内容正文:
2025-2026学年苏科版物理八年级上册暑期学习同步讲练测精编讲义●2024新教材
专题10 透镜
(知识梳理+7个考点讲练+中考真题演练+过关培优检测 共41题)
模块一 专题知识梳理
知识点一:透镜
1、透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2、透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3、透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
特别提醒
凹透镜与凸透镜的辨别
(1)触摸法:用手摸,凸透镜:中间厚两边薄,凹透镜:中间薄两边厚。
(2)成像法;放在书上的字上,放大是凸透镜,缩小是凹透镜。
(3)太阳聚焦法:把透镜放在阳光下,再放一张白纸在透镜下,若能在纸上找到一个很亮的点(焦点)即为凸透镜,否则为凹透镜。
知识点二:主光轴、光心
1、透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
2、过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
3、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
特别提醒
1、焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
2、物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
3、像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
知识点三:透镜对光的作用
1、凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜。
2、凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
特别提醒
1、凸透镜分为双凸、平凸和凹凸(或正弯月形)等形式,凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜,较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用,这与透镜的厚度有关。
2、凹透镜对光有发散作用.平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能形成实性焦点,沿着散开光线的反向延长线,在投射光线的同一侧交于F点,形成的是一虚焦点(凹透镜有两个虚焦点)。
知识点四:透镜的光路图
透镜的三条特殊光线
1、过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图所示。
过光心的光线
2、平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图所示。
图平行于主轴的光线
3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图所示。
过焦点的光线
特别提醒
1、凹透镜对光线有发散作用,会聚光线经过凹透镜折射后,一定变得比折射前发散,会出现三种情况:
(1)还可能是会聚光束,但是会聚程度明显减弱。
(2)可能变成平行光线,这是折射前射向凹透镜焦点的光线,是一种特殊情况。
(3)可能变成发散光束,这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强。
2、凸透镜对光线有会聚作用,会聚光线经过凸透镜折射后,一定变得比折射前会聚。
(1)凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的点,故该点是实焦点;凸透镜在镜的两侧各有一实焦点。
(2)所有平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点,即焦点。
(3)根据光路的可逆性,点光源放在焦点上时,通过凸透镜的光线一定平行于主光轴。
模块二 专题重点难点考点分类讲练
考点01:透镜的特点与分类
【典例精讲01】(24-25八年级上·江苏徐州·期中)若一束激光通过某透镜的传播路径如图丙所示,则该透镜是 透镜。
【变式训练1-1】(24-25八年级上·江苏盐城·期中)如图,用铁丝绕一个内径约4mm左右的圆环,将圆环在清水中蘸一下后取出,布满圆环的水膜犹如一个透镜。下列辨别水膜透镜种类的操作方案符合实际的是( )
A.用平行的激光照射水膜 B.用刻度尺测量水膜中间和边缘的厚度
C.透过水膜观察物体成像 D.用手触摸感受水膜中间和边缘的厚度
【变式训练1-2】(24-25八年级上·江苏连云港·期中)同学们在讨论“如何在野外生存”的问题时提出:在野外如果没有打火机等点火设备,怎么生火取暖呢? 一位同学想出了一个“削冰取火”的办法。你认为“削冰”就是把冰制成 透镜,这是利用了该透镜对光线有 作用。
考点02:探究凸透镜对光的作用
【典例精讲02】(24-25八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光班,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为10cm。由此可推断该透镜对光线有 作用,透镜种类是 。若透镜焦距小于10cm,在透镜逐渐靠向纸面的过程中,会看到圆光斑 (填光斑大小变化情况)。
【变式训练2-1】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图所示,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。”“削冰令圆”就是把冰块制成凸透镜,凸透镜对光线有 作用,把“艾”放在透镜的焦点位置能使“火生”是因为光具有 。若想提高冰透镜取火的效果,应把冰透镜的形状打磨成 (面积更大/表面更平)的结构。
【变式训练2-2】(24-25八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,两条平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于点F,若①②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离,则会聚点将 (选填“向右移动”、“保持原位置不变”或“向左移动”);取一点光源放在A点处,在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜的过程中,纸上的光斑大小 (选填“变大”“不变”“变小”)。
考点03:探究凹透镜对光的作用
【典例精讲03】(24-25八年级上·江苏镇江·阶段练习)如图所示,光线会聚于b点,在虚线区域内放甲透镜后,光线会聚于主光轴MN上的a点;在虚线区域内换放乙透镜后,光线会聚于主光轴MN上的c点,则( )
A.甲、乙均是凹透镜
B.甲、乙均是凸透镜
C.甲是凹透镜,乙是凸透镜
D.甲是凸透镜,乙是凹透镜
【变式训练3-1】(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)小明和小华合作完成《物理实验》上的探究实验,如图所示,在水槽内注入适量的水,并在其底部放一枚硬币,再将一拧紧瓶盖的空矿泉水瓶横放在贴近水面处,并逐渐将空瓶向下平移,从瓶身的正上方观察硬币的像,发现当瓶身浸入水中后,硬币的像突然变小,此时瓶身下方的这部分水面相当于一个 (选填“凸”或“凹”)透镜,对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用;随着试管浸入水中的体积逐渐增大,硬币的像一直是 (选填“正立”或“倒立”)的。
【变式训练3-2】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,方形容器的侧面开孔并安装透镜,小明用一束平行光通过图透镜后观察到的效果。根据现象判断图乙透镜是 ,对光具有 作用。
考点04:光心、主光轴与焦点
【典例精讲04】(24-25八年级上·江苏徐州·期中)如图所示,是某个同学测凸透镜焦距的场景,纸上出现一个光斑,关于此光斑处是否是焦点位置,下列说法正确的是( )
A.如果稍稍降低透镜,光斑变小,则此光斑处是焦点位置。
B.如果稍稍降低透镜,光斑变大,则此光斑处是焦点位置。
C.如果稍稍抬高透镜,光斑变大,则此光斑处是焦点位置。
D.如果稍稍抬高透镜,光斑变大,稍稍降低透镜,光斑也变大,则此光斑处是焦点位置。
【变式训练4-1】(24-25八年级上·江苏南京·期中)如图所示虚线方框内各放置一个透镜,发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示,若甲、乙透镜的焦距分别为f甲、f乙,且S点距甲、乙两透镜的距离相等,下列说法正确的是( )
A.甲为凹透镜,乙为凸透镜
B.甲为凸透镜,乙为凹透镜
C.f甲大于f乙
D.甲透镜的折光能力比乙透镜的强
【变式训练4-2】(23-24九年级上·江苏连云港·期中)如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。
(1)根据图像可推断该透镜的种类是 ;
(2)若透镜焦距小于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 ;若透镜焦距大于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 。(填光斑大小变化情况)
考点05:用平行光测定凸透镜焦距
【典例精讲05】(24-25八年级上·安徽合肥·期中)如图所示,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时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,则该凸透镜的焦距一定 l(选填: “大于”、 “小于”或“等于”)
【变式训练5-1】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)在利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明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。小明推断( )
A.凸透镜的焦距f一定大于L B.凸透镜的焦距f一定小于L
C.凸透镜的焦距f一定等于L D.凸透镜的焦距f一定不等于L
【变式训练5-2】(24-25八年级上·江苏徐州·期中)小文利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示,他让凸透镜正对阳光,但纸板上的最小光斑却不易确定。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为8cm和14cm,则凸透镜的焦距是 cm。
考点06:凸透镜的特殊光线作图
【典例精讲06】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图所示,在水中平行于凸透镜(由玻璃制成)主光轴的光线经凸透镜会聚于主光轴的一点S,若把凸透镜取出,放置于空气中,平行于主光轴的光将会聚于( )
A.S的下方 B.S的上方
C.与S重合 D.条件不足,无法判断
【变式训练6-1】(23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习)如图,F为凸透镜的焦点,O为光心,完成下面光路图。
【变式训练6-2】(23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习)如图所示,请分别画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线。
考点07:凹透镜的特殊光线作图
【典例精讲07】(24-25八年级上·重庆·期末)在图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
【变式训练7-1】(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)平行于主光轴的光线经过某透镜后,传播方向如图所示,请你在虚线框内画出恰当的透镜,并标出它的一个焦点F的位置。
【变式训练7-2】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)如下图2条射向凹透镜的光线,请完成光路图。
模块三 中考真题演练
1.(2024•江苏中考真题)如图所示,小明将焦距为5cm的凸透镜正对着太阳,再把一张纸放在它的下方,测得纸上呈现的光斑A到凸透镜的距离为L。
(1)若Z是最小的光斑时,L= cm,A是 成的像。
(2)若L=12cm,将凸透镜慢慢靠近下方纸张的过程中,光斑大小将 。该过程中, (选填“会”或“不会”)出现与L=12cm时亮度相同的光斑。
2.(2024•江苏中考真题)如图,平面镜MN垂直于凸透镜的主光轴,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10cm、4cm,则此透镜的焦距是 cm。
3.(2024•江苏中考真题)图是透过某种眼镜看布偶的情形,则图中表示光线经过该眼镜镜片的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2024•江苏中考真题)按要求作图。如图所示,一束光平行于主光轴射向凸透镜,请画出通过凸透镜后的出射光线。
5.(2024•江苏中考真题)如图甲所示,光学元件由两个圆形透镜A、B组成。将光学元件正对太阳光,把一张白纸放在光学元件下方并正对它,如图乙所示,在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑,圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间,则下列说法正确的是( )
A.A、B都是凸透镜 B.A、B都是凹透镜
C.A是凸透镜、B可能是凹透镜 D.A是凹透镜、B可能是凸透镜
模块四 精选题过关培优检测
1.(24-25八年级上·江苏徐州·期末)如图所示,用透明弹性薄膜充水可以制作水透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。下列说法正确的是( )
A.这是一个凹透镜,注水使焦距变大 B.这是一个凹透镜,注水使焦距变小
C.这是一个凸透镜,注水使焦距变大 D.这是一个凸透镜,注水使焦距变小
2.(24-25八年级上·江苏扬州·期末)如图所示,将凸透镜正对一束水平激光放置,在透镜右侧竖直的光屏上观察到一光斑。现只移动凸透镜,有关光斑移动情况判断正确的是( )
A.竖直向下移动时,光斑向下移动 B.竖直向下移动时,光斑向上移动
C.水平向右移动时,光斑向下移动 D.水平向右移动时,光斑不会移动
3.(24-25八年级上·江苏扬州·期末)如图所示的两条逐渐靠拢的光线AB和CD未相交前照到某光学器材上将改变传播方向,能使这两条光线改变传播方向且仍然能够相交的光学器材可能是( )
a.凸透镜 b.凹透镜 c.平面镜
A.仅有a B.仅有a、b C.仅有a、c D.a、b、c
4.(24-25八年级上·江苏南京·期末)如图,两只激光笔发出的光(间距为d)正对一光学元件M照射,其后放一足够大的光屏,光屏从紧贴元件到逐渐远离的过程中,以下说法正确的是( )
①若M为平面镜,则光屏上会出现一个像
②若M为凸透镜,则光屏上至少会出现一个光斑
③若M为凹透镜,则光屏上出现的两个光斑,间距可能小于d
④若M为玻璃板,则光屏上出现的两个光斑,间距一直等于d
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
5.(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)戴近视镜的小强发现其眼镜与爷爷的老花镜外观相同,为了区分它们,他把其中一副眼镜靠近物理课本,发现课本上的文字变大了,则说明这副眼镜是 (选填“近视镜”或“老花镜”)。如上图所示,图 (选填“甲”或“乙”)是老花眼的光路示意图。
6.(24-25八年级上·江苏徐州·期中)小华利用太阳光测量凸透镜的焦距时,右面图1两种操作中正确的是 (选填“A”或“B”),凸透镜对光线有 作用。正确操作时,把一张白纸放在它的下方,如图2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,然后小华将凸透镜逐渐远离白纸,如果光斑变大,则凸透镜的焦距一定 (选填“大于”、“等于”或“小于”)刚才测得的距离。
7.(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)在教室里,我们可以从不同方向看到桌椅、书本、墙壁等物体,这是因为光在这些物体表面发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射;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B点,则该透镜起到 作用(填“会聚”或“发散”),是 透镜。
8.(24-25八年级上·陕西西安·期中)下过雨后,小华和家人及时排去自家塑料大棚上低洼处的积水,如图所示。从物理角度分析,低洼处的积水相当于 (选填“凸”或“凹”)透镜,对直射的阳光有 作用,会烧坏大棚内的植物,这说明光具有 。
9.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)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“A”或“B”)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,小明发现纸板上的焦点却不易确定,于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为6cm和12cm,则焦距为 cm。
10.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)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;
(3)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”)。
11.(24-25八年级上·江苏南京·期中)学习了透镜知识后,小明进行了以下实验探究:
(1)为了辨别直径相同的两个透镜的类型,小明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(如图1),其操作正确的是 (选填“A”或“B”).透镜与光斑的大小如图2所示(),其中形成乙光斑的是 (选填“凸”、“凹”或“凸或凹”)透镜;
(2)小明在测凸透镜焦距时(如图3),先将凸透镜(光心O)和光屏的位置固定,将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置S,光屏上出现一个与透镜直径D相近的光斑,此时固定光源凸透镜,再将光屏远离透镜,移动的过程中,若光屏上光斑的大小 (选填“逐渐变大”、“几乎不变”或“先变小后变大”),则说明 的距离即为凸透镜的焦距;
(3)小明在空的透明饮料瓶(瓶身呈圆柱状)内封闭一支铅笔,将瓶子横着按入面盆里的水面下,人眼从水面上观察瓶中的铅笔(如图4),会发现铅笔 (选填“变粗”、“变细”或“不变”),这是因为瓶子周围的水相当于 镜.
12.(24-25八年级上·江苏宿迁·期末)如图所示,请画出光线通过透镜的光路图。
13.(24-25八年级上·江苏常州·期末)请把如图所示光路中的两条入射光线补充完整。
14.(24-25八年级上·江苏扬州·期末)如图,F为凸透镜的焦点,请画出对应的折射光线。
15.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,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,都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比,菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,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,它由数个同心圆纹路的玻璃组成。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,它能提高太阳能板上单位面积获得的光能;如图丙所示,从上方垂直菲涅尔透镜入射的光束,在透镜下方一半焦距处面积只有原来的四分之一。
(1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有 (此空选填“会聚”或“发散”)作用,它们的工作原理是 (选填“相同”或“不同”)的,都是利用光的 ;
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是( )
A.使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄
B.与相同直径的平凸透镜相比,光能损失减少
C.菲涅尔透镜是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,所用材料减少
(3)不考虑光传播过程中的能量损失,如图丙所示,一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处,则与不放置菲涅尔透镜相比,太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的 倍。为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上 (选填“黑色”或“白色”)。
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2025-2026学年苏科版物理八年级上册暑期学习同步讲练测精编讲义●2024新教材
专题10 透镜
(知识梳理+7个考点讲练+中考真题演练+过关培优检测 共41题)
模块一 专题知识梳理
知识点一:透镜
1、透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2、透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3、透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
特别提醒
凹透镜与凸透镜的辨别
(1)触摸法:用手摸,凸透镜:中间厚两边薄,凹透镜:中间薄两边厚。
(2)成像法;放在书上的字上,放大是凸透镜,缩小是凹透镜。
(3)太阳聚焦法:把透镜放在阳光下,再放一张白纸在透镜下,若能在纸上找到一个很亮的点(焦点)即为凸透镜,否则为凹透镜。
知识点二:主光轴、光心
1、透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
2、过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
3、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
特别提醒
1、焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
2、物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
3、像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
知识点三:透镜对光的作用
1、凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜。
2、凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
特别提醒
1、凸透镜分为双凸、平凸和凹凸(或正弯月形)等形式,凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜,较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用,这与透镜的厚度有关。
2、凹透镜对光有发散作用.平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能形成实性焦点,沿着散开光线的反向延长线,在投射光线的同一侧交于F点,形成的是一虚焦点(凹透镜有两个虚焦点)。
知识点四:透镜的光路图
透镜的三条特殊光线
1、过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图所示。
过光心的光线
2、平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图所示。
图平行于主轴的光线
3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图所示。
过焦点的光线
特别提醒
1、凹透镜对光线有发散作用,会聚光线经过凹透镜折射后,一定变得比折射前发散,会出现三种情况:
(1)还可能是会聚光束,但是会聚程度明显减弱。
(2)可能变成平行光线,这是折射前射向凹透镜焦点的光线,是一种特殊情况。
(3)可能变成发散光束,这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强。
2、凸透镜对光线有会聚作用,会聚光线经过凸透镜折射后,一定变得比折射前会聚。
(1)凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的点,故该点是实焦点;凸透镜在镜的两侧各有一实焦点。
(2)所有平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点,即焦点。
(3)根据光路的可逆性,点光源放在焦点上时,通过凸透镜的光线一定平行于主光轴。
模块二 专题重点难点考点分类讲练
考点01:透镜的特点与分类
【典例精讲01】(24-25八年级上·江苏徐州·期中)若一束激光通过某透镜的传播路径如图丙所示,则该透镜是 透镜。
【答案】凹
【规范解答】由图可知,延长入射光,折射光要比入射光远离主光轴一些,说明该透镜对光起到发散作用,所以是凹透镜。
【变式训练1-1】(24-25八年级上·江苏盐城·期中)如图,用铁丝绕一个内径约4mm左右的圆环,将圆环在清水中蘸一下后取出,布满圆环的水膜犹如一个透镜。下列辨别水膜透镜种类的操作方案符合实际的是( )
A.用平行的激光照射水膜 B.用刻度尺测量水膜中间和边缘的厚度
C.透过水膜观察物体成像 D.用手触摸感受水膜中间和边缘的厚度
【答案】C
【规范解答】A.强光照射可能会破坏水膜,且强光照射时不一定能得到会聚的光斑(需是与主光轴平行的光线,需调整水膜与光屏间的距离),故A不符合题意;
B.水膜太薄,不能够直接用刻度尺测量其厚度,故B不符合题意;
C.透过水膜观察物体成像,靠近看书本上的字时,如果字是放大的,说明水膜相当于凸透镜,如果看到的字是缩小的,说明水膜相当于凹透镜,这种判断方法较为可靠,故C符合题意;
D.用手摸水膜会弄破水膜,故D不符合题意。
故选C。
【变式训练1-2】(24-25八年级上·江苏连云港·期中)同学们在讨论“如何在野外生存”的问题时提出:在野外如果没有打火机等点火设备,怎么生火取暖呢? 一位同学想出了一个“削冰取火”的办法。你认为“削冰”就是把冰制成 透镜,这是利用了该透镜对光线有 作用。
【答案】 凸 会聚
【规范解答】[1][2]削冰取火主要是将冰制成中间厚边缘薄的凸透镜,对光起到会聚作用。
考点02:探究凸透镜对光的作用
【典例精讲02】(24-25八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光班,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为10cm。由此可推断该透镜对光线有 作用,透镜种类是 。若透镜焦距小于10cm,在透镜逐渐靠向纸面的过程中,会看到圆光斑 (填光斑大小变化情况)。
【答案】 会聚 凸透镜 先变小后变大
【规范解答】[1][2]光斑直径小于透镜直径,说明该透镜对光有会聚作用,凸透镜对光有会聚作用,因此该透镜是凸透镜。
[3]若透镜焦距小于10cm,则当透镜由10cm处靠近纸面过程中会经过焦点,因此会看到圆光斑先变小后变大。
【变式训练2-1】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图所示,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。”“削冰令圆”就是把冰块制成凸透镜,凸透镜对光线有 作用,把“艾”放在透镜的焦点位置能使“火生”是因为光具有 。若想提高冰透镜取火的效果,应把冰透镜的形状打磨成 (面积更大/表面更平)的结构。
【答案】 会聚 能量 面积更大
【规范解答】[1]削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生,将冰削圆,对着太阳能生火,说明削成的圆形冰块相当于凸透镜,对光有会聚作用。
[2]把“艾”放在透镜的焦点位置能使“火生”,“艾”在焦点位置吸收热量,是因为光具有能量。
[3]若想提高冰透镜取火的效果,应该会聚更多的光线,所以应把冰透镜的形状打磨成面积更大的。
【变式训练2-2】(24-25八年级上·江苏镇江·期中)如图所示,两条平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于点F,若①②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离,则会聚点将 (选填“向右移动”、“保持原位置不变”或“向左移动”);取一点光源放在A点处,在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜的过程中,纸上的光斑大小 (选填“变大”“不变”“变小”)。
【答案】 保持原位置不变 变大
【规范解答】[1]凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫焦点,且焦点是固定的,不随光线的改变而改变。所以若①、②两条光线分别向靠近主光轴的方向平移一段距离,经凸透镜折射后的会聚点将保持原位置不变。
[2]将一点光源放在A点处,即点光源位于在焦点以内,虽然凸透镜对光线有会聚作用,但此时通过凸透镜后的光束的形状是发散的,所以将白纸沿主光轴远离透镜的过程中,纸上的光斑将逐渐变大。
考点03:探究凹透镜对光的作用
【典例精讲03】(24-25八年级上·江苏镇江·阶段练习)如图所示,光线会聚于b点,在虚线区域内放甲透镜后,光线会聚于主光轴MN上的a点;在虚线区域内换放乙透镜后,光线会聚于主光轴MN上的c点,则( )
A.甲、乙均是凹透镜
B.甲、乙均是凸透镜
C.甲是凹透镜,乙是凸透镜
D.甲是凸透镜,乙是凹透镜
【答案】D
【规范解答】一束光会聚于主光轴上的点b,在虚线区域内放乙透镜后,光会聚于主光轴MN上的c点,则该透镜起到发散作用,故乙是凹透镜;在虚线区域内放甲透镜后,光会聚于主光轴MN上的a点,则该透镜起到会聚作用,故甲是凸透镜,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式训练3-1】(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)小明和小华合作完成《物理实验》上的探究实验,如图所示,在水槽内注入适量的水,并在其底部放一枚硬币,再将一拧紧瓶盖的空矿泉水瓶横放在贴近水面处,并逐渐将空瓶向下平移,从瓶身的正上方观察硬币的像,发现当瓶身浸入水中后,硬币的像突然变小,此时瓶身下方的这部分水面相当于一个 (选填“凸”或“凹”)透镜,对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用;随着试管浸入水中的体积逐渐增大,硬币的像一直是 (选填“正立”或“倒立”)的。
【答案】 凹 发散 正立
【规范解答】[1][2][3]瓶子是一个凸透镜,当瓶身下部浸入水中后,周围的水被排开,水面变凹,相当于一个凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,由凹透镜成像原理可知,成正立、缩小的虚像,所以硬币的像突然变小。随着瓶身在水中浸入深度的增加,硬币的像会继续减小,因为是虚像,所以一直都是正立的。
【变式训练3-2】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)如图所示,方形容器的侧面开孔并安装透镜,小明用一束平行光通过图透镜后观察到的效果。根据现象判断图乙透镜是 ,对光具有 作用。
【答案】 凹透镜 发散
【规范解答】[1][2]通过图像可以观察到,在图乙中,平行光经过透镜后向外散开,凹透镜对光有发散作用,因此图乙中的透镜是凹透镜。
考点04:光心、主光轴与焦点
【典例精讲04】(24-25八年级上·江苏徐州·期中)如图所示,是某个同学测凸透镜焦距的场景,纸上出现一个光斑,关于此光斑处是否是焦点位置,下列说法正确的是( )
A.如果稍稍降低透镜,光斑变小,则此光斑处是焦点位置。
B.如果稍稍降低透镜,光斑变大,则此光斑处是焦点位置。
C.如果稍稍抬高透镜,光斑变大,则此光斑处是焦点位置。
D.如果稍稍抬高透镜,光斑变大,稍稍降低透镜,光斑也变大,则此光斑处是焦点位置。
【答案】D
【规范解答】AD.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会出现一个最小、最亮的光斑,就是该凸透镜焦点的位置,所以稍稍抬高透镜时光斑会变大,稍稍降低透镜时光斑也变大,故A错误,D正确;
B.当光斑到凸透镜的距离小于焦距时,稍稍降低透镜,光斑会变大,但此光斑处不是焦点位置,故B错误;
C.当光斑到凸透镜的距离大于焦距时,稍稍抬高透镜,光斑会变大,但此光斑处不是焦点位置,故C错误。
故选D。
【变式训练4-1】(24-25八年级上·江苏南京·期中)如图所示虚线方框内各放置一个透镜,发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示,若甲、乙透镜的焦距分别为f甲、f乙,且S点距甲、乙两透镜的距离相等,下列说法正确的是( )
A.甲为凹透镜,乙为凸透镜
B.甲为凸透镜,乙为凹透镜
C.f甲大于f乙
D.甲透镜的折光能力比乙透镜的强
【答案】C
【规范解答】AB.发光点S发出的两束光通过甲、乙透镜后折射光线变得会聚了,因此甲、乙都应是凸透镜,故AB错误;
CD.凸透镜对光线的折射能力在于它的焦距的大小,焦距越小的折射能力越强,反之,折射能力越强焦距越小,由图可知,乙透镜的折射能力较强,所以乙透镜的焦距较小,即f甲大于f乙,故C正确,D错误。
故选C。
【变式训练4-2】(23-24九年级上·江苏连云港·期中)如图所示,将一只透镜正对着太阳,把一张纸放在它下方,纸上呈现一个圆光斑,光斑直径小于透镜直径,测得光斑到透镜的距离为L。
(1)根据图像可推断该透镜的种类是 ;
(2)若透镜焦距小于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 ;若透镜焦距大于L,透镜靠近纸面,会看到圆光斑 。(填光斑大小变化情况)
【答案】 凸透镜 先变小后边大 一直增大
【规范解答】(1)[1]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,此透镜一定是对光线起了会聚作用,因此为凸透镜。
(2)[2][3]若透镜焦距小于L,则焦点在纸和透镜之间,透镜靠近纸面,会看到圆光斑先变小后变大,焦点在纸上时最小;若透镜焦距大于L,则焦点在纸面下方,透镜靠近纸面,会看到圆光斑一直增大。
考点05:用平行光测定凸透镜焦距
【典例精讲05】(24-25八年级上·安徽合肥·期中)如图所示,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时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,则该凸透镜的焦距一定 l(选填: “大于”、 “小于”或“等于”)
【答案】小于
【规范解答】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。
【变式训练5-1】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)在利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明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。小明推断( )
A.凸透镜的焦距f一定大于L B.凸透镜的焦距f一定小于L
C.凸透镜的焦距f一定等于L D.凸透镜的焦距f一定不等于L
【答案】D
【规范解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点,这点是凸透镜的焦点,光线到达焦点后还可以继续向前射出,因此这个非最小的光斑可能在焦点之前,也可能在焦点之后,测得这个并非最小的光斑到凸透镜的距离为L,则凸透镜的焦距可能大于L,也可能小于L,但一定不等于L,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式训练5-2】(24-25八年级上·江苏徐州·期中)小文利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示,他让凸透镜正对阳光,但纸板上的最小光斑却不易确定。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为8cm和14cm,则凸透镜的焦距是 cm。
【答案】11
【规范解答】凸透镜正对阳光,在纸板上得到最小最亮的光斑位置就是焦点,焦点到透镜光心的距离就是焦距,由于纸板上的最小光斑不易确定,他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,这两个等大光斑的位置关于焦点对称,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为8cm和14cm,则焦距为
考点06:凸透镜的特殊光线作图
【典例精讲06】(24-25八年级上·江苏苏州·期中)如图所示,在水中平行于凸透镜(由玻璃制成)主光轴的光线经凸透镜会聚于主光轴的一点S,若把凸透镜取出,放置于空气中,平行于主光轴的光将会聚于( )
A.S的下方 B.S的上方
C.与S重合 D.条件不足,无法判断
【答案】B
【规范解答】若把凸透镜取出,放置于空气中,平行于主光轴的光线从水进入空气中不改变方向,而从凸透镜折射出来浸入空气中的光线要比浸入水中的偏折程度大,所以光线的交点在S点的上方,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式训练6-1】(23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习)如图,F为凸透镜的焦点,O为光心,完成下面光路图。
【答案】
【规范解答】根据凸透镜的特点可知,通过光心的光线经凸透镜传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如下图所示:
【变式训练6-2】(23-24八年级上·江苏徐州·阶段练习)如图所示,请分别画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线。
【答案】
【规范解答】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,如图所示:
考点07:凹透镜的特殊光线作图
【典例精讲07】(24-25八年级上·重庆·期末)在图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
【答案】
【规范解答】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凹透镜的虚焦点。如图所示:
【变式训练7-1】(24-25八年级上·江苏宿迁·阶段练习)平行于主光轴的光线经过某透镜后,传播方向如图所示,请你在虚线框内画出恰当的透镜,并标出它的一个焦点F的位置。
【答案】
【规范解答】如图所示,透镜对光线有发散作用,故为凹透镜,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F;如下图所示
【变式训练7-2】(24-25八年级上·江苏泰州·期中)如下图2条射向凹透镜的光线,请完成光路图。
【答案】
【规范解答】射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出,过光心的光线传播方向不变,如图所示:
模块三 中考真题演练
1.(2024•江苏中考真题)如图所示,小明将焦距为5cm的凸透镜正对着太阳,再把一张纸放在它的下方,测得纸上呈现的光斑A到凸透镜的距离为L。
(1)若Z是最小的光斑时,L= cm,A是 成的像。
(2)若L=12cm,将凸透镜慢慢靠近下方纸张的过程中,光斑大小将 。该过程中, (选填“会”或“不会”)出现与L=12cm时亮度相同的光斑。
【答案】(1) 5 太阳
(2) 先变小后变大 不会
【规范解答】(1)[1]Z是最小光斑时,则Z与凸透镜之间的距离等于焦距,为5cm。
[2]纸上呈现的光斑是太阳的光线通过凸透镜会聚而成的,成的是太阳的像。
(2)[1][2]太阳与凸透镜的距离远大于2倍焦距,则像距应无限接近焦点。L=12cm时,凸透镜与光斑的距离大于2倍焦距,看到的光斑较模糊,较大,是太阳光会聚后,形成的光斑。将凸透镜慢慢靠近下方纸张的过程中,距离变小,光斑将变小,变清晰。在像点时,变得最小,最清晰。继续靠近,距离小于焦距,光斑将又变得模糊,变大,此过程凸透镜与光斑的距离小于焦点,光线尚未会聚形成的光斑,所以亮度与L=12cm处的不相同。
2.(2024•江苏中考真题)如图,平面镜MN垂直于凸透镜的主光轴,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10cm、4cm,则此透镜的焦距是 cm。
【答案】18
【规范解答】由题意知,经凸透镜后的折射光线平行于主光轴,则入射光线过焦点, SA光线的反射光线的反向延长线过凸透镜的焦点。据平面镜成像特点,光源S在平面镜中的像与镜面的距离为4cm,而SA光线的反向延长线与主光轴相交于像点,即此像点为凸透镜的焦点,所以凸透镜的焦距
f=10cm+4cm+4cm=18cm
3.(2024•江苏中考真题)图是透过某种眼镜看布偶的情形,则图中表示光线经过该眼镜镜片的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【规范解答】由图可知,透过眼镜成正立、缩小的虚像,可知为凹透镜成像特点,符合光线经过该眼镜镜片的光路图是C,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.(2024•江苏中考真题)按要求作图。如图所示,一束光平行于主光轴射向凸透镜,请画出通过凸透镜后的出射光线。
【答案】
【规范解答】根据凸透镜的三条特殊光线,平行于主光轴的光线经过凸透镜后要经过焦点射出,如图所示:
5.(2024•江苏中考真题)如图甲所示,光学元件由两个圆形透镜A、B组成。将光学元件正对太阳光,把一张白纸放在光学元件下方并正对它,如图乙所示,在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑,圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间,则下列说法正确的是( )
A.A、B都是凸透镜 B.A、B都是凹透镜
C.A是凸透镜、B可能是凹透镜 D.A是凹透镜、B可能是凸透镜
【答案】C
【规范解答】如图乙所示,在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑,圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间,说明透镜A对光线具有会聚作用,B对光线具有发散作用,所以A是凸透镜、B可能是凹透镜,故C正确,ABD错误。
故选C。
模块四 精选题过关培优检测
1.(24-25八年级上·江苏徐州·期末)如图所示,用透明弹性薄膜充水可以制作水透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。下列说法正确的是( )
A.这是一个凹透镜,注水使焦距变大 B.这是一个凹透镜,注水使焦距变小
C.这是一个凸透镜,注水使焦距变大 D.这是一个凸透镜,注水使焦距变小
【答案】D
【规范解答】由图可知,该水透镜中间厚,边缘薄,是凸透镜。注水后,凸透镜变厚,折光能力变强,焦距变小。故ABC错误,D正确。
故选D。
2.(24-25八年级上·江苏扬州·期末)如图所示,将凸透镜正对一束水平激光放置,在透镜右侧竖直的光屏上观察到一光斑。现只移动凸透镜,有关光斑移动情况判断正确的是( )
A.竖直向下移动时,光斑向下移动 B.竖直向下移动时,光斑向上移动
C.水平向右移动时,光斑向下移动 D.水平向右移动时,光斑不会移动
【答案】A
【规范解答】AB.由于凸透镜正对一束水平激光放置,当竖直向下移动凸透镜时,凸透镜的光心向下移动,焦点的位置也向下移动,则光斑会向下移动,故B错误,A正确;
CD.当水平向右移动凸透镜时,凸透镜的光心、焦点的位置在竖直方向没有变化,只在水平方向改变,则光斑在竖直方向的位置不变,只会变大或者变小,故CD错误。
故选A。
3.(24-25八年级上·江苏扬州·期末)如图所示的两条逐渐靠拢的光线AB和CD未相交前照到某光学器材上将改变传播方向,能使这两条光线改变传播方向且仍然能够相交的光学器材可能是( )
a.凸透镜 b.凹透镜 c.平面镜
A.仅有a B.仅有a、b C.仅有a、c D.a、b、c
【答案】D
【规范解答】光线通过凸透镜,传播路线如图所示:
由图知,光线通过凸透镜折射后可以相交,故a符合题意;光线通过凹透镜,传播路线如图所示:
由图知,光线通过凹透镜折射后可以相交,故b符合题意;光线照射到平面镜上,传播路线如图所示:
由图知,光线通过平面镜反射后可以相交,故c符合题意,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.(24-25八年级上·江苏南京·期末)如图,两只激光笔发出的光(间距为d)正对一光学元件M照射,其后放一足够大的光屏,光屏从紧贴元件到逐渐远离的过程中,以下说法正确的是( )
①若M为平面镜,则光屏上会出现一个像
②若M为凸透镜,则光屏上至少会出现一个光斑
③若M为凹透镜,则光屏上出现的两个光斑,间距可能小于d
④若M为玻璃板,则光屏上出现的两个光斑,间距一直等于d
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【规范解答】①若M为平面镜,平面镜对光具有反射作用,平面镜成虚像,因此在光屏上不会出现像,故①错误;
②若M为凸透镜,当两束平行光线经过凸透镜后,若会聚在焦点,则在凸透镜的后面会出现一个光斑。若不在焦点,则可能出现两个光斑,故②正确;
③若M为凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,当两平行光线经过凹透镜时,在凹透镜的后面会出现两个光斑。这是因为凹透镜对光线有发散作用,使得原本平行的光线在通过透镜后向四周扩散,使得两条光线经过凹透镜后在光屏上形成两个光斑,且光斑的距离大于d,故③错误;
④当两平行光线经过玻璃板后,在玻璃板的后面会出现两个光斑,光线由空气进入玻璃板垂直射入光的传播方向不变,由于玻璃板的两面是平行的,最终射出的光线平行。这一特性确保了两个光斑的位置相对固定为d,故④正确;综合上述分析,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)戴近视镜的小强发现其眼镜与爷爷的老花镜外观相同,为了区分它们,他把其中一副眼镜靠近物理课本,发现课本上的文字变大了,则说明这副眼镜是 (选填“近视镜”或“老花镜”)。如上图所示,图 (选填“甲”或“乙”)是老花眼的光路示意图。
【答案】 老花镜 甲
【规范解答】[1]近视镜是凹透镜,老花镜是凸透镜;因为凸透镜成像时,当物距小于一倍焦距时,可以成正立放大的虚像,所以一副眼镜靠近物理课本,发现课本上的文字变大了,说明这副眼镜的镜片是凸透镜,即老花镜。
[2]老花眼的会聚能力减弱,像成在视网膜的后方,甲图将光线会聚在视网膜后方,因此甲图表示远视眼,即老花眼,应该佩戴凸透镜进行矫正。近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,像成在视网膜的前方,乙图将光线会聚在视网膜前方,因此乙图表示近视眼。
6.(24-25八年级上·江苏徐州·期中)小华利用太阳光测量凸透镜的焦距时,右面图1两种操作中正确的是 (选填“A”或“B”),凸透镜对光线有 作用。正确操作时,把一张白纸放在它的下方,如图2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,然后小华将凸透镜逐渐远离白纸,如果光斑变大,则凸透镜的焦距一定 (选填“大于”、“等于”或“小于”)刚才测得的距离。
【答案】 B 会聚 小于
【规范解答】[1][2]凸透镜对光线有会聚作用,可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点。在测量凸透镜的焦距时,需要使平行光平行于主光轴射入,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点,这点是凸透镜的焦点,因此正确操作是B。
[3]光线到达焦点并且继续向前射出,这个非最小的光斑可能在焦点之前,也可能在焦点之后,如果光斑在焦点之前,焦距会大于,如果光斑在焦点之后,焦距会小于,凸透镜远离白纸,此时光斑变大,说明光斑在焦点之后,焦距小于。
7.(24-25八年级上·江苏无锡·阶段练习)在教室里,我们可以从不同方向看到桌椅、书本、墙壁等物体,这是因为光在这些物体表面发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射;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B点,则该透镜起到 作用(填“会聚”或“发散”),是 透镜。
【答案】 漫 发散 凹
【规范解答】[1]在教室里,我们可以从不同方向看到桌椅、书本、墙壁等物体,这是因为光在这些物体表面发生了漫反射,反射光线朝向各个方向。
[2][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,取掉透镜后,光会聚于B点,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。
8.(24-25八年级上·陕西西安·期中)下过雨后,小华和家人及时排去自家塑料大棚上低洼处的积水,如图所示。从物理角度分析,低洼处的积水相当于 (选填“凸”或“凹”)透镜,对直射的阳光有 作用,会烧坏大棚内的植物,这说明光具有 。
【答案】 凸 会聚 能量
【规范解答】[1][2][3]凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用,根据图示可知,低洼处的积水中间厚、边缘薄,相当于凸透镜,对直射的阳光有会聚作用,会烧坏大棚内的植物,也可能导致易燃物燃烧,这说明光具有能量。
9.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)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“A”或“B”)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,小明发现纸板上的焦点却不易确定,于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为6cm和12cm,则焦距为 cm。
【答案】(1)B
(2) 最小、最亮 20
(3)9
【规范解答】(1)平行主光轴入射,经凸透镜折射后其折射光会聚在焦点上,如图所示的两种操作方案中,正确的是图B所示方案。
(2)[1][2]采用正确的操作方案,适当调整位置后,当白纸上出现一个最小、最亮的光斑时,此位置就是该凸透镜的焦点,此光斑到凸透镜中心的距离为焦距,由于此距离为20cm,所以该凸透镜的焦距为20cm。
(3)若在测量另一凸透镜焦距的过程中,小明发现纸板上的焦点却不易确定,于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为6cm和12cm,在焦点前后等距的地方找到两次成等大光斑的位置,焦点就在两个位置的中点,则凸透镜的焦距为
10.(24-25八年级上·江苏泰州·期中)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;
(3)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】(1) 小 强
(2)红
(3)不变
【规范解答】(1)[1][2]分析图b可知,焦点到光心的距离为焦距,第二幅图比第一幅图,凸透镜曲度变大,焦距变短,折光能力变强,在凸透镜的材料相同时,凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越小,会聚能力越强。
(2)如图(c)光的色散现象,玻璃对红光的偏折能力小,对紫光的偏折能力大,如果分别用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距,对红光的偏折能力小,用红光测得的焦距较大。
(3)小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损,由于凸透镜其它地方对光线有偏折能力,偏折程度不变,这会使测得的焦距不变。
11.(24-25八年级上·江苏南京·期中)学习了透镜知识后,小明进行了以下实验探究:
(1)为了辨别直径相同的两个透镜的类型,小明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(如图1),其操作正确的是 (选填“A”或“B”).透镜与光斑的大小如图2所示(),其中形成乙光斑的是 (选填“凸”、“凹”或“凸或凹”)透镜;
(2)小明在测凸透镜焦距时(如图3),先将凸透镜(光心O)和光屏的位置固定,将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置S,光屏上出现一个与透镜直径D相近的光斑,此时固定光源凸透镜,再将光屏远离透镜,移动的过程中,若光屏上光斑的大小 (选填“逐渐变大”、“几乎不变”或“先变小后变大”),则说明 的距离即为凸透镜的焦距;
(3)小明在空的透明饮料瓶(瓶身呈圆柱状)内封闭一支铅笔,将瓶子横着按入面盆里的水面下,人眼从水面上观察瓶中的铅笔(如图4),会发现铅笔 (选填“变粗”、“变细”或“不变”),这是因为瓶子周围的水相当于 镜.
【答案】(1) B 凸或凹
(2) 几乎不变 SO
(3) 变细 凹透镜
【规范解答】(1)[1]测辨别透镜时,应让透镜和白纸正对太阳光,让太阳光与透镜的主光轴平行,故图B的操作正确。
[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,所以根据图示可知,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,也可能是光线经凸透镜会聚到焦点后,继续向前传播,形成放大的光 斑,因此形成乙光斑的可能是凸透镜或凹透镜。
(2)[1][2]固定光源、凸透镜,再将光屏远离透镜,移动的过程中,若光屏上光斑的大小几乎不变,则说明此时经过透镜的光为平行光,所以,光源正好处在焦点上,光源到凸透镜的距离为凸透镜的焦距,故SO即为凸透镜的焦距。
(3)[1][2]将空的透明饮料瓶横着按入面盆里的水面下,此时瓶子和水相当于是一个凹透镜,铅笔反射的光线经过凹透镜时成正立、缩小的虚像,故铅笔会变细。
12.(24-25八年级上·江苏宿迁·期末)如图所示,请画出光线通过透镜的光路图。
【答案】
【规范解答】过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变;折射光线平行于凹透镜的主光轴,则入射光线的延长线过另一侧焦点,如图所示:
13.(24-25八年级上·江苏常州·期末)请把如图所示光路中的两条入射光线补充完整。
【答案】
【规范解答】平行于主光轴的光经凹透镜折射后,其反向延长线经过虚焦点,射向凹透镜对侧虚焦点的光经凹透镜折射后,平行于主光轴,如下图所示:
14.(24-25八年级上·江苏扬州·期末)如图,F为凸透镜的焦点,请画出对应的折射光线。
【答案】
【规范解答】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;过光心的光线其传播方向不变;如图所示:
15.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,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,都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比,菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,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,它由数个同心圆纹路的玻璃组成。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,它能提高太阳能板上单位面积获得的光能;如图丙所示,从上方垂直菲涅尔透镜入射的光束,在透镜下方一半焦距处面积只有原来的四分之一。
(1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有 (此空选填“会聚”或“发散”)作用,它们的工作原理是 (选填“相同”或“不同”)的,都是利用光的 ;
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是( )
A.使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄
B.与相同直径的平凸透镜相比,光能损失减少
C.菲涅尔透镜是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,所用材料减少
(3)不考虑光传播过程中的能量损失,如图丙所示,一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处,则与不放置菲涅尔透镜相比,太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的 倍。为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上 (选填“黑色”或“白色”)。
【答案】(1) 会聚 相同 折射
(2)C
(3) 4 黑色
【规范解答】(1)[1][2][3]因为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,它们对光线都有会聚作用,工作原理相同,是光的折射形成的。
(2)由短文可知,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,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。
A.光在菲涅尔透镜只保留透镜发生折射的曲面,所以使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄,故A正确,不符合题意;
B.与相同直径的平凸透镜相比,减少了在透镜中直线传播的部分,所以光能损失更少,故B正确,不符合题意;
C.由图2和图3可知,菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆的玻璃组成,它们是一圈圈凸透镜,故C错误,符合题意;
D.因为菲涅尔透镜中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,所以节省透镜材料,故D正确,不符合题意。
故选C。
(3)[1][2]如下图所示
太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处,太阳能板受光照部分直径CD是螺纹透镜直径AB的,所以由S=πr2可知,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的损失,即两者上的光能是相等的,所以太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的4倍;因为黑色吸收所有色光,所以为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上黑色。
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