是（    ） A． B． C． D． 知识点二 透镜对光的作用 1．凸透镜相当于多个棱镜的组合，凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜。 2．凹透镜相当于多个棱镜的组合，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又称为发散透镜。 敲黑板：无论是平行光还是非平行光，凸透镜对其都具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。所以，发散光线经凸透镜后可能仍为发散光线，但发散程度会降低，如图甲所示。同理凹透镜对光线具有发散作用也并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，会聚光线经凹透镜后仍可能为会聚光线，但会聚程度会降低，如图乙所示。 甲 乙 趁热打铁： 例2．如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（ ） A． B．C．D． 例3．如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取下透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到 （选填“会聚”或“发散”）作用，由此说明，能将光线会聚于一点的透镜 （选填“一定”或“不一定”）是凸透镜。 知识点三 有关透镜的基本概念 1．光心：透镜的中心，用“O”表示。 2．主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线（主光轴是通过球心的直线C1C2），用点划线“”表示。 3．焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用“F”表示。凸透镜两侧均有焦点，且关于光心对称。 4．虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点，用“F”表示。凹透镜两侧均有虚焦点，且关于光心对称。 5．焦距：焦点到光心的距离，用“f ”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。 趁热打铁： 例4．如图所示，烈日炎炎的中午，车主将一瓶矿泉水随手放在仪表盘的防滑垫上，导致车内物品起火，挡风玻璃当场碎裂。这瓶矿泉水所起的作用相当于 ，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的 上，时间一长正好使放置于此处的物品起火。 知识点四 透镜的特殊光线 1．凸透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凸透镜后传播方向不变。 2．凹透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过虚焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凹透镜后传播方向不变。 趁热打铁： 例5．如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线。 例6．请将图中凹透镜光路图补充完整。 知识点五 透镜的光斑 太阳光是平行光，当把透镜正对太阳，光屏（白纸）与凸透镜平行的置于透镜之后时，会有以下几种光斑 （1）凸透镜的光斑 ①当光屏与凸透镜之间的距离等于焦距时，有最小最亮的光斑，光斑周围由于到达的光线较少，形成了一圈暗影。 ②当光屏与凸透镜之间的距离小于焦距时，有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而减小。 ③当光屏与凸透镜之间的距离大于焦距时，也有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而增大。 （2）凹透镜的光斑 当光屏置于凹透镜后时，有较亮的环形光斑，环形中间区域由于到达的光线较少，形成暗影。光斑随光屏与凹透镜之间的距离增大而增大。 趁热打铁： 例7．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。 例8．如图所示，将一副眼镜放到太阳光下，依据地面上观察到的现象，可以判断镜片是（　　） A．玻璃镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 知识点六 透镜和面镜的对比 种类 示意图 原理 对光线的作用 凸透镜 光的折射，光穿过凸透镜向靠近主光轴的方向偏折。 会聚 凸面镜 光的反射，光不能穿过凸面镜，通过凸面镜可以观察到更大的范围。 发散 凹透镜 光的折射，光穿过凹透镜向远离主光轴的方向偏折。 发散 凹面镜 光的反射，光不能穿过凹面镜，可以把平行光会聚到一点上。 会聚 趁热打铁： 例9．在光的反射、折射现象中，光路都是______（选填“可逆”或“不可逆”)，凸面镜对光线有______作用，凸透镜对光线有_______作用。（后两空选填“会聚”或“发散”） 例10．图中方框内的一个光学器件应是（　　） A．凸面镜 B．凸透镜 C．凹面镜 D．凹透镜 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．关于凸透镜对光的作用，下列说法正确的是（　　） A．经过凸透镜后的光一定变成会聚的光 B．对平行于主光轴的光才有会聚作用 C．对任何光都有会聚作用 D．光通过凸透镜后变成平行光 2．如图所示的水晶球是小明暑假研学过程中获得的奖品，妈妈提醒小明不要把它们放在向阳的窗台上，因为水晶球相当于（    ） A．凸透镜 B．凸面镜 C．凹透镜 D．凹面镜 3．透镜在生活中很常见，下列透镜属于凸透镜的是（　　） A． B． C． D． 4．图所示是光线从空气通过凸透镜的光路图，其中有可能正确的光路图是（　　） A． B． C． D． 5．发散光束经过凸透镜折射后（     ） A．一定变成会聚光束 B．一定变成平行光束 C．一定变成发散光束 D．以上情形都有可能 6．一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件（　　） A．只能是平面镜或凸透镜 B．只能是凸透镜或凹透镜 C．只能是凹透镜或平面镜 D．平面镜、凸透镜和凹透镜均可 7．光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，下列对两透镜类型的分析正确的是（ ） A．甲透镜的折射光线会聚于一点，说明甲透镜是凸透镜 B．乙透镜的折射光线是发散的，说明乙透镜是凹透镜 C．甲透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明甲透镜是凸透镜 D．乙透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明乙透镜是凸透镜 8．如图，一塑料薄膜顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，容易引发火灾。水和塑料薄膜对光的作用相当于（　　） A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．凹面镜 9．把一个透明且均匀的玻璃球切成a、b、c、d、e五部分，其截面如图所示，其中属于凸透镜的是（　　） A．只有b B．a、c、d、e C．a、b、c D．a、b、c、d、e 10．两条光线通过透镜的光路如图所示，图中画出了光线a射入水中的折射光线，则下列说法正确的是（　　） A．图中的透镜是凹透镜 B．图中的透镜对光线有会聚作用 C．若往容器中装水，光线a在容器底形成的光斑会不动 D．若往容器中装水，光线a在容器底形成的光斑会向左移 二、填空题 11．西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 透镜；这种透镜对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用。“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的 上。 12．如图所示，当白纸上出现 的光斑，即找到了该凸透镜的焦点。 13．在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L，小华推断，凸透镜的焦距一定大于L。为了检验推断是否正确，他将凸透镜下方的纸张慢慢移近，若观察到纸上呈现的光斑变 （选填“大”或“小”），则他的推断是正确的。 14．如图所示，一束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点，取走透镜后，光线相交于B点，则该透镜起到 （会聚/发散）作用，由此说明，能把光线相交于一点的透镜 （一定/不一定/一定不）是凸透镜。 15．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是___________透镜，焦距___________OQ（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 三、作图题 16．完成透镜的光路图。 17．如图所示，凸透镜与水面平行，一侧的焦点恰好在水面上，请画出这束光线发生反射和折射后的光路图。 四、实验题 18．（1）小明在判别直径相同的两透镜的类型时，分别将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方，在纸上得到相应的光斑，透镜与光斑的大小如图所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的 是凸透镜，形成乙光斑的 是凹透镜（以上选填“一定”、“可能”或“一定不”）； （2）小华在测量凸透镜的焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将 （“变大”或“变小”或“不变”）。 19．凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量，如图所示，小明同学为了探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，他做了实验，根据表格中记录的数据，回答下列问题： 实验次数 1 2 3 4 凸透镜厚度 1cm 0.5cm 0.5cm 0.5cm 凸透镜直径 4cm 4cm 6cm 4cm 凸透镜材料 玻璃 玻璃 玻璃 塑料 凸透镜焦距 3cm 5cm 8cm 6cm （1）此实验运用了 研究问题。 （2）比较实验 与 ，得出结论：同材料、同直径，凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。 （3）比较实验 与 ，得出结论：同材料、同厚度，凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。 （4）比较实验2与4，得出结论： 。 ——提能力—— 1．如图所示，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（　　） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．凸透镜对光线有会聚作用，且折射后的光线一定是会聚光线 C．甲透镜的焦距更短，其折光本领较乙透镜弱 D．同一凸透镜用平行于主光轴的红光和紫光测其焦距分别为f1和f2，则f1>f2 2．小明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时，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 3．截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体（　　） A．可以看做两块凹面镜 B．可以看做一块凸透镜 C．对图示光束具有发散作用 D．对图示光束具有会聚作用 4．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 5．图中画出了光通过焦距分别为f1和f2的两块透镜L1和L2前后的情况。下列对透镜L1、L2的种类和焦距的分析有可能正确的是（　　） A．L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1>f2 B．L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1<f2 C．L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1>f2 D．L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1<f2 6．如图所示，N是一个水平放置的长方形暗盒，盒内有水平向右的平行光，P为暗盒右侧平面上的一个圆孔，M是一个与暗盒右侧平面平行的间隔一定距离的光屏，若从外径与圆孔P相同的厚平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中，发现在光屏M上呈现一个和圆孔P等大的圆形光斑，则嵌入圆孔P的光学器件是（　　）    A．只可能是凹透镜 B．只可能是凸透镜 C．凹透镜或凸透镜都有可能 D．凸透镜、厚平板玻璃都有可能 7．如图（a）所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，将试管水平固定在白纸上方，并使光线竖直向下照射到试管上，观察试管下方的白纸，发现呈现在白纸上的竟是一条与试管平行的亮线，而在与空气泡相对应的位置上，则是一个橄榄形的黑影如图（b）所示。原来，试管中充满水的部分相当于 透镜，而试管上空气泡所处的位置相当于一个 透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化 ？（选填“不变”、“一直变粗”、“一直变细”、“先变粗后变细”或“先变细后变粗”） 8．炎炎夏日，停在露天停车场的汽车内有一瓶矿泉水，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为装有水的矿泉水瓶相当于一个 透镜，会使光线 。如图所示，一束平行光经过中间为“空气凹透镜”的玻璃砖后将会 。（后两空选填“会聚”“发散”或“平行射出”） 9．如图所示，有一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜。有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是 （选填“会聚”或“发散”）光束。 10．小明想知道某块透镜的焦距，进行如图甲操作（镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸，且透镜与白纸保持平行），测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距为 cm：若某时刻白纸上的所成圆形光斑直径为透镜直径的一半，且使凸透镜稍远离白纸光斑变大，则此时透镜到白纸的距离为 cm。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏 科 版 物 理 八 年 级 上 册 第三章《光的折射 透镜》 3.2透镜 夯实基础 知识点一 透镜 由透明物质制成，至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。 中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 敲黑板：1．凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。 2．透镜既是实际的一种光学器材，又是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。 趁热打铁： 例1．在如图所示的光学元件中，属于凹透镜的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】ABC．图中的透镜中间厚，边缘薄，属于凸透镜；故ABC不符合题意； D．图中的透镜中间薄，边缘厚，属于凹透镜，故D符合题意。 故选D。 知识点二 透镜对光的作用 1．凸透镜相当于多个棱镜的组合，凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜。 2．凹透镜相当于多个棱镜的组合，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又称为发散透镜。 敲黑板：无论是平行光还是非平行光，凸透镜对其都具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。所以，发散光线经凸透镜后可能仍为发散光线，但发散程度会降低，如图甲所示。同理凹透镜对光线具有发散作用也并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，会聚光线经凹透镜后仍可能为会聚光线，但会聚程度会降低，如图乙所示。 甲 乙 趁热打铁： 例2．如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（ ） A． B．C．D． 【答案】C 【详解】ABD．由图知，折射光线相对于入射光线是发散的；凹透镜对光线有发散作用，ABC是凹透镜，故ABD不符合题意； C．入射光线经透镜折射后变得会聚，凸透镜对光线有会聚作用，所以C是凸透镜，故C符合题意； 故选C。 例3．如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取下透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到 （选填“会聚”或“发散”）作用，由此说明，能将光线会聚于一点的透镜 （选填“一定”或“不一定”）是凸透镜。 【答案】 发散 不一定 【详解】[1]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，光线会聚在B点，则说明该透镜起到发散作用为凹透镜。 [2]根据上述现象可知，能将光线会聚于一点的透镜不一定是凸透镜。 知识点三 有关透镜的基本概念 1．光心：透镜的中心，用“O”表示。 2．主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线（主光轴是通过球心的直线C1C2），用点划线“”表示。 3．焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用“F”表示。凸透镜两侧均有焦点，且关于光心对称。 4．虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点，用“F”表示。凹透镜两侧均有虚焦点，且关于光心对称。 5．焦距：焦点到光心的距离，用“f ”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱，越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，越小，对光的发散能力越强。 趁热打铁： 例4．如图所示，烈日炎炎的中午，车主将一瓶矿泉水随手放在仪表盘的防滑垫上，导致车内物品起火，挡风玻璃当场碎裂。这瓶矿泉水所起的作用相当于 ，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的 上，时间一长正好使放置于此处的物品起火。 【答案】 凸透镜 焦点 【详解】[1]装有水的矿泉水瓶的中间厚边缘薄，相当于凸透镜。 [2]凸透镜对光有会聚作用，太阳光经矿泉水瓶后会聚在焦点上，时间长了，处于焦点上的物体温度升高至可燃物的燃点，引起可燃物燃烧。 知识点四 透镜的特殊光线 1．凸透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凸透镜后传播方向不变。 2．凹透镜的特殊光线 （1）平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过虚焦点。 （2）根据光的折射现象中光路可逆可知，射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴。 （3）经过光心的光线经过凹透镜后传播方向不变。 趁热打铁： 例5．如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线。 【答案】 【详解】已知凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，则由图可知，凸透镜的右焦点和凹透镜的左焦点重合；过凸透镜焦点的光线，经过凸透镜折射后，平行于主光轴射出；平行于主光轴的光线，经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线要过凹透镜的虚焦点，如答案所示。 例6．请将图中凹透镜光路图补充完整。 【答案】 【详解】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；过凹透镜左侧的焦点的光线，不属于凹透镜的三条特殊光线，光线经凹透镜后的折射光线要远离主光轴；通过光心的光线，经过凹透镜后传播方向不变，如答案所示。 知识点五 透镜的光斑 太阳光是平行光，当把透镜正对太阳，光屏（白纸）与凸透镜平行的置于透镜之后时，会有以下几种光斑 （1）凸透镜的光斑 ①当光屏与凸透镜之间的距离等于焦距时，有最小最亮的光斑，光斑周围由于到达的光线较少，形成了一圈暗影。 ②当光屏与凸透镜之间的距离小于焦距时，有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而减小。 ③当光屏与凸透镜之间的距离大于焦距时，也有非最小的，较亮的光斑，光斑周围也有一圈暗影。此时，光斑随光屏与凸透镜之间的距离增大而增大。 （2）凹透镜的光斑 当光屏置于凹透镜后时，有较亮的环形光斑，环形中间区域由于到达的光线较少，形成暗影。光斑随光屏与凹透镜之间的距离增大而增大。 趁热打铁： 例7．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。 例8．如图所示，将一副眼镜放到太阳光下，依据地面上观察到的现象，可以判断镜片是（　　） A．玻璃镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】D 【详解】阳光通过眼镜形成的光斑四周亮，中间暗，说明眼镜对光起到了发散的作用，所以这个眼镜是凹透镜。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 知识点六 透镜和面镜的对比 种类 示意图 原理 对光线的作用 凸透镜 光的折射，光穿过凸透镜向靠近主光轴的方向偏折。 会聚 凸面镜 光的反射，光不能穿过凸面镜，通过凸面镜可以观察到更大的范围。 发散 凹透镜 光的折射，光穿过凹透镜向远离主光轴的方向偏折。 发散 凹面镜 光的反射，光不能穿过凹面镜，可以把平行光会聚到一点上。 会聚 趁热打铁： 例9．在光的反射、折射现象中，光路都是______（选填“可逆”或“不可逆”)，凸面镜对光线有______作用，凸透镜对光线有_______作用。（后两空选填“会聚”或“发散”） 【答案】可逆 发散 会聚 【详解】[1]在光的反射、折射现象中，光可以逆着原来的光路返回，所以，光路都是可逆的。 [2]凸面镜对光线有发散作用，使物体成缩小的像，可以起到扩大视野的作用。 [3]凸透镜对光线有会聚作用，可以使平行于主光轴的平行光会聚于焦点。 例10．图中方框内的一个光学器件应是（　　） A．凸面镜 B．凸透镜 C．凹面镜 D．凹透镜 【答案】D 【详解】由图可以看出，光线能够经光学元件透过去，所以图中可能为透镜，将图中的出射光与入射光进行比较：折射光线相对于镜前的光线是发散了，所以应该是一个对光线有发散作用的镜子，故为凹透镜。如图所示： 故选D。 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．关于凸透镜对光的作用，下列说法正确的是（　　） A．经过凸透镜后的光一定变成会聚的光 B．对平行于主光轴的光才有会聚作用 C．对任何光都有会聚作用 D．光通过凸透镜后变成平行光 【答案】C 【详解】A．从凸透镜的焦点出发的光线，经过凸透镜后平行于主光轴，所以经过凸透镜后的光不一定变成会聚的光，只是比原来的光线会聚一些，故A错误； B．凸透镜对光具有会聚作用，不仅仅是只对平行光线，故B错误； C．凸透镜对任何光都有会聚作用，故C正确； D．不是所有光经过透镜后都会变成平行光，故D错误。 故选C。 2．如图所示的水晶球是小明暑假研学过程中获得的奖品，妈妈提醒小明不要把它们放在向阳的窗台上，因为水晶球相当于（    ） A．凸透镜 B．凸面镜 C．凹透镜 D．凹面镜 【答案】A 【详解】水晶球中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，凸透镜可以会聚光线，若水晶球放在向阳的窗台上，容易引起火灾。 故选A。 3．透镜在生活中很常见，下列透镜属于凸透镜的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】中间比边缘厚的是凸透镜，所以C是凸透镜；中间比边缘薄的是凹透镜，所以ABD是凹透镜。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．图所示是光线从空气通过凸透镜的光路图，其中有可能正确的光路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．A选项图中，由折射光线看，比入射光线会聚了，符合凸透镜对光线的作用，故A选项图中光路图有可能正确，符合题意； B．经过凸透镜光心的光线传播方向不改变，故B选项图中光路图错误，不符合题意； C．C选项图中，由折射光线看，比入射光线发散了，不符合凸透镜对光线的作用，故C选项图中光路图错误，不符合题意； D．D选项图中，由折射光线看，比入射光线发散了，不符合凸透镜对光线的作用，故D选项图中光路图错误，不符合题意。 故选A。 5．发散光束经过凸透镜折射后（     ） A．一定变成会聚光束 B．一定变成平行光束 C．一定变成发散光束 D．以上情形都有可能 【答案】D 【详解】凸透镜对光线具有会聚作用，原来发散的光线，经过凸透镜的折射后，可能变成平行光束，也可能变成会聚光束，可能仍是发散光束，但发散的比原来的程度要小一些，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件（　　） A．只能是平面镜或凸透镜 B．只能是凸透镜或凹透镜 C．只能是凹透镜或平面镜 D．平面镜、凸透镜和凹透镜均可 【答案】D 【详解】对于凸透镜，入射光线过焦点，则折射光线平行主光轴射出，如图： 对于凹透镜，入射光线的延长线经过另一侧焦点，则折射光线平衡主光轴射出，如图： 平面镜也可以改变光路，使光的方向发生改变，如图： 综上分析可知，平面镜、凸透镜和凹透镜均可。 故选D。 7．光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，下列对两透镜类型的分析正确的是（ ） A．甲透镜的折射光线会聚于一点，说明甲透镜是凸透镜 B．乙透镜的折射光线是发散的，说明乙透镜是凹透镜 C．甲透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明甲透镜是凸透镜 D．乙透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明乙透镜是凸透镜 【答案】D 【详解】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。由图可知，光线经过甲之后，甲透镜的折射光线比入射光线更远离主光轴，折射光线推迟会聚了，说明甲应为凹透镜；光通过乙透镜后折射光线更向主光轴靠拢，折射光线会聚了，因此乙为凸透镜。故ABC错误，D正确。 故选D。 8．如图，一塑料薄膜顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，容易引发火灾。水和塑料薄膜对光的作用相当于（　　） A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．凹面镜 【答案】B 【详解】塑料薄膜积水后，形成一个中间厚边缘薄的水凸透镜，对光有会聚作用，当太阳光被会聚到干草上时，容易引发火灾，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．把一个透明且均匀的玻璃球切成a、b、c、d、e五部分，其截面如图所示，其中属于凸透镜的是（　　） A．只有b B．a、c、d、e C．a、b、c D．a、b、c、d、e 【答案】B 【详解】由图知：玻璃a、c、e、d都是中间厚，边缘薄，是凸透镜，能使光线会聚，而玻璃b是中间薄，边缘厚，是凹透镜，能使光线发散，故ACD不符合题意，故B符合题意。 故选B。 10．两条光线通过透镜的光路如图所示，图中画出了光线a射入水中的折射光线，则下列说法正确的是（　　） A．图中的透镜是凹透镜 B．图中的透镜对光线有会聚作用 C．若往容器中装水，光线a在容器底形成的光斑会不动 D．若往容器中装水，光线a在容器底形成的光斑会向左移 【答案】A 【详解】AB．由图知，折射光线相对于入射光线远离了主光轴，即该透镜对光有发散作用，所以是凹透镜，故A正确，B错误； CD．往容器中装水，当容器的水增多时液面升高，但入射角没变，折射角也不变，而入射点向右移动，所以容器底的光斑也向右移动。如图所示： 故CD错误。 故选A。 二、填空题 11．西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 透镜；这种透镜对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用。“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的 上。 【答案】 凸 会聚 焦点 【详解】[1][2][3]“削冰令圆”就是把冰磨制成凸透镜，因凸透镜对光线有会聚作用，能使平行光会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点；当凸透镜正对太阳光时，太阳光将会聚在焦点处，从而使焦点处温度升高，所以若要“火生”，应把“艾”放在镜的焦点位置。 12．如图所示，当白纸上出现 的光斑，即找到了该凸透镜的焦点。 【答案】最小、最亮 【详解】由于平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，所以当白纸上出现最小、最亮的光斑就是该凸透镜焦点的位置，焦点到透镜光心的距离就是焦距。 13．在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L，小华推断，凸透镜的焦距一定大于L。为了检验推断是否正确，他将凸透镜下方的纸张慢慢移近，若观察到纸上呈现的光斑变 （选填“大”或“小”），则他的推断是正确的。 【答案】大 【详解】[1]若凸透镜的焦距大于L，则凸透镜向纸面靠近时，纸上的光斑会变大；若凸透镜的焦距小于L，则凸透镜向纸面靠近时，纸上光斑会先变小，直到呈现一个最小最亮的光斑，接下来凸透镜继续靠近纸面，纸上的光斑又会逐渐变大。 14．如图所示，一束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点，取走透镜后，光线相交于B点，则该透镜起到 （会聚/发散）作用，由此说明，能把光线相交于一点的透镜 （一定/不一定/一定不）是凸透镜。 【答案】 发散 不一定 【详解】[1][2]放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用；所以该透镜是发散透镜，即凹透镜；可见，在此种情况下，会聚的入射光线经过凹透镜折射后也会会聚于一点；而凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜也可以将光线会聚于一点，由此可见，能够使光线会聚于一点的不一定是凸透镜。 15．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是___________透镜，焦距___________OQ（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】     凸     小于 【详解】[1]由图示知，透镜对光线有会聚作用，所以该透镜是凸透镜。 [2]因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点，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。 三、作图题 16．完成透镜的光路图。 【答案】 【详解】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，折射光线平行于主光轴，则入射光线通过焦点；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，如答案所示。 17．如图所示，凸透镜与水面平行，一侧的焦点恰好在水面上，请画出这束光线发生反射和折射后的光路图。 【答案】 【详解】根据反射角等于入射角，在法线右侧的水中画出反射光线，光由水中斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，由此在法线右侧的空气中画出折射光线，过焦点的入射光线，经凸透镜折射后平行于主光轴射出，如答案所示。 四、实验题 18．（1）小明在判别直径相同的两透镜的类型时，分别将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方，在纸上得到相应的光斑，透镜与光斑的大小如图所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的 是凸透镜，形成乙光斑的 是凹透镜（以上选填“一定”、“可能”或“一定不”）； （2）小华在测量凸透镜的焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将 （“变大”或“变小”或“不变”）。 【答案】 一定 可能 小于 变大 【详解】（1）[1][2]因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用，根据图示可知，甲一定是对光线起了会聚作用，而乙可能是对光线起了发散作用，也可能是形成放大的实像，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。 （2）[3][4]将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，说明开始光屏在焦点前，后一次在焦点后，即l小于f，将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处时，光线通过凸透镜后是发散的，所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将逐渐变大。 19．凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量，如图所示，小明同学为了探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，他做了实验，根据表格中记录的数据，回答下列问题： 实验次数 1 2 3 4 凸透镜厚度 1cm 0.5cm 0.5cm 0.5cm 凸透镜直径 4cm 4cm 6cm 4cm 凸透镜材料 玻璃 玻璃 玻璃 塑料 凸透镜焦距 3cm 5cm 8cm 6cm （1）此实验运用了 研究问题。 （2）比较实验 与 ，得出结论：同材料、同直径，凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。 （3）比较实验 与 ，得出结论：同材料、同厚度，凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。 （4）比较实验2与4，得出结论： 。 【答案】 控制变量法 1 2 2 3 同厚度、同直径，材料不同，凸透镜焦距不同 【详解】（1）[1]探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，因凸透镜的焦距与多种因素有关，故实验采用控制变量法。 （2）[2][3]研究凸透镜焦距与厚度的关系，要控制直径和材料相同，厚度不同。根据表格数据，应该比较实验次数1与2，可得凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。 （3）[4][5]研究凸透镜焦距与直径的关系，要控制厚度和材料相同，直径不同。根据表格数据，应该比较实验次数2与3，得出凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。 （4）[6]比较实验2与4，厚度相同，直径相同，因材料不同，得出凸透镜焦距不同，故得出结论：同厚度、同直径，材料不同，凸透镜焦距不同。 ——提能力—— 1．如图所示，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（　　） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．凸透镜对光线有会聚作用，且折射后的光线一定是会聚光线 C．甲透镜的焦距更短，其折光本领较乙透镜弱 D．同一凸透镜用平行于主光轴的红光和紫光测其焦距分别为f1和f2，则f1>f2 【答案】D 【详解】A．凸透镜具有聚光能力，能将平行于主光轴的光经过凸透镜折射后，会聚于焦点上，故A错误； B．凸透镜对光线有会聚作用，不平行于主光轴的光经过凸透镜折射后，光线可能是发散的，故B错误； C．由图甲、乙可知，甲凸透镜的焦距更短，聚光能力更强，所以其折光本领较乙透镜强，故C错误； D．根据三棱镜对光线的偏折可知，紫光被偏折的程度大，所以红光会聚的焦点离透镜远，紫光的焦点离透镜近，即f1>f2，故D正确。 故选D。 2．小明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时，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 【答案】D 【详解】凸透镜正对阳光，光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜会聚在主光轴上最小、最亮的点是凸透镜的焦点，在焦点左右的光点都不是最小最亮的，测量的焦距偏大或偏小，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体（　　） A．可以看做两块凹面镜 B．可以看做一块凸透镜 C．对图示光束具有发散作用 D．对图示光束具有会聚作用 【答案】C 【详解】玻璃体被中空（中间是空气）分成了两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，都是凹透镜，对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃砖后，会变得发散。故C符合题意，ABD不符合题意。 答案C。 4．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。 5．图中画出了光通过焦距分别为f1和f2的两块透镜L1和L2前后的情况。下列对透镜L1、L2的种类和焦距的分析有可能正确的是（　　） A．L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1>f2 B．L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1<f2 C．L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1>f2 D．L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1<f2 【答案】D 【详解】左边放凹透镜L1，右边放凸透镜L2，让凸透镜与凹透镜的左端的焦点重合，此时该两块透镜中心间的距离为f1-f2，如下图所示 故选D。 6．如图所示，N是一个水平放置的长方形暗盒，盒内有水平向右的平行光，P为暗盒右侧平面上的一个圆孔，M是一个与暗盒右侧平面平行的间隔一定距离的光屏，若从外径与圆孔P相同的厚平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中，发现在光屏M上呈现一个和圆孔P等大的圆形光斑，则嵌入圆孔P的光学器件是（　　）    A．只可能是凹透镜 B．只可能是凸透镜 C．凹透镜或凸透镜都有可能 D．凸透镜、厚平板玻璃都有可能 【答案】D 【详解】AC．根据题意可知，圆孔P中放入一个光学元件，发现在光屏M上呈现一个与圆孔P等大的圆形光斑，由于凹透镜对光线具有发散作用，所以不可能是凹透镜，故AC不符合题意； BD．如果放入一个凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会先会聚到焦点上，然后发散继续向前传播，能形成一个等大的光斑，故可能是凸透镜；当在P处嵌入一个时平板玻璃时，因为平板玻璃对光线即没有会聚也没有发散作用，所以光斑与圆孔P一样大，故B不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．如图（a）所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，将试管水平固定在白纸上方，并使光线竖直向下照射到试管上，观察试管下方的白纸，发现呈现在白纸上的竟是一条与试管平行的亮线，而在与空气泡相对应的位置上，则是一个橄榄形的黑影如图（b）所示。原来，试管中充满水的部分相当于 透镜，而试管上空气泡所处的位置相当于一个 透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化 ？（选填“不变”、“一直变粗”、“一直变细”、“先变粗后变细”或“先变细后变粗”） 【答案】 凸 凹 先变细后变粗 【详解】[1]圆柱型试管充满水的地方，中间比边缘厚，是水凸透镜，凸透镜对光线有会聚的作用，会聚成一条亮线。 [2]由于气泡的存在，气泡周边的水形成中间薄、边缘厚的凹透镜，凹透镜对光线有发散的作。 [3]亮线的位置相当于焦点的位置，如果把白纸从靠近试管向下移动过程中，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗，是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。 8．炎炎夏日，停在露天停车场的汽车内有一瓶矿泉水，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为装有水的矿泉水瓶相当于一个 透镜，会使光线 。如图所示，一束平行光经过中间为“空气凹透镜”的玻璃砖后将会 。（后两空选填“会聚”“发散”或“平行射出”） 【答案】 凸 会聚 会聚 【详解】[1][2]装有水的矿泉水瓶中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用。 [3]玻璃砖中间厚、边缘薄相当于凸透镜，一束平行光经过玻璃砖后将会会聚。 9．如图所示，有一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜。有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是 （选填“会聚”或“发散”）光束。 【答案】发散 【详解】由图和题知，中空部分的形状犹如一个凸透镜，不是玻璃元件，故玻璃元件不是凸透镜。这是一块玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，都是凹透镜，对平行光有发散作用；有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是发散光束。 10．小明想知道某块透镜的焦距，进行如图甲操作（镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸，且透镜与白纸保持平行），测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距为 cm：若某时刻白纸上的所成圆形光斑直径为透镜直径的一半，且使凸透镜稍远离白纸光斑变大，则此时透镜到白纸的距离为 cm。 【答案】 12 18 【详解】[1]当太阳光平行于凸透镜的主光轴入射，经过凸透镜会聚于焦点时，纸面上成最小最亮的光斑，此时白纸烤焦时间最短，由图乙可知，当s = 12cm时对应的白纸被烤焦的时间最短为4min，所以凸透镜焦距12cm。 [2]若某时刻白纸上的所成圆形光斑直径为透镜直径的一半，作出凸透镜的光路图如下图所示 由图可知圆形光斑的位置可能在1或2的位置。若使凸透镜稍远离白纸光斑变大，则圆形光斑的位置只能在2的位置，由几何关系可知 所以 CF = OF = × 12cm = 6cm 所以此时透镜到白纸的距离为 OC = OF + FC = 12cm + 6cm = 18cm 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$