内容正文:
第五章 透镜及其应用
第一节 透镜
透镜
1.透镜是用透明材料制成的光学器件。图中属于凸透镜的有
________(填字母),它们的共同特征是___________________;
属于凹透镜的有___________(填字母),它们的共同特征是
________________。
中间薄、边缘厚
A、D
中间厚、边缘薄
B、C
解析 由图可知,B、C是凸透镜,它们的共同特征是中间厚、
边缘薄;A、D是凹透镜,它们的共同特征是中间薄、边缘厚。
2.【新特色·教材图片变式】如图所示,C1、C2是透镜两个球
面的球心,通过两个球心的连线,叫作透镜的________,简称
_______;薄透镜的中心O点叫作透镜的_______。
光心
主轴
主光轴
解析 通过透镜两个球面球心的直线,叫作透镜的主光轴,简
称主轴。薄透镜的中心叫作透镜的光心。
透镜对光的作用
3.【新课标·物理观念】(2025江苏盐城期中)以下光路图的虚
框内应放置凸透镜的是 ( )
C
解析 A、B、D三图中,出射光线与入射光线相比,向远离主
光轴的方向偏折,则透镜对光有发散作用,为凹透镜。C图中,
出射光线与入射光线相比,向靠近主光轴的方向偏折,则该透
镜对光有会聚作用,为凸透镜。
4.如图所示,方框中放有不同种类的透镜,请根据平行于主光
轴的入射光线经透镜折射后的出射光线,判断方框中所放入
透镜的种类。
(1)甲图中的出射光线与入射光线相比,向_______(选填“靠
近”或“远离”)主光轴的方向偏折,透镜对光具有_______
(选填“会聚”或“发散”)作用,由此可以推断甲中放入的是
______(选填“凸”或“凹”)透镜。
(2)乙图中的出射光线与入射光线相比,向_______(选填“靠
近”或“远离”)主光轴的方向偏折,透镜对光具有_______
(选填“会聚”或“发散”)作用,由此可以推断乙中放入的是
______(选填“凸”或“凹”)透镜。
凹
发散
远离
凸
会聚
靠近
解析 (1)甲图中,出射光线与入射光线相比,向靠近主光轴的
方向偏折,透镜对光具有会聚作用,由此可以推断甲图方框中
放入的是凸透镜;(2)乙图中,出射光线与入射光线相比,向远离
主光轴的方向偏折,透镜对光具有发散作用,故乙图方框中放
入的是凹透镜。
焦点、焦距
5.(2024河南新乡月考)下列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
D
解析 凹透镜对光有发散作用,有两个虚焦点,故A错误;凸透
镜有两个焦点,故B错误;凸透镜的焦点到光心的距离叫焦距,
故C错误;光心是位于主光轴上的特殊点,通过光心的光传播
方向不变,故D正确。
6.如图所示,是自主学习小组利用太阳光测凸透镜的焦距的情
景,调整凸透镜L的位置,当其位于如图所示的位置时,光屏上
形成一个最______、最______的光斑,则该凸透镜的焦距为
_________cm。
10.0
亮
小
解析 在利用太阳光测量凸透镜焦距时,应该使太阳光正对
凸透镜入射,当光屏上形成一个最小、最亮的光斑时,光斑的
位置即凸透镜的焦点所在位置,此时光屏到凸透镜光心的距
离为焦距,由题图可知,刻度尺的分度值为1 cm,该凸透镜的焦
距为10.0 cm。
7.(★★☆)如图所示,两束光未经凸透镜折射时会聚于b点,在
虚线区域内放甲透镜后,光会聚于主光轴MN上的c点;在虚线
区域内换放乙透镜后,光会聚于主光轴MN上的a点,则下列分
析不正确的是 ( )
A
A.甲透镜对光有会聚作用
B.乙透镜对光有会聚作用
C.甲透镜中间薄、边缘厚
D.甲透镜有虚焦点,乙透镜有焦点
解析 两束光会聚于主光轴上MN的b点,在虚线区域内放甲
透镜后,光会聚于主光轴MN上的c点,出射光线和入射光线相
比,向远离主光轴方向偏折,则该透镜对光起到发散作用,故甲
是凹透镜,凹透镜中间薄、边缘厚,凹透镜有虚焦点,故A错误,
C正确。在虚线区域内放乙透镜后,光会聚于主光轴MN上的a
点,出射光线和入射光线相比,向靠近主光轴方向偏折,则该透
镜对光起到会聚作用,故乙是凸透镜,凸透镜中间厚、边缘薄,
凸透镜有焦点,故B、D正确。
8.【新课标·科学思维】(2024湖北武汉江汉期末,★★★)如图
所示,虚线框内有一透镜,让一束平行光垂直射向该透镜的镜
面,在墙壁上得到了一个较大的光斑。关于虚线框内的透镜,
下列说法正确的是( )
D
A.一定是凹透镜,它对光有发散作用
B.一定是凸透镜,它对光有会聚作用
C.可能是凹透镜,它对光有会聚作用
D.可能是凸透镜,它对光有会聚作用
解析 让一束平行光垂直射向该透镜的镜面,在墙壁上得到
了一个较大的光斑,说明该透镜可能对光有发散作用,则虚线
框内的透镜可能是凹透镜;如图所示,如果凸透镜的焦距较短,
也可能在墙壁上得到一个较大的光斑,凸透镜对光有会聚作
用。故选D。
9.【新课标·科学探究】(★★☆)小明在学习了凸透镜的知识
后,想探究凸透镜的焦距大小与表面凸起程度是否有关,于是
他让同样的平行光通过甲、乙两个玻璃透镜,光路如图所
示。分析比较两次实验,可以得到的结论:在凸透镜的材料相
同时,凸透镜表面凸起程度越大,凸透镜的焦距越______(选填
“大”或“小”),会聚能力越______(选填“强”或“弱”)。
强
小
解析 焦点到光心的距离为焦距,乙凸透镜表面的凸起程度
更大,焦距更短,折光能力更强,则可知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。
10.【新课标·科学思维】(★★★)如图所示,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(图中未画出),可以发现白纸上与空气泡
相对应的位置较______(选填“亮”或“暗”),这是因为空气
泡与周围水组成______透镜,太阳光射向空气泡和它下方的
水后,光会被_______(选填“会聚”或“发散”)。
发散
凹
暗
解析 由于空气泡的存在,空气泡与周边的水形成中间薄、
边缘厚的凹透镜,凹透镜对光有发散作用,故白纸上与空气泡
相对应的位置较暗。
11.【新特色·安全与健康】有少数游客在森林公园露营期间,
将未喝完的矿泉水瓶随意乱扔,这样做既污染了环境,同时还
可能引起山林火灾。请你根据所学的物理知识解释装有水的
矿泉水瓶容易引发火灾的原因。
解析 装有水的矿泉水瓶相当于一个中间厚、边缘薄的凸透
镜,凸透镜对光有会聚作用,能使平行的太阳光会聚于一点,当
这部分太阳光会聚于枯叶上时,使得枯叶的局部温度过高,引
起枯叶燃烧,进而引发火灾。
微专题 透镜的三条特殊光线作图
12.根据透镜对光的作用规律,请将图中凸透镜和凹透镜的入
射光线或出射光线补充完整。
解析 甲图中透镜是凸透镜,过焦点的光线经凸透镜折射后
平行于主光轴;经过光心的光线传播方向不变;与主光轴平行
的光线经凸透镜折射后过焦点。乙图中透镜是凹透镜,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
过虚焦点;延长线过虚焦点的光线,经凹透镜折射后平行于主
光轴;过光心的光线,经过凹透镜后传播方向不变。
13.(2024四川自贡月考)如图所示,F点既是凸透镜的焦点,也是
凹透镜的虚焦点,请你画出图中两条平行于主光轴的光线经
过两个透镜的光路图。
解析 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,延长
线过另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。
已知F点既是凸透镜的焦点,也是凹透镜的虚焦点,则两条平
行光经此凸透镜和凹透镜折射后,出射光线仍平行,但两条光
线的间距变小,如图所示。
$$