1.5透镜和视觉 课时1 透镜及其对光的作用-2025-2026学年八年级科学上册同步精讲精练(浙教版2024)
2025-07-04
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2份
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27页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第5节 透镜和视觉 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.67 MB |
| 发布时间 | 2025-07-04 |
| 更新时间 | 2025-07-17 |
| 作者 | 鼎优理化 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52880552.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第1章 对环境的察觉
第5节 透镜和视觉
课时1 透镜及其对光的作用
◆网络构建
◆课本导学
1.常见的两类透镜
2.主光轴和光心
3.透镜对光的作用
4.焦点和焦距
5.通过透镜的三条特殊光线
◆解题突破
题型1 透镜三条特殊光线作图
题型2 光学仪器的综合运用
◆基础训练
考点1 凸透镜与凹透镜
考点2 焦点和焦距
易错点 没有正确理解透镜对光的作用
◆强化训练
透镜
1.常见的两类透镜
种类
概念
图示
实例
凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜
凹透镜
中间薄、边缘厚的透镜
一般透镜的两个面中至少有一个是球面的一部分
2.主光轴和光心(研究透镜时常用的科学术语)
名称
概念
图示
主光轴
通过两个球面球心的直线叫作主光轴,简称主轴。主光轴用点划线表示
光心
光轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫作透镜的光心,用字母“O”表示。薄透镜的光心就在透镜的中心
【名师讲解】如果透镜的厚度远小于球面的半径,这种透镜叫作薄透镜。
3.透镜对光的作用(含教材第39页“探索活动”答案)
透镜类型
对光的作用
图示
凸透镜
会聚作用。平行光经过凸透镜折射后会聚于一点
凹透镜
发散作用。平行光经过凹透镜折射后会向外发散,发散光线的反向延长线交于主光轴上一点
【名师讲解】(1)让凹透镜正对着太阳光,拿一张白纸在它的另一侧来回移动,纸上不能得到最小、最亮的光斑。
(2)凸透镜和凹透镜对光的折射原理:光通过三棱镜后有向底边折射的特点
可将凸透镜、凹透镜看作三棱镜和玻璃砖的组合,故凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
◆拓展培优:对“会聚作用”和“发散作用”的理解
(1) 凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主光轴。如图所示的三种情形,都是凸透镜对光的会聚作用。(对应三种凸透镜会聚作用图示)
(2) 凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主光轴。如图所示的三种情形,都是凹透镜对光的发散作用。(对应三种凹透镜发散作用图示)
【例1】[2024宁波海曙期中]烈日下,汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干,否则会使车内某点位置上的物体温度升高,可能导致火灾。其中小水珠的作用相当于( )
A. 凹透镜 B. 凸透镜( )C. 平面镜 D. 潜望镜
【跟踪训练1】[2024 温州鹿城期中]如图是将一副眼镜放到太阳光下(眼镜到地面的距离在一倍焦距以内),在地面上观察到的情境,由此可以判断镜片是( )
A.凸面镜 B.凹面镜 C.凹透镜 D.凸透镜
4.焦点和焦距
(1) 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点,这一点叫作凸透镜的焦点,用字母“F”表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距,用字母“f”表示。凸透镜两侧各有一个焦点。
汽车的车灯应用了凸透镜,可以会聚灯光,照亮前方路面。
(2) 焦距的变化
对比分析
平行光经玻璃砖折射后平行射出,可认为会聚点在无穷远处,焦距无穷大
将玻璃砖打磨成有一定凸度的凸透镜,平行光经过凸透镜折射后会聚于凸透镜后某一点
总结
凸透镜越凸,焦距越小,会聚能力越强
【名师讲解】(1)让凹透镜正对着太阳光,拿一张白纸在它的另一侧来回移动,纸上不能得到最小、最亮的光斑。
(2)粗略测量凸透镜的焦距
如图所示,把一个凸透镜正对着太阳光(可以看作平行光),再把一张白纸放在它的另一侧,调整凸透镜与纸的距离,纸上会出现一个最小、最亮的光斑,测量这个光斑到凸透镜光心的距离,即为该凸透镜的焦距f。
◆拓展培优:凹透镜的虚焦点和焦距
虚焦点:凹透镜能使跟主光轴平行的光变得发散,且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点,这一点不是实际光线的会聚点,而是实际光线反向延长线的会聚点,所以叫凹透镜的虚焦点。
焦距:虚焦点到凹透镜光心的距离。
5.通过透镜的三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后,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
通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过虚焦点
射向凹透镜的光线,如果其延长线通过另一侧虚焦点,经凹透镜折射后平行于主光轴射出
【名师讲解】简记为“过心不变,平行过焦,过焦平行”,其中“平行过焦”和“过焦平行”体现了光路的可逆性。
◆教材<思考与讨论>(见教材第40页)
能。可将冰制成凸透镜,利用凸透镜对光的会聚作用来取火。
【例2】如图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中通过凸透镜的是( )
A.a B.b、d C.c D.a、c
点拨:用虚线画出入射光线的延长线,可以明显判断出透镜对光的作用是会聚作用还是发散作用(对应判断透镜作用的图示 )
【跟踪训练2】[2024 宁波鄞州期中]如图是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体,则这个玻璃体( )
①可以看作两块凹透镜
②可以看作一块凸透镜
③对图示光束具有发散作用
④对图示光束具有会聚作用
A. ①②③ B. ①③ C. ②④ D. ①②③④
解题突破
◆题型1 透镜三条特殊光线作图
【例1】完成下列各图的光路。
【易错警示】作图时要注意:
(1)一定要用刻度尺作图;
(2)不要遗漏光线的箭头;
(3)光线用实线,辅助线用虚线。
◆题型2 光学仪器的综合运用
【例2】例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是( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.以上三者均可
【图解】(1)若为平面镜,光路如下:
(2)若为凸透镜,光路如下:
(3)若为凹透镜,光路如下:
◆考点1 凸透镜与凹透镜
1.一个透明均匀的玻璃球被摔成三部分(从左向右看),下列说法正确的是( )
A. ①②都是凸透镜
B. ①③对光具有会聚作用
C. ②③对光具有发散作用
D. 只有①对光具有会聚作用
2.[2023 浙江嘉兴中考] 将平行光射向某一个光学元件,光路如图所示。该元件是( )
A. 平面镜 B. 凸透镜 C. 凹透镜 D. 反光镜
3.[2025 浙江绍兴期末] 早在我国西汉时期的《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。” 下列关于该记载解释的光路图正确的是( )
A. B. C. D .
◆考点2 焦点和焦距
4. 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. 经过凸透镜的光线一定会聚于一点
C. 平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点
D. 把一点光源放在焦点上,通过凸透镜后的光线一定平行于主光轴
5.[2024 浙江杭州期中] 小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。图中操作最合理的是( )
A. B. C. D .
关键点拨:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上的一点,这一点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。知道并理解焦距的定义是解决该题的关键。
6.[2025 浙江宁波期中] 如图所示,光线经平面镜反射后射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线和经过凹、凸透镜后的折射光线,并在图中标出平面镜中入射角的度数。(图略 )
◆易错点 没有正确理解透镜对光的作用
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
易错警示:凸透镜能使光线会聚的真正意义是光经过凸透镜后折射光线比入射光线更靠近主光轴;判断方法是延长入射光线与折射光线对比,折射光线离主光轴更近。凹透镜能使光线发散的真正意义是光经过凹透镜后折射光线比入射光线更远离主光轴;判断方法是延长入射光线与折射光线对比,折射光线离主光轴更远。
1.[2025 浙江宁波期中] 图中是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体,则这个玻璃体( )
①可以看作两块凹透镜 ②可以看作一块凸透镜 ③对图示光束具有发散作用 ④对图示光束具有会聚作用
A. ①②③ B. ①③ C. ②④ D. ①②③④
2.[2024 浙江温州期中] 平行光从右边射向凸透镜,会聚于点 F,当凸透镜左侧放一厚矩形玻璃砖,则会聚点将( )
A. 向左移 B. 向右移 C. 向上移 D. 向下移
3.[2024 浙江宁波期中,中] 现有以下 3 种光学元件:①平面镜 ②凸透镜 ③凹透镜,根据如图所示情况判断,方框内可选的光学元件有( )
A. 只有① B. ①② C. ①③ D. ①②③
4.如图所示,将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置,O 点是镜面与凸透镜主光轴的交点,凸透镜光心和平面镜相距为 d,一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜,经平面镜反射后会聚于两镜的中点 A,则此凸透镜的焦距为( )
A. B. C. D.
5.如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其他部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于________透镜,而气泡与周边的水组成________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?________________。
6.[2025 浙江杭州期末] 已知 S' 是点光源 S 在平面镜中的像,点光源 S 发出一束光线射向平面镜后被反射,反射光线 ab 经过一凹透镜,如图所示,试确定点光源 S 的位置并画出入射光线和经过凹透镜后的折射光线。
7.[2025 浙江宁波期中] 如图所示,一束光与平面镜成 45° 角射向平面镜,请作出经平面镜反射后再经凸透镜折射的光路图。
8.(多选)把一块薄玻璃板按如图所示方式以球形切面割开,成为 2 个薄透镜,然后沿主轴分开一定的距离(未分开前 2 个透镜焦点在同一位置),如果一束平行光沿主轴入射,经过 2 个透镜后,下列说法正确的是( )
A. 无论平行光是从哪边入射,经过 2 个透镜折射后仍是平行光
B. 平行光从右边入射,经过 2 个透镜折射后一定是会聚光束
C. 平行光从右边入射,经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束
D. 平行光从左边入射,经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束
关键点拨:凸透镜对光线有会聚作用,可以理解为折射光线相对入射光线更靠近主轴;凹透镜对光线有发散作用,可以理解为折射光线相对入射光线更偏离主轴。
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第1章 对环境的察觉
第5节 透镜和视觉
课时1 透镜及其对光的作用
◆网络构建
◆课本导学
1.常见的两类透镜
2.主光轴和光心
3.透镜对光的作用
4.焦点和焦距
5.通过透镜的三条特殊光线
◆解题突破
题型1 透镜三条特殊光线作图
题型2 光学仪器的综合运用
◆基础训练
考点1 凸透镜与凹透镜
考点2 焦点和焦距
易错点 没有正确理解透镜对光的作用
◆强化训练
透镜
1.常见的两类透镜
种类
概念
图示
实例
凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜
凹透镜
中间薄、边缘厚的透镜
一般透镜的两个面中至少有一个是球面的一部分
2.主光轴和光心(研究透镜时常用的科学术语)
名称
概念
图示
主光轴
通过两个球面球心的直线叫作主光轴,简称主轴。主光轴用点划线表示
光心
光轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫作透镜的光心,用字母“O”表示。薄透镜的光心就在透镜的中心
【名师讲解】如果透镜的厚度远小于球面的半径,这种透镜叫作薄透镜。
3.透镜对光的作用(含教材第39页“探索活动”答案)
透镜类型
对光的作用
图示
凸透镜
会聚作用。平行光经过凸透镜折射后会聚于一点
凹透镜
发散作用。平行光经过凹透镜折射后会向外发散,发散光线的反向延长线交于主光轴上一点
【名师讲解】(1)让凹透镜正对着太阳光,拿一张白纸在它的另一侧来回移动,纸上不能得到最小、最亮的光斑。
(2)凸透镜和凹透镜对光的折射原理:光通过三棱镜后有向底边折射的特点
可将凸透镜、凹透镜看作三棱镜和玻璃砖的组合,故凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
◆拓展培优:对“会聚作用”和“发散作用”的理解
(1) 凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主光轴。如图所示的三种情形,都是凸透镜对光的会聚作用。(对应三种凸透镜会聚作用图示)
(2) 凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主光轴。如图所示的三种情形,都是凹透镜对光的发散作用。(对应三种凹透镜发散作用图示)
【例1】[2024宁波海曙期中]烈日下,汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干,否则会使车内某点位置上的物体温度升高,可能导致火灾。其中小水珠的作用相当于( )
A. 凹透镜 B. 凸透镜( )C. 平面镜 D. 潜望镜
【答案】B
【解析】水珠相当于一个小的凸透镜,阳光经过小水珠折射后会聚到一点,会使该点位置上的物体温度升高,可能导致火灾。
【跟踪训练1】[2024 温州鹿城期中]如图是将一副眼镜放到太阳光下(眼镜到地面的距离在一倍焦距以内),在地面上观察到的情境,由此可以判断镜片是( )
A.凸面镜 B.凹面镜 C.凹透镜 D.凸透镜
【答案】C
【解析】将眼镜放到太阳光下,由图知,阳光通过眼镜镜片形成的光斑四周亮、中间暗,说明该眼镜镜片对光起发散作用,所以镜片是凹透镜。
4.焦点和焦距
(1) 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点,这一点叫作凸透镜的焦点,用字母“F”表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距,用字母“f”表示。凸透镜两侧各有一个焦点。
汽车的车灯应用了凸透镜,可以会聚灯光,照亮前方路面。
(2) 焦距的变化
对比分析
平行光经玻璃砖折射后平行射出,可认为会聚点在无穷远处,焦距无穷大
将玻璃砖打磨成有一定凸度的凸透镜,平行光经过凸透镜折射后会聚于凸透镜后某一点
总结
凸透镜越凸,焦距越小,会聚能力越强
【名师讲解】(1)让凹透镜正对着太阳光,拿一张白纸在它的另一侧来回移动,纸上不能得到最小、最亮的光斑。
(2)粗略测量凸透镜的焦距
如图所示,把一个凸透镜正对着太阳光(可以看作平行光),再把一张白纸放在它的另一侧,调整凸透镜与纸的距离,纸上会出现一个最小、最亮的光斑,测量这个光斑到凸透镜光心的距离,即为该凸透镜的焦距f。
◆拓展培优:凹透镜的虚焦点和焦距
虚焦点:凹透镜能使跟主光轴平行的光变得发散,且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点,这一点不是实际光线的会聚点,而是实际光线反向延长线的会聚点,所以叫凹透镜的虚焦点。
焦距:虚焦点到凹透镜光心的距离。
5.通过透镜的三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后,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
通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过虚焦点
射向凹透镜的光线,如果其延长线通过另一侧虚焦点,经凹透镜折射后平行于主光轴射出
【名师讲解】简记为“过心不变,平行过焦,过焦平行”,其中“平行过焦”和“过焦平行”体现了光路的可逆性。
◆教材<思考与讨论>(见教材第40页)
能。可将冰制成凸透镜,利用凸透镜对光的会聚作用来取火。
【例2】如图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中通过凸透镜的是( )
A.a B.b、d C.c D.a、c
【答案】C
【解析】a、b、d中折射光线相比入射光线更远离主光轴,透镜对光有发散作用,a、b、d为凹透镜;c中折射光线相比入射光线更靠近主光轴,透镜对光有会聚作用,c为凸透镜。
点拨:用虚线画出入射光线的延长线,可以明显判断出透镜对光的作用是会聚作用还是发散作用(对应判断透镜作用的图示 )
【跟踪训练2】[2024 宁波鄞州期中]如图是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体,则这个玻璃体( )
①可以看作两块凹透镜
②可以看作一块凸透镜
③对图示光束具有发散作用
④对图示光束具有会聚作用
A. ①②③ B. ①③ C. ②④ D. ①②③④
【答案】B
【解析】玻璃体被中空部分分成了两部分,这两部分都是中间薄、边缘厚,可以看作凹透镜,对光有发散作用,因此平行光经过玻璃体后,会变得发散,故只有①③正确。
解题突破
◆题型1 透镜三条特殊光线作图
【例1】完成下列各图的光路。
【答案】如图所示。
【易错警示】作图时要注意:
(1)一定要用刻度尺作图;
(2)不要遗漏光线的箭头;
(3)光线用实线,辅助线用虚线。
◆题型2 光学仪器的综合运用
【例2】例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是( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.以上三者均可
【答案】D
【解析】题图中的光线可能为平面镜的入射光线和反射光线,凸透镜的过焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线,凹透镜射向对侧焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线。
【图解】(1)若为平面镜,光路如下:
(2)若为凸透镜,光路如下:
(3)若为凹透镜,光路如下:
◆考点1 凸透镜与凹透镜
1.一个透明均匀的玻璃球被摔成三部分(从左向右看),下列说法正确的是( )
A. ①②都是凸透镜
B. ①③对光具有会聚作用
C. ②③对光具有发散作用
D. 只有①对光具有会聚作用
【答案】B
【解析】由题图可知,①③中间厚、边缘薄,属于凸透镜,对光有会聚作用;②中间薄、边缘厚,属于凹透镜,对光有发散作用。综上分析可知,A、C、D 错误,B 正确。
2.[2023 浙江嘉兴中考] 将平行光射向某一个光学元件,光路如图所示。该元件是( )
A. 平面镜 B. 凸透镜 C. 凹透镜 D. 反光镜
【答案】B
【解析】由题图可知,将平行光射向某一个光学元件,最终光线会聚,则这个光学元件具有使得光线会聚的作用,根据选项可知,这个光学元件是凸透镜,故 A、C、D 不符合题意,B 符合题意。故选 B。
3.[2025 浙江绍兴期末] 早在我国西汉时期的《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。” 下列关于该记载解释的光路图正确的是( )
A. B. C. D .
【答案】A
【解析】由题可知,水透镜对光线有会聚作用,是凸透镜,太阳光平行于主光轴射入,经凸透镜折射后会聚成一点,故 A 正确,BCD 错误。故选 A。
◆考点2 焦点和焦距
4. 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. 经过凸透镜的光线一定会聚于一点
C. 平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点
D. 把一点光源放在焦点上,通过凸透镜后的光线一定平行于主光轴
【答案】B
【解析】凸透镜有两个实焦点,A 正确;从焦点射出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出,没有会聚于一点,B 错误;平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点,C 正确;把一点光源放在焦点上时,光线通过凸透镜后平行于主光轴射出,D 正确。故选 B。
5.[2024 浙江杭州期中] 小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。图中操作最合理的是( )
A. B. C. D .
【答案】C
【解析】利用太阳光测量凸透镜的焦距时,应使太阳光平行于凸透镜主光轴射入,白纸相当于光屏,应垂直于凸透镜主光轴放置,故 C 符合题意,A、B、D 不符合题意。故选 C。
关键点拨:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上的一点,这一点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。知道并理解焦距的定义是解决该题的关键。
6.[2025 浙江宁波期中] 如图所示,光线经平面镜反射后射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线和经过凹、凸透镜后的折射光线,并在图中标出平面镜中入射角的度数。(图略 )
答图:
【解析】由题图知,反射光线与镜面的夹角为60°,则反射角为90°-60°=30°,则入射角也为30°,由此在法线上方作出入射光线,并标出入射角的度数;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射出,由此画出经过凹透镜的折射光线;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,由此画出经过凸透镜的折射光线。
◆易错点 没有正确理解透镜对光的作用
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 【解析】由题图可知,经过甲透镜后,折射光线相比入射光线远离主光轴,即甲透镜使光线发散,应该为凹透镜;经过乙透镜后,折射光线相比入射光线向主光轴靠拢,即乙透镜使光线会聚,应该为凸透镜,故 D 正确,A、B、C 错误。
易错警示:凸透镜能使光线会聚的真正意义是光经过凸透镜后折射光线比入射光线更靠近主光轴;判断方法是延长入射光线与折射光线对比,折射光线离主光轴更近。凹透镜能使光线发散的真正意义是光经过凹透镜后折射光线比入射光线更远离主光轴;判断方法是延长入射光线与折射光线对比,折射光线离主光轴更远。
1.[2025 浙江宁波期中] 图中是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体,则这个玻璃体( )
①可以看作两块凹透镜 ②可以看作一块凸透镜 ③对图示光束具有发散作用 ④对图示光束具有会聚作用
A. ①②③ B. ①③ C. ②④ D. ①②③④
【答案】B 【解析】玻璃体中空部分(中间是空气)将玻璃体分成了两部分,这两部分都是中间薄、边缘厚的凹透镜,对光线有发散作用,因此平行光经过玻璃体后,会变得发散,故只有①③正确。故选 B。
2.[2024 浙江温州期中] 平行光从右边射向凸透镜,会聚于点 F,当凸透镜左侧放一厚矩形玻璃砖,则会聚点将( )
A. 向左移 B. 向右移 C. 向上移 D. 向下移
【答案】A 【解析】在一凸透镜左侧放一厚矩形玻璃砖,当平行光经过凸透镜射向玻璃砖时,此入射光线经玻璃砖后发生折射,折射角小于入射角,进入玻璃砖后,光线从玻璃砖左侧射出,此时的折射角大于入射角,最后的折射光线与进入玻璃砖的入射光线平行,所以此时的会聚点较无此玻璃砖时要向左移动。故 A 符合题意,BCD 不符合题意。故选 A。
3.[2024 浙江宁波期中,中] 现有以下 3 种光学元件:①平面镜 ②凸透镜 ③凹透镜,根据如图所示情况判断,方框内可选的光学元件有( )
A. 只有① B. ①② C. ①③ D. ①②③
【答案】若用平面镜,光路如图:
若用凸透镜,光路如图:
若用凹透镜,光路如图:
故D符合题意, 不符合题意。故选D。
4.如图所示,将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置,O 点是镜面与凸透镜主光轴的交点,凸透镜光心和平面镜相距为 d,一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜,经平面镜反射后会聚于两镜的中点 A,则此凸透镜的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】C 【解析】由题图可知,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处,但由于平面镜的反射作用而会聚在 A 点处,根据平面镜成像的特点,焦点 F 到镜面的距离等于 A 点到镜面的距离。由题意知 A 点是凸透镜与平面镜的中点,即 OA = d,则凸透镜的焦距 f = d + OA = d + d =d。故选 C。
5.如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其他部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于________透镜,而气泡与周边的水组成________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?________________。
【答案】凸 凹 先变细后变粗
【解析】试管充满水的地方中间厚,边缘薄,属于凸透镜,对光有会聚作用;气泡与周边的水中间薄,边缘厚,属于凹透镜,对光有发散作用。使太阳光经过试管会聚在焦点位置时,在白纸上形成的亮线是最亮、最细的;当把白纸从靠近试管向下移动到焦点时,亮线变细,当把白纸从焦点继续向下移动时,亮线变粗,因此整个过程中亮线先变细后变粗。
6.[2025 浙江杭州期末] 已知 S' 是点光源 S 在平面镜中的像,点光源 S 发出一束光线射向平面镜后被反射,反射光线 ab 经过一凹透镜,如图所示,试确定点光源 S 的位置并画出入射光线和经过凹透镜后的折射光线。
答图:
【答案】如图所示
【解析】画出像 S' 关于镜面的对称点 S,即为光源 S 的位置;连接 Sa,可得入射光线;ab 的延长线过凹透镜的焦点,则折射光线平行于凹透镜的主光轴射出。
7.[2025 浙江宁波期中] 如图所示,一束光与平面镜成 45° 角射向平面镜,请作出经平面镜反射后再经凸透镜折射的光路图。
答图:
【答案】如图所示
【解析】过入射点垂直于镜面作出法线,已知入射光线与平面镜的夹角为 45°,则反射角与入射角的大小均为 90° - 45° = 45°,据此在法线另一侧画出反射光线;因为入射光线垂直于主光轴,且由前面可知入射角和反射角均为 45°,所以反射光线与入射光线的夹角为 90°,则反射光线平行于主光轴,再根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点画出折射光线。
8.(多选)把一块薄玻璃板按如图所示方式以球形切面割开,成为 2 个薄透镜,然后沿主轴分开一定的距离(未分开前 2 个透镜焦点在同一位置),如果一束平行光沿主轴入射,经过 2 个透镜后,下列说法正确的是( )
A. 无论平行光是从哪边入射,经过 2 个透镜折射后仍是平行光
B. 平行光从右边入射,经过 2 个透镜折射后一定是会聚光束
C. 平行光从右边入射,经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束
D. 平行光从左边入射,经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束
【答案】BD 【解析】2个薄透镜沿主轴分开一定的距离,焦点分开,位置不合适时,无论平行光从哪边入射,都不能得到平行光,故 A 错误;平行光从右边入射,右边透镜对光线有发散作用,左边透镜对光线有会聚作用,两透镜分开后,平行光先被发散再射入凸透镜,此时相当于光源位于凸透镜的焦点以外,故经过 2 个透镜折射后一定是会聚光束,故 B 正确,C 错误;平行光从左边入射,凸透镜先使光线会聚,经过凸透镜焦点后又是发散的,由于两个透镜的距离不确定,所以经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束,故 D 正确。故选 BD。
关键点拨:凸透镜对光线有会聚作用,可以理解为折射光线相对入射光线更靠近主轴;凹透镜对光线有发散作用,可以理解为折射光线相对入射光线更偏离主轴。
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