3.2 透镜 同步练习-------2025-2026学年苏科版物理八年级上学期

基础过关练 考点 01 透镜的分类及特点 1．透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的 （选填“直线传播 ”“折射 ” 或“反射 ”）。中间比边缘 的透镜是凸透镜，如图中的 （填字母）；中间 比边缘 的透镜是凹透镜，如图中的 。（填字母） 2 ．如图四种玻璃透镜中 ( ) A ．只有 a 是凸透镜 B ．c 是凹透镜 C ．只有 a 和 b 是凹透镜 D ．只有 d 是凹透镜 3 ．关于透镜，下列说法正确的是 ( ) A ．凸透镜可以做成近视眼镜 B ．凸透镜有两个焦点 C ．经过凸透镜的光一定相交于一点 D ．凹透镜没有焦点，它不能使光相交于一点 4 ．关于透镜，下列说法正确的是 ( ) A ．凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B ．凸透镜有两个焦点，凹透镜没有焦点 C ．阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑 D ．通过凸透镜的两束光可能不相交于一点 考点 02 作图题 5 ．如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F 是凸透镜的焦点） 6 ．如图所示，完成凹透镜两条光线对应的折射光线和入射光线。 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 1 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 7 ．请在图中画出经过透镜折射后的光线： 8 ．如图，F 是凸透镜的焦点，a 、b 、c 是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光 线。 考点 03 光心、主光轴、焦点、焦距 9 ．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 10 ．平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于 上的一点，这点称为凸透镜的 , 该点到光心的距离称为 。 _______ 11．凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫作凸透镜的______ ；凸透镜有 ______个焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫作______。 12 ．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 ．凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距 C ．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点 D ．把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴 考点 04 透镜对光的作用 13 ．下列关于透镜的说法，正确的是 ( ) A ．凹透镜对光有发散作用 B ．凸透镜两个焦点之间的距离叫做焦距 C ．凸透镜只对平行光有会聚作用 D ．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 2 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 14 ．关于透镜下列说法错误的是 ( ) A ．一束光射向凸透镜，通过凸透镜后一定经过焦点 B ．从焦点处射向凸透镜的光，通过凸透镜后一定平行主光轴 C ．经过光心的光传播方向不变 D ．凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越强 15 ．材料和口径相同、厚度不同的两个凸透镜，下列说法错误的是 ( ) A ．厚的透镜具有会聚作用 B ．薄的透镜具有发散作用 C ．厚的透镜会聚能力强 D ．薄透镜的焦距大 16．我国出土的文物“水晶饼 ”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃 ”。 “水晶饼 ”利用太阳光生火的原因是 ( ) A ．光的反射 B ．对光有会聚作用 C ．光的色散 D ．对光有发散作用 考点 05 光路图的综合辨析 17 ．光通过透镜的光路如图所示，正确的是 ( ) A ． B. C ． D. 18 ．复习完透镜作图后，小贝同学画了以下 4 幅光路图，其中正确的是 ( ) A ． B . C ． D . 19 ．如图所示，通过透镜的光路图正确的是 ( ) 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 3 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 A . B . 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 4 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 C . D . 考点 06 填空综合题 20．在炎热的夏天不能向盆栽的荷叶上洒水，这是因为洒水会使水凝结成圆形的水珠，圆形的水珠 相当于 透镜，对太阳光有 作用，会“烧糊 ”叶片。 21 ．近视眼镜和老花镜都是透镜，现通过实验确定哪个是凸透镜， 的是凸透镜。 22．某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上．不料因太阳光经过矿泉水瓶照射，导致 车内物品被点燃引发火灾．矿泉水瓶相当于 ，对光有 作用．因此，提醒大 家在车内不要随意放置透明的有水的物品。 23．要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的______上，这里利 用了光路是______。 24 ．小庆想通过实验判断透镜的类型，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，光会聚于点 B ，则该透镜是 （选填“ 凸透镜 ”或“凹透镜 ”）。 25 ．利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到 最亮的光斑，如图甲A 和 B 是 两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为 10. 1cm 和 9.9cm ，则凸透镜的焦距是 cm 。如图乙所示，两束光线原本相交于 B 点，在框内放一个透镜后相交于 A 点，则该透镜 是 透镜。 考点 07 透镜对光的作用的综合应用（含难点） 26 ．下列关于透镜的说法正确的是 ( ) ①凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点 ②平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 ③凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 ④经过凹透镜的光线有可能比原来更会聚了一些 A ．只有①正确 B ．只有①②正确 C ．只有③④正确 D ．只有④正确 27 ．放在凸透镜主光轴上焦点 F 以内的点光源 S 发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，则下 列说法正确的是 ( ) A ．凸透镜可以对光线起发散作用 B ．凸透镜对光线有会聚作用还是发散作用取决于点光源 S 在主光轴上的位置 C ．只有平行于主光轴的光线，凸透镜才会起到会聚作用 D ．两条折射光线反向延长线的交点为 S 的虚像位置 28 ．如图画出了光线通过透镜（图中未画）的情形，其中是凸透镜的是 ( ) A ． 甲 B ．丙 C ． 乙 、丙 D ． 甲 、 乙 、丙 29 ．如图所示是光线经过某一个光学元件后的光路图，请判断该光学元件是 ( ) A ．凸透镜 B ．凹透镜 C ．平面镜 D ．以上都有可能 30 ．根据如图，判断虚线框内放的透镜是 ( ) A ．甲为凸透镜，乙为凹透镜 B ．甲为凹透镜，乙为凸透镜 C ．甲、乙都为凸透镜 D ．甲、乙都为凹透镜 31．如图所示是一只激光笔发出的光束经过某光学元件（未画出）的光路示意图，下列说法正确的 是 ( ) A ．这个光学元件一定是平面镜 B ．这个光学元件一定对光有会聚作用 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 5 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 C ．这个光学元件可能是凸透镜 D ．这种现象光速不可能发生变化 32．生活中物体可以不断的反射光线，我们可以利用这些光线判断透镜的种类。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，由图可知， 下列说法中正确的是 ( ) A ．透镜是凸透镜，距离OP小于焦距 B ．透镜是凸透镜，距离OP大于焦距 C ．透镜是凹透镜，距离OQ 小于焦距 D ．透镜是凹透镜，距离OQ 大于焦距 考点 08 测量凸透镜的焦距（含难点） 33 ．兴趣小组在课余时间利用太阳光测量某一凸透镜的焦距f。同学们将凸透镜正对着太阳，再把 一张纸放在它的下方，如图所示。在纸上呈现一个并非最小的光斑，测得这个光斑到凸透镜的距离 为 l 。将凸透镜向远离纸的方向移动，发现光斑先变小后变大，则下列关于 l 和f的关系正确的是 ( ) A ．l=f B ．l>f C ．l<f D ．l≥f 34 ．如图，平面镜 MN 垂直于凸透镜的主轴 CC′ ，点光源 S 位于主轴上，光线 SA 经平面镜反射和 透镜折射后与主轴平行。已知 S 到透镜和平面镜的距离分别是 10cm 、4cm ，则此透镜的焦距是 ( ) A ．20cm B ．18cm C ．14cm D ．8cm 35．如图，将凸透镜正对太阳，其下方的纸上呈现出一个并非最小最亮的光斑，这是光斑到凸透镜 的距离为 L 。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距为 ( ) 第 6 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 A ．可能大于 L ，也可能小于 L B ．一定大于 L C ．一定小于 L D ．一定等于 L 36．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 考点 09 实验题 37 ．如图甲所示，A 、B（或 C 、D）两个凸透镜的制造材料不同，球形表面的弯曲程度相同；A、 C 两个凸透镜的制造材料相同，球形表面的弯曲程度不同。 （1）探究凸透镜的焦距与其制造材料的关系时，应选取 两个凸透镜进行实验；目 的是控制 等因素相同，仅改变 。 （2）探究凸透镜的焦距与透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选取 两个凸透镜；让与主光 轴平行的光通过两个凸透镜后，会聚于焦点处（图乙），由此得到的结论是： 。 38 ．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 7 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 （1）如图所示的两种操作方案中，正确的是图 （选填“ 甲 ”或“ 乙 ”）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，白纸上出现一个较大的光斑，光斑到凸透镜中心的距离 为 L ，则该凸透镜的焦距 （选填“大于 ”或“小于 ”）L。 39 ．某物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中 A 、B 和 C 、D 是两组形状相 同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。 （1）为了探究“ 凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系 ”，小组同学应选择图中的哪 两个凸透镜做实验？答： （选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴 平行的光，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸 ； （2）如果选择 A 、B 两个透镜，他们还可以探究“ 凸透镜的焦距大小与 的关系 ”。 能力提升练 一、单选题 1．如图所示，MN 为透镜 L 的主光轴，AB 为一条从左边射向透镜后折射的光线，由此可以判定( ) A ．若 L 是凸透镜，B 点一定是 L 的焦点 B ．若 B 点是 L 的焦点，则 L 一定不是凸透镜 C ．若 B 点是 L 的焦点，AB 的入射线一定平行于主光轴 D ．若 AB 的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，则 L 一定不是凹透镜 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 8 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 2 ．如图所示，有一长方体玻砖，在它内部的中心位置有一圆形气泡，当一束平行光垂直于玻砖向 下照射时（中心位置切面如图所示），在地面 MN区域内可能会看到 ( ) A ．矩形亮斑 B ．矩形暗斑 C ．矩形暗斑且中心有一亮点 D ．矩形亮斑且中心有一暗点 3 ．如图所示是一个魔术箱。魔术箱顶部的中央有一条窄缝，使激光笔产生的激光束从左侧的小孔 射入，从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，遮光板并没有挡住激光束的传播。 下列关于魔术箱的内部结构，说法正确的是 ( ) A ．魔术箱内一定有三块平面镜 B ．遮光板插入窄缝的高度等于魔术箱的高度 C ．激光束的传播方向在魔术箱内可能改变 4 次 D ．魔术箱左右两侧的小孔一定要在同一水平高度 二、填空题 4 ．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。 5 ．如图，小龙用一枚小灯珠 S（近视为点光源）进行凸透镜成像规律的探究，他将小灯珠 S 沿平 行主光轴方向匀速直线向右移动时，右侧的实像 S′将沿 （选填“ 曲线 ”或“直线 ”）运动。 当他将小灯珠 S 放在主光轴上的A 处时，在右侧主光轴上 B 处的竖直光屏上得到与凸透镜等大的 圆形光斑。若 AO=20cm 、BO=40cm ，该凸透镜的焦距可能为 cm。 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 9 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 3.2 透镜 分层练习（学生版） 6 ．如图是一只魔术箱，箱的左右两侧同一水平线上各有一个小孔，一束光从左侧的小孔射入，将 一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好挡住光线，可光仍从右孔射出。针对这一奇怪的现象，下 面三种设计方案中可以实现的有 ；若魔术箱内只使用了平面镜，则平面镜至少要 块。 第 10 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 A . B . C . 三、实验题 7 ．在成功完成“放大镜取火（如图） ”的实践活动后，小华想进一步探究不同的透镜对火柴的点 燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想： 猜想 1 ：凹透镜也能点燃火柴； 猜想 2 ：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关； 猜想 3 ：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关； （1）他们经过讨论，判断猜想 1 是错误的，你认为他们判断的依据是 ； （2）为了验证猜想 2 ，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的 时间基本相等，这说明猜想 2 是______ 的（选填“正确 ”或“错误 ”）； （3）请设计一个简单实验，帮助小华验证猜想 3 是否正确。 a. 实验器材：太阳光、三块______ 的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤： ； c. 实验结论： 。 8 ．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）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择甲乙两个透镜，这里主要用到的一个物 理研究方法是 ； （3）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； （4）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 ”）。 9 ．学习小组用图 1 中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律 ”的实验，发现像的大小不 同，亮度也不一样. （1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想； 猜想 1 ：与小孔到光屏的距离有关； 猜想 2 ：与小孔的形状有关： 猜想 3 ：与小孔的大小有关： ①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断 猜想 1 是 的. ②验证猜想 2 时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验， 分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是 . ③为验证猜想 3 ，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表： 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 11 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 圆孔的直径/mm 小于 1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0 像的清晰度 清晰 清晰 清晰 清晰 清晰 清晰 像的明亮程度 … …逐渐变亮 实验现象表明：在小孔成像清晰时， . （2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图丙所示： ①在纸筒底部中心开一小孔 a，又在 a 上下等距的位置再开两个小孔 b、c，光屏上观察到三个像．在 b、c 两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则 b 、c 两小孔处三棱镜放置的方式可能是 . ②他们设想在 b、c 两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与 b、c 两孔处三 棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过 b 、c 两孔处三棱镜的要 （选 填“大 ”或“小 ”) ③若只用a 孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 ， 像的大小 . 拓展培优练 一、综合题 1 ．人们深入研究光的折射规律后制作了菲涅尔透镜。甲图中图 1 是平凸透镜的截面图，平行光由 平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经过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， 仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比，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，因此，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，如图乙所示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，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜面垂直面向太阳光时，光线聚焦在电池片上，汇聚了 更多的能量，因而需要的电池面积变小，大大节约了成本。 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 12 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 （1）下列关于菲涅尔透镜的说法中，不正确的是( )； A ．手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜部分可以使手机做得更薄 B ．与相同直径的平凸透镜相比，菲涅尔透镜光能损失更少 C ．菲涅尔透镜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，菲涅尔透镜所用材料更少 （2）如图丙所示，F、OO9 分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后 的光路图；____ （3）菲涅尔透镜的一个面为平面，另一个面为锯齿状的螺纹面，为保证较好的聚光效果，应将菲 涅尔透镜的“平面 ”对准太阳光，太阳能板受光面应涂上 （选填“黑色 ”或“ 白色 ”）。 （4）如图丁所示，一块太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的f 处，则与不放菲涅尔透镜相比，太 阳能板上受光照部分的光能提高为原来的 倍（不考虑光传播过程中能量的损失）。 3.2 透镜 分层练习（学生版） 第 13 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 基础过关练 考点 01 透镜的分类及特点 1．透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的 （选填“直线传播 ”“折射 ” 或“反射 ”）。中间比边缘 的透镜是凸透镜，如图中的 （填字母）；中间 比边缘 的透镜是凹透镜，如图中的 。（填字母） 【答案】折射 厚 A 、D 薄 B 、C 【详解】[1][2][3][4][5]透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的折射；中间厚边缘薄的 是凸透镜；中间薄边缘厚的是凹透镜；由图可知，A 、D 中间厚边缘薄是凸透镜；B 、C 中间薄边 缘厚是凹透镜。 2 ．如图四种玻璃透镜中 ( ) A ．只有 a 是凸透镜 B ．c 是凹透镜 C ．只有 a 和 b 是凹透镜 D ．只有 d 是凹透镜 【答案】D 【详解】由图可知，透镜 abc 中间厚边缘薄是凸透镜，透镜 d 中间薄边缘厚是凹透镜，故 ABC 不 符合题意，D 符合题意。 故选 D。 3 ．关于透镜，下列说法正确的是 ( ) A ．凸透镜可以做成近视眼镜 B ．凸透镜有两个焦点 C ．经过凸透镜的光一定相交于一点 D ．凹透镜没有焦点，它不能使光相交于一点 【答案】B 【详解】A ．凸透镜对光线有会聚作用，可以做成远视眼镜，故 A 错误； B ．凸透镜有两个焦点，可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点，故 B 正确； 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 14 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 C ．经过凸透镜的光会比原来向主光轴偏折一些，但不一定相交于一点，如发散的光线，经凸透镜 后发散程度会减小，但不能相交于一点，故 C 错误； D ．凹透镜没有实焦点，但它也能使光相交于一点，如会聚的光线，经凹透镜折射后会延迟会聚， 最终相交于一点，故 D 错误。 故选 B。 4 ．关于透镜，下列说法正确的是 ( ) A ．凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B ．凸透镜有两个焦点，凹透镜没有焦点 C ．阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑 D ．通过凸透镜的两束光可能不相交于一点 【答案】D 【详解】A ．根据凸透镜和凹透镜的定义可知，区分凸透镜和凹透镜是看中间比边缘厚或是薄，并 不是看整个镜片有多厚或是多薄，故 A 错误； B ．凸透镜和凹透镜都有两个焦点，故 B 错误； C ．凸透镜才能会聚光线，阳光透过凸透镜后才能得到一个又小又亮的光斑，故 C 错误； D ．通过凸透镜的两束光可能相交于一点，也可能不相交于一点，故 D 正确。 故选 D。 考点 02 作图题 5 ．如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F 是凸透镜的焦点） 【答案】 【详解】平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线经过凸透镜的焦点；经过凸透镜 焦点的光线，经凸透镜折射后，折射光线平行于凸透镜的主光轴，故作图如下： 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 15 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 6 ．如图所示，完成凹透镜两条光线对应的折射光线和入射光线。 【答案】 【详解】指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的入射光线 经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，如图所示： 7 ．请在图中画出经过透镜折射后的光线： 【答案】 【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，过光心的光线，传播方向不发生改变，如 图所示： 8 ．如图，F 是凸透镜的焦点，a 、b 、c 是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光 线。 第 16 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 3.2 透镜 分层练习（解析版） 【答案】 【详解】平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点；过凸透镜光心的光线传播 方向不变；过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜主光轴。如图所示： 考点 03 光心、主光轴、焦点、焦距 9 ．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 【答案】D 【详解】A ．凹透镜对光有发散作用，有两个虚焦点，故 A 错误； B ．凸透镜有两个实焦点，故 B 错误； C ．凸透镜的焦点到光心的距离叫焦距，故 C 错误； D ．光心是位于主光轴上的特殊点，通过光心的光线传播方向不变，故 D 正确。 故选 D。 10 ．平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于 上的一点，这点称为凸透镜的 , 该点到光心的距离称为 。 【答案】主光轴 焦点 焦距 【详解】[1][2]凸透镜具有会聚光线的能力，平行于主光轴的光通过凸透镜后，将会聚于主光轴上 的一点，这个点称为凸透镜的焦点。 [3]凸透镜焦点到凸透镜光心的距离称为焦距，由于光路具有可逆性，所以凸透镜左右各有一个焦 点。 11．凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫作凸透镜的______ ；凸透镜有 ______个焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫作______。 【答案】焦点 2 焦距 第 17 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 【详解】[1][2][3]凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的焦点上。焦点到凸透镜光心的 距离叫焦距，凸透镜左右两侧各有一焦点，因此凸透镜有两个焦点。 12 ．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 ．凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距 C ．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点 D ．把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴 【答案】B 【详解】AC．平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于一点，这个点是实际光线会聚而成， 因此是实焦点，凸透镜左右两侧各有一个实焦点。故 AC 正确，AC 不符合题意； B ．凸透镜中心到焦点的距离称为焦距。故 B 错误，B 符合题意； D．平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于焦点处，根据光路是可逆的，若把点光源放在 焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴。故 D 正确，D 不符合题意。 故选 B。 考点 04 透镜对光的作用 13 ．下列关于透镜的说法，正确的是 ( ) A ．凹透镜对光有发散作用 B ．凸透镜两个焦点之间的距离叫做焦距 C ．凸透镜只对平行光有会聚作用 D ．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 【答案】A 【详解】A ．凹透镜对所有光线有发散作用，故 A 正确； B ．凸透镜的焦点到光心的距离为焦距，而不是两个焦点之间的距离叫做焦距，故 B 错误； C ．凸透镜对所有光有会聚作用，不单指对平行光，故 C 错误； D ．只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后才会聚于焦点，故 D 错误。 故选 A。 14 ．关于透镜下列说法错误的是 ( ) A ．一束光射向凸透镜，通过凸透镜后一定经过焦点 B ．从焦点处射向凸透镜的光，通过凸透镜后一定平行主光轴 C ．经过光心的光传播方向不变 D ．凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越强 【答案】A 【详解】AC ．一束光射向凸透镜，通过凸透镜后不一定经过焦点，可以不经过焦点，比如经过光 的传播方向不变，就没有经过焦点，故 A 错误，A 符合题意；C 正确，C 不符合题意； 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 18 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 B ．平行于主光轴的光线经折射后必然过焦点，那么根据光路可知，从焦点处射向凸透镜的光，通 过凸透镜后一定平行主光轴，故 B 正确，B 不符合题意； D．凸透镜的焦距越小，对光线的偏折能力越强，对光的会聚作用越强，故 D 正确，D 不符合题意。 故选 A。 15 ．材料和口径相同、厚度不同的两个凸透镜，下列说法错误的是 ( ) A ．厚的透镜具有会聚作用 B ．薄的透镜具有发散作用 C ．厚的透镜会聚能力强 D ．薄透镜的焦距大 【答案】B 【详解】AB ．凸透镜对光线有会聚作用，故 A 正确，不符合题意；B 错误，符合题意； C ．凸透镜越厚，对光的偏折能力越强，焦距越小，对光会聚能力超强，故 C 正确，不符合题意； D ．凸透镜越薄，对光的偏折能力越弱，焦距越大，故 D 正确，不符合题意。 故选 B。 16．我国出土的文物“水晶饼 ”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃 ”。 “水晶饼 ”利用太阳光生火的原因是 ( ) A ．光的反射 B ．对光有会聚作用 C ．光的色散 D ．对光有发散作用 【答案】B 【详解】“水晶饼 ”为中部鼓起的透明圆饼，即中间厚、边缘薄，属于凸透镜。凸透镜对光线有会 聚作用。故 B 符合题意，ACD 不符合题意。 故选 B。 考点 05 光路图的综合辨析 17 ．光通过透镜的光路如图所示，正确的是 ( ) 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 19 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 A . C . B . D . 【答案】B 【详解】AB．平行于凸透镜主光轴的光线，经透镜折射后过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后， 平行于主光轴，故 A 错误，B 正确； C ．平行于凹透镜主光轴的光线，经透镜折射后变得发散，发散光线的反向延长线过虚焦点，故 C 错误； D ．过凹透镜虚焦点的光线，经凹透镜折射后变得比原来更发散，故 D 错误。 故选 B。 18 ．复习完透镜作图后，小贝同学画了以下 4 幅光路图，其中正确的是 ( ) A ． B . C ． D . 【答案】D 【详解】AC ．凹透镜的三条特殊光线：过光心的光线，其传播方向不变；平行于主光轴的入射光 线经凹透镜折射后折射光线反向延长线通过焦点；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。A 中是经过焦点的光线，经凹透镜折射后将远离主光轴，C 中是平行于主光轴的入射光 线，经凹透镜折射后折射光线的反向延长线通过焦点，故 AC 错误； BD ．凸透镜三条特殊光线：过凸透镜光心的光线，其传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透 镜折射后折射光线通过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。B 中经焦点的 光线，折射后的折射光线应平行于主光轴，D 中平行于主光轴的光线经折射后的折射光线会聚于焦 点，故 B 错误，D 正确。 故选 D。 19 ．如图所示，通过透镜的光路图正确的是 ( ) 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 20 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 A . B . C . D . 【答案】C 【详解】A ．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，故 A 错误； B ．对于凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故 B 错误； C ．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，故 C 正确； D ．对于凹透镜，过焦点的光线不属于特殊光线，因凹透镜对光线有发散作用，故折射光线将远离 主光轴，故 D 错误。 故选 C。 考点 06 填空综合题 20．在炎热的夏天不能向盆栽的荷叶上洒水，这是因为洒水会使水凝结成圆形的水珠，圆形的水珠 相当于 透镜，对太阳光有 作用，会“烧糊 ”叶片。 【答案】凸 会聚 【解析】【小题 1】[1][2]炎热的夏天向盆栽的植物叶子洒水，水会形成圆形的水珠，其结构类似 凸透镜的结构，因此相当于凸透镜，对直射的阳光有会聚作用，会“烧糊 ”叶片。 21 ．近视眼镜和老花镜都是透镜，现通过实验确定哪个是凸透镜， 的是凸透镜。 【答案】对光起到会聚作用的 【详解】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，所以可以根据对光的会聚作用还是 发散作用来区分凸透镜和凹透镜，对光起到会聚作用的凸透镜。 22．某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上．不料因太阳光经过矿泉水瓶照射，导致 车内物品被点燃引发火灾．矿泉水瓶相当于 ，对光有 作用．因此，提醒大 家在车内不要随意放置透明的有水的物品。 【答案】凸透镜 会聚 【详解】[1][2]矿泉水瓶中间厚，边缘薄，相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。 23．要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的 上，这里利 用了光路是 。 【答案】焦点 可逆的 【详解】[1][2] 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点， 所以根据光路是可逆的，把小灯泡放在焦点上，光线经凸透镜折射后会平行射出。 24 ．小庆想通过实验判断透镜的类型，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，光会聚于点 B ，则该透镜是 （选填“ 凸透镜 ”或“凹透镜 ”）。 【答案】凹透镜 【详解】由图可知，光线经过透镜后延迟了会聚，即变得发散了一些，所以，该透镜是对光具有发 散作用的凹透镜。 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 21 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 25 ．利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到 最亮的光斑，如图甲A 和 B 是 两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为 10. 1cm 和 9.9cm ，则凸透镜的焦距是 cm 。如图乙所示，两束光线原本相交于 B 点，在框内放一个透镜后相交于 A 点，则该透镜 是 透镜。 【答案】最小 9.9 凹 【详解】[1]利用太阳光测凸透镜焦距，操作时需前后移动白纸得到最小最亮的光斑，即为焦点， 焦点到光心的距离为焦距。 [2]如图甲A 和 B 是两名同学的操作示意图，分别测得该光斑到光心的距离为 10. 1cm 和 9.9cm，该 实验中太阳光应该垂直射向凸透镜，B 同学的测量方法正确，则凸透镜的焦距是 9.9cm。 [3]如图乙所示，两束光线原本相交于 B 点，在框内放一个透镜后相交于 A 点，说明光线通过该透 镜后比以前发散了一些，则该透镜是凹透镜。 考点 07 透镜对光的作用的综合应用（含难点） 26 ．下列关于透镜的说法正确的是 ( ) ①凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点 ②平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 ③凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距 ④经过凹透镜的光线有可能比原来更会聚了一些 A ．只有①正确 B ．只有①②正确 C ．只有③④正确 D ．只有④正确 【答案】A 【详解】①凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有两个实焦点，说法正确； ②只有与主光轴平行的平行光，经凸透镜折射后一定会聚在焦点上，说法错误； ③焦点到透镜光心的距离叫焦距，说法错误； ④凹透镜对光线有发散作用，会聚光线经过凹透镜折射后，说法错误，故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 27 ．放在凸透镜主光轴上焦点 F 以内的点光源 S 发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，则下 列说法正确的是 ( ) 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 22 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 A ．凸透镜可以对光线起发散作用 B ．凸透镜对光线有会聚作用还是发散作用取决于点光源 S 在主光轴上的位置 C ．只有平行于主光轴的光线，凸透镜才会起到会聚作用 D ．两条折射光线反向延长线的交点为 S 的虚像位置 【答案】D 【详解】A ．由图可知，光线经凸透镜后偏向主光轴，说明凸透镜可以对光线起会聚作用，故 A 错 误； B ．凸透镜的会聚作用与点光源 S 在主光轴的位置无关，故 B 错误； C ．凸透镜对所有光线都起到会聚作用，故 C 错误； D．人眼认为光是沿直线传播的，因此两条折射光线反向延长线的交点为 S 的虚像位置，故 D 正确。 故选 D。 28 ．如图画出了光线通过透镜（图中未画）的情形，其中是凸透镜的是 ( ) A ． 甲 B ．丙 C ． 乙 、丙 D ． 甲 、 乙 、丙 【答案】B 【详解】A ．图中，光线经过透镜后变得比原来发散了一些，应为凹透镜； B ．图中，光线经过透镜后变得比原来发散了一些，应为凹透镜； C ．图中，光线经过透镜后变得比原来会聚了一些，应为凸透镜； D ．图中，光线经过透镜后变得比原来发散了一些，应为凹透镜； 综上所述，只有丙中透镜是凸透镜，故 B 符合题意，ACD 不符合题意。 故选 B。 29 ．如图所示是光线经过某一个光学元件后的光路图，请判断该光学元件是 ( ) A ．凸透镜 B ．凹透镜 C ．平面镜 D ．以上都有可能 【答案】D 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 23 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 【详解】由题意可知，若该光学元件是凸透镜，则光路图如下： 若该光学元件是凹透镜，则光路图如下： 若该光学元件是平面镜，则光路图如图所示： 因此该光学元件可能是凸透镜、凹透镜、平面镜，故 ABC 不符合题意，D 符合题意。 故选 D。 30 ．根据如图，判断虚线框内放的透镜是 ( ) A ．甲为凸透镜，乙为凹透镜 B ．甲为凹透镜，乙为凸透镜 C ．甲、乙都为凸透镜 D ．甲、乙都为凹透镜 【答案】A 【详解】发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此甲图应是凸透镜；发光点发 出的两束光通过乙透镜后折射光线变得发散了，因此乙图应是凹透镜。 故选 A。 31．如图所示是一只激光笔发出的光束经过某光学元件（未画出）的光路示意图，下列说法正确的 是 ( ) A ．这个光学元件一定是平面镜 B ．这个光学元件一定对光有会聚作用 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 24 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 C ．这个光学元件可能是凸透镜 D ．这种现象光速不可能发生变化 【答案】C 【详解】ABC ．可以为平面镜的入射光线和反射光线，如图所示： 可以是凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，凸透镜对光有会聚作用，如图所示： 可以是凹透镜，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焦点，凹透镜对 光有发散作用，如图所示： 故 C 正确，AB 错误； D ．如果是凸透镜或凹透镜，光从空气进入玻璃中，光速发生变化，故 D 错误。 故选 C。 32．生活中物体可以不断的反射光线，我们可以利用这些光线判断透镜的种类。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，由图可知， 下列说法中正确的是 ( ) A ．透镜是凸透镜，距离OP小于焦距 B ．透镜是凸透镜，距离OP大于焦距 C ．透镜是凹透镜，距离OQ 小于焦距 D ．透镜是凹透镜，距离OQ 大于焦距 【答案】A 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 25 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 【详解】AB ．由图中可知，a（双箭头）和 b（单箭头）是射向透镜的两条光线．经透镜的折射作 用后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜。因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，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，故 A 正确，B 错误； CD ．平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，而 b 光线如果不发生折射，将会偏离主光轴射出， 又因为 b 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右侧，所以此时 OQ 大于 焦距，故 CD 错误。 故选 A。 考点 08 测量凸透镜的焦距（含难点） 33 ．兴趣小组在课余时间利用太阳光测量某一凸透镜的焦距f。同学们将凸透镜正对着太阳，再把 一张纸放在它的下方，如图所示。在纸上呈现一个并非最小的光斑，测得这个光斑到凸透镜的距离 为 l 。将凸透镜向远离纸的方向移动，发现光斑先变小后变大，则下列关于 l 和f的关系正确的是 ( ) A ．l=f B ．l>f C ．l<f D ．l≥f 【答案】C 【详解】AD．若 l=f，则平行于凸透镜主光轴的入射光经凸透镜会聚于焦点，焦点到光心的距离就 是焦距，此时光斑应是最小最亮的，但题中告诉纸上并非最小光斑，故 AD 错误； B ．若 l>f，将凸透镜向远离纸的方向移动时，光斑应越来越大，故 B 错误； C．若 l<f，将凸透镜向远离纸的方向移动时，l 增大，光斑应先变小，当光斑最小最亮时 l=f，再远 离时光斑逐渐变大，故 C 正确。 故选 C。 34 ．如图，平面镜 MN 垂直于凸透镜的主轴 CC′ ，点光源 S 位于主轴上，光线 SA 经平面镜反射和 透镜折射后与主轴平行。已知 S 到透镜和平面镜的距离分别是 10cm 、4cm ，则此透镜的焦距是 ( ) A ．20cm B ．18cm C ．14cm D ．8cm 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 26 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 【答案】B 【详解】由题意可知，光线 SA 经平面镜反射和透镜折射后与主轴平行，如下图所示，根据凸透镜 的三条特殊光线的规律，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，它的反向延长线是经过凸透镜的焦点，即点光源 S 关于平面镜 MN的像 S′为焦 点，OS′为焦距，已知 OS 为 10cm，B 为平面镜 MN 与 CC′的交点，SB 为 4cm ，根据平面镜的成像 规律，像距等于物距，BS′也为 4cm ，则此透镜的焦距为OS ' = OS + SB + BS ' = 10cm+ 4cm+ 4cm = 18cm 此透镜的焦距为 18cm ，故 ACD 不符合题意，B 符合题意。 故选 B。 35．如图，将凸透镜正对太阳，其下方的纸上呈现出一个并非最小最亮的光斑，这是光斑到凸透镜 的距离为 L 。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距为 ( ) A ．可能大于 L ，也可能小于 L B ．一定大于 L C ．一定小于 L D ．一定等于 L 【答案】C 【详解】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。 故选 C。 36．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 ( ) 第 27 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 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f = 30cm-10cm=20cm 故 ABC 不符合题意，D 符合题意。 故选 D。 考点 09 实验题 37 ．如图甲所示，A 、B（或 C 、D）两个凸透镜的制造材料不同，球形表面的弯曲程度相同；A、 C 两个凸透镜的制造材料相同，球形表面的弯曲程度不同。 （1）探究凸透镜的焦距与其制造材料的关系时，应选取 两个凸透镜进行实验；目 的是控制 等因素相同，仅改变 。 （2）探究凸透镜的焦距与透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选取 两个凸透镜；让与主光 轴平行的光通过两个凸透镜后，会聚于焦点处（图乙），由此得到的结论是： 。 _______________________ 【答案】A 、B（或 C 、D） 球形表面的弯曲程度 材料 A 、C 材料相同的凸透 镜表面越凸，凸透镜的焦距越小 【详解】(1)[1][2][3]实验时要采用控制变量的方法，所以要研究凸透镜的焦距大小与材料的关系， 必须控制两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，而材料不同，所以应该选用 A 、B（或 C 、D）。 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 28 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 (2)[4]要探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系，应选择材料相同而透镜球形表面 弯曲程度不同的透镜做实验，所以应选 A 、C。 [5]如图乙所示，比较两次实验的现象，可以得到的结论是：相同材料的凸透镜表面越凸，凸透镜 的焦距越小。 38 ．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“ 甲 ”或“ 乙 ”）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，白纸上出现一个较大的光斑，光斑到凸透镜中心的距离 为 L ，则该凸透镜的焦距 （选填“大于 ”或“小于 ”）L。 【答案】乙 最小、最亮 20 小于 【详解】（1）[1]把凸透镜正对太阳光，使太阳光跟主光轴平行，能在纸上形成最小、最亮的光斑， 这个光斑是凸透镜的焦点，正确的是图乙所示方案。 （2）[2]适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，这个点是凸透镜的焦点。 [3]经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为 20cm ，此距离长度就为焦距大小，所以凸透镜的焦距 为 20cm。 （3）[4]若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距 离为 L ，说明光斑已经从最小逐渐变大，则凸透镜的焦距小于 L。 39 ．某物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中 A 、B 和 C 、D 是两组形状相 同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。 （1）为了探究“ 凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系 ”，小组同学应选择图中的哪 两个凸透镜做实验？答： （选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴 平行的光，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸 ； 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 29 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 （2）如果选择 A 、B 两个透镜，他们还可以探究“ 凸透镜的焦距大小与 的关系 ”。 【答案】A 、C 小 材料 【详解】（1）[1]要探究“ 凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系 ”，应选择材料相同 而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验，A 、C 两凸透镜材料相同而透镜球形表面弯曲程度不 同，应选 A 、C 两凸透镜进行实验。 [2]由图甲、乙知道，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越短、会聚能力越强。 （2）[3]由图知道，A 、B 两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，材料不同，因此可以用它们探究凸 透镜的焦距大小与透镜材料的关系。 能力提升练 一、单选题 1．如图所示，MN 为透镜 L 的主光轴，AB 为一条从左边射向透镜后折射的光线，由此可以判定( ) A ．若 L 是凸透镜，B 点一定是 L 的焦点 B ．若 B 点是 L 的焦点，则 L 一定不是凸透镜 C ．若 B 点是 L 的焦点，AB 的入射线一定平行于主光轴 D ．若 AB 的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，则 L 一定不是凹透镜 【答案】D 【分析】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，据此分析判断。 【详解】A．若 L 是凸透镜，入射光线平行于主光轴，则 B 点为凸透镜的焦点，若入射光线没有平 行主光轴，则折射光线不会通过焦点， B 当然也不是焦点，故 A 错误； BC．若 B 点是 L 的焦点（可以是实焦点，也可以是虚焦点），L 可能为凸透镜，也可能为凹透镜。 当 L 为凸透镜时，AB 的入射线一定平行于主光轴；当 L 为凹透镜时，AB 的入射线一定不平行于 主光轴，故 BC 错误； D ．若 AB 的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，L 若是凹透镜，将变得发散，不会折射 到 B ，所以一定不是凹透镜，而是凸透镜，故 D 正确。 故选 D。 2 ．如图所示，有一长方体玻砖，在它内部的中心位置有一圆形气泡，当一束平行光垂直于玻砖向 下照射时（中心位置切面如图所示），在地面 MN区域内可能会看到 ( ) 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 30 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 3.2 透镜 分层练习（解析版） A ．矩形亮斑 B ．矩形暗斑 C ．矩形暗斑且中心有一亮点 D ．矩形亮斑且中心有一暗点 【答案】D 【详解】垂直向下的光线经过气泡时，实际是从玻璃射向空气，折射角大于入射角，经过中间一点 时，中间气泡相当于两个凹透镜，对光线起发散作用，不能会聚，所以中间比四周较暗，故选 D . 3 ．如图所示是一个魔术箱。魔术箱顶部的中央有一条窄缝，使激光笔产生的激光束从左侧的小孔 射入，从右侧小孔射出。将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，遮光板并没有挡住激光束的传播。 下列关于魔术箱的内部结构，说法正确的是 ( ) A ．魔术箱内一定有三块平面镜 B ．遮光板插入窄缝的高度等于魔术箱的高度 C ．激光束的传播方向在魔术箱内可能改变 4 次 D ．魔术箱左右两侧的小孔一定要在同一水平高度 【答案】C 【详解】要想实现上述现象魔核内可以有多种结构，如图 A ．魔术箱内不一定是平面镜，其他装置也可实现以上现象，故 A 错误； B ．遮光板插入窄缝的高度只需大于等于入射光线的高度即可，故 B 错误； C ．激光束要想不被挡住，肯定要在魔盒内先改变传播方向降低高度，再经反射升高传播方向，再 改变方向水平出射，因此传播方向在魔术箱内可能改变 4 次，故 C 正确； 第 31 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 D．魔术箱左右两侧的小孔不一定要在同一水平高度，可以通过反射角度调整出射光线的高度，故 D 错误。 故选 C。 二、填空题 4 ．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f = 3cm + 8cm = 11cm 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。 5 ．如图，小龙用一枚小灯珠 S（近视为点光源）进行凸透镜成像规律的探究，他将小灯珠 S 沿平 行主光轴方向匀速直线向右移动时，右侧的实像 S′将沿 （选填“ 曲线 ”或“直线 ”）运动。 当他将小灯珠 S 放在主光轴上的A 处时，在右侧主光轴上 B 处的竖直光屏上得到与凸透镜等大的 圆形光斑。若 AO=20cm 、BO=40cm ，该凸透镜的焦距可能为 cm。 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 32 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 【答案】直线 20 【详解】[1]点光源成实像时，平行于主光轴光线经凸透镜后的折射光线与经光心的折射光线会聚 点便是点光源所成的实像，点光源沿主光轴向右移动的过程中，平衡于主光轴入射的光线方向不变， 其折射光线的方向不变，与经光心折射的光线的交点在同一直线上，所以右侧的实像将沿直线运动。 [2]小灯珠 S 在 A 点时，在右侧主光轴上 B 处成与凸透镜等大的圆形光斑，所以 S 在 A 点发出的光 线经折射后，平行于主光轴，A 点即凸透镜的焦点处，所以该凸透镜的焦距可能为 20cm。 6 ．如图是一只魔术箱，箱的左右两侧同一水平线上各有一个小孔，一束光从左侧的小孔射入，将 一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好挡住光线，可光仍从右孔射出。针对这一奇怪的现象，下 面三种设计方案中可以实现的有 ；若魔术箱内只使用了平面镜，则平面镜至少要 块。 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 33 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 A . B . C . 【答案】AC 3 【详解】[1]选项 A 中有两块凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折 射后将过焦点，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，故 A 可实现；选项 B 中为一凹 透镜和一凸透镜，左边的凹透镜对光线有发散作用，而图中凹透镜对光线却有会聚的作用，故 B 不能实现；选项 C 中有两个凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，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，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，故 C 能实现，即三种设计方案中可以实现的有 AC。 [2]一束光从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出时光线的方向没有发生改变，如下图所示，根据反 射定律，通过三块平面镜的反射即可实现，即平面镜至少要 3 块。 三、实验题 7 ．在成功完成“放大镜取火（如图） ”的实践活动后，小华想进一步探究不同的透镜对火柴的点 燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想： 猜想 1 ：凹透镜也能点燃火柴； 猜想 2 ：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关； 猜想 3 ：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关； （1）他们经过讨论，判断猜想 1 是错误的，你认为他们判断的依据是 ； （2）为了验证猜想 2 ，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的 时间基本相等，这说明猜想 2 是______ 的（选填“正确 ”或“错误 ”）； （3）请设计一个简单实验，帮助小华验证猜想 3 是否正确。 a. 实验器材：太阳光、三块______ 的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤： ； c. 实验结论： 。 【答案】凹透镜对光线有发散作用 错误 焦距相同直径不同 见解析 见解析 【详解】（1）[1]凹透镜对太阳光有发散作用，不能将太阳光聚集在一起而点燃火柴，所以判断猜 想 1 是错误的。 （2）[2]用直径相同而焦距不等的凸透镜多次做实验，发现火柴被点燃的时间基本相等，说明点燃 火柴的快慢与凸透镜的焦距无关，则猜想 2 错误。 （3）[3][4][5]a. 实验器材：太阳光、三块焦距相同直径不同的凸透镜、火柴、秒表； b. 实验步骤：分别用焦距相同但直径不同的凸透镜正对太阳光，把火柴头放在凸透镜焦点处点燃， 并记录点燃火柴所需要的时间； c. 实验结论：若三次点燃火柴所需要的时间相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小无关， 猜想 3 是错误；若点燃火柴的时间不相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关，猜想 3 是正确的。 8 ．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）。 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 34 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 （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）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择甲乙两个透镜，这里主要用到的一个物 理研究方法是 ； （3）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； （4）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】小 强 控制变量法 红 不变 【详解】（1）[1][2]如图（b）所示，右图凸透镜比较凸一些，焦距较小，会聚能力加强，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，凸透镜的焦距越短，会聚能力越强。 （2）[3]如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择两个凸透镜球形表面弯曲程度相同， 而材料不同，应选择甲、乙（或丙、丁）两个凸透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是控制变 量法。 （3）[4]根据三棱镜对光线的偏折，由图可以得出，红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大， 当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫 光的焦点离透镜近，所以红光的焦距大。 （4）[5]小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，光的会聚点不变，只是会聚的光线变 少，则测得的焦距不变。 9 ．学习小组用图 1 中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律 ”的实验，发现像的大小不 同，亮度也不一样. （1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想； 猜想 1 ：与小孔到光屏的距离有关； 猜想 2 ：与小孔的形状有关： 猜想 3 ：与小孔的大小有关： 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 35 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 ①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断 猜想 1 是 的. ②验证猜想 2 时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验， 分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是 . ③为验证猜想 3 ，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表： 圆孔的直径/mm 小于 1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0 像的清晰度 清晰 清晰 清晰 清晰 清晰 清晰 像的明亮程度 … …逐渐变亮 实验现象表明：在小孔成像清晰时， . （2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图丙所示： ①在纸筒底部中心开一小孔 a，又在 a 上下等距的位置再开两个小孔 b、c，光屏上观察到三个像．在 b、c 两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则 b 、c 两小孔处三棱镜放置的方式可能是 . ②他们设想在 b、c 两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与 b、c 两孔处三 棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过 b 、c 两孔处三棱镜的要 （选 填“大 ”或“小 ”) ③若只用a 孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 ， 像的大小 . 【答案】正确 没有控制小孔的大小相等 小孔越大，亮度越亮 C 小 更暗 不变 【详解】（1）①根据题意知道，当光屏从焦点处远离透镜过程中，出现光斑越大越暗的现象，则 说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关，故可判断猜想 1 是正确的； ②要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中既改变 了孔的形状，也改变孔的大小，所以此过程中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等； ③分析表格的实验数据知道：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮. （2）①光屏上原本三个像，在 b、c 两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上 只出现一个清晰的更亮的像，说明该经过透镜组折射后把三个像重叠在一起，那么三棱镜组合相当 于凸透镜的作用，所以C 选项中的组合合理； ②根据凸透镜对光线的作用，平行于主光轴，越靠近光心的光线经折射后汇聚于凸透镜的焦点其偏 折程度小，所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过 b 、c 两孔处三棱镜的要小. 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 36 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 ③若只用a 孔替代凸透镜，平行于主光轴的光线经透镜折射后在光屏上成像，但要损失一部分能力， 所以在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度变暗，但大小不变； 拓展培优练 一、综合题 1 ．人们深入研究光的折射规律后制作了菲涅尔透镜。甲图中图 1 是平凸透镜的截面图，平行光由 平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经过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， 仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比，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，因此，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，如图乙所示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，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜面垂直面向太阳光时，光线聚焦在电池片上，汇聚了 更多的能量，因而需要的电池面积变小，大大节约了成本。 （1）下列关于菲涅尔透镜的说法中，不正确的是( )； A ．手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜部分可以使手机做得更薄 B ．与相同直径的平凸透镜相比，菲涅尔透镜光能损失更少 C ．菲涅尔透镜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，菲涅尔透镜所用材料更少 （2）如图丙所示，F、OO9 分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后 的光路图；____ （3）菲涅尔透镜的一个面为平面，另一个面为锯齿状的螺纹面，为保证较好的聚光效果，应将菲 涅尔透镜的“平面 ”对准太阳光，太阳能板受光面应涂上 （选填“黑色 ”或“ 白色 ”）。 （4）如图丁所示，一块太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的f 处，则与不放菲涅尔透镜相比，太 阳能板上受光照部分的光能提高为原来的 倍（不考虑光传播过程中能量的损失）。 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 37 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 3.2 透镜 分层练习（解析版） 第 38 页 共 38 页 学科网（北京）股份有限公司 【答案】C 黑色 9 【详解】（1）[1] A ．菲涅尔透镜比凸透镜更薄，手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜部分可以手机做 得更薄，故 A 正确，不符合题意； BD ．与平凸透镜相比，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，因此，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，故 BD 正确， 不符合题意； C ．菲涅尔透镜对光线具有会聚作用，由一圈圈凸透镜组成，故 C 错误，符合题意。 故选 C。 （2）[2]菲涅尔透镜与平凸透镜一样，平行于主光轴入射的光线的折射光线经过焦点，如图所示： 如图 （3）[3]白色可以反射所有光，黑色可以吸收所有光，则菲涅尔透镜的一个面为平面，为保证较好 的聚光效果，应将菲涅尔透镜的“平面 ”对准太阳光，太阳能板受光面应涂上黑色。 （4）[4]依题意得与几何关系与，当一块太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的f 处，太阳能板上受 光照部分半径是螺纹透镜半径的 由S = πr 2 得，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损失，即 两者上的管内相等，所以与不放菲涅尔透镜相比，太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的 9 倍。 $