3.5 奇妙的透镜（重难点专练）物理新教材沪粤版八年级上册

3.5 奇妙的透镜 题型01 透镜的分类与基本概念 题型02 透镜对光的作用 题型03 透镜的特殊光线作图 题型04 凸透镜焦距的测量实验 题型05 透镜的生活应用与安全 ▌题型01 透镜的分类与基本概念 1．透镜的分类 凸透镜：中间比边缘厚的透镜； 凹透镜：中间比边缘薄的透镜。 判断方法：对比透镜中间与边缘的整体厚度，不能仅依据单侧表面的凸凹直接判定。 2．核心概念 光心（O）：透镜的中心；凡是经过光心的光，传播方向都不发生改变。 主光轴：通过光心和透镜两个球面球心的直线。 焦点： 凸透镜：平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚在主光轴上的点，是实焦点，用字母 F 表示； 凹透镜：平行于主光轴的光经凹透镜折射后发散，折射光线的反向延长线相交于主光轴上的点，是虚焦点。 焦距（f）：从焦点到光心的距离。 3．高频易错点 只看透镜一面凸起就判定为凸透镜，忽略边缘厚度的对比； 误认为凹透镜没有焦点，实际上凹透镜有虚焦点。 4．考法点拨：单元测、月考常以选择题考查透镜分类与概念辨析；中考常结合光路图考查光心的特点，属于基础必考点。 1．图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，则甲为________透镜，乙为________透镜。若甲、乙透镜的焦距分别为、，且S点距甲、乙两透镜的距离相等，那么________（选填“<”、“>”或“=”） 2．如图所示，方框内为透镜，两束光经过透镜折射后的出射光如图所示。甲、乙两图中的虚线方框内（     ） A．甲、乙都为凸透镜 B．甲、乙都为凹透镜 C．甲为凹透镜，乙为凸透镜 D．甲为凸透镜，乙为凹透镜 3．某同学发现矿泉水瓶的形状与透镜的形状十分相似，于是他选取A、B两个透明瓶子装满水进行实验，如图所示。A瓶相当于_____ （选填“凸透镜”或“凹透镜”） ；用平行光照射B瓶，B瓶对光线有______ 作用，其对光的作用与凹面镜______ （选填“相同”或“不同”） 。 4．如图所示，小明打开手机的手电筒功能对着透镜照射，经透镜后在白纸上出现一个比透镜大的圆形光斑，保持手机与透镜位置不变，将光屏逐渐靠近透镜，发现光斑一直变小，但始终比透镜大，据现象判断该透镜（　　） A．一定是凸透镜 B．一定是凹透镜 C．可能是凸透镜 D．可能是厚度相同的玻璃砖 ▌题型02 透镜对光的作用 1．核心作用 凸透镜：对光线有会聚作用； 凹透镜：对光线有发散作用。 2．会聚与发散的判断标准 会聚与发散是相对于入射光线的传播方向而言：折射光线相对于入射光线向主光轴偏折，就是会聚作用；折射光线相对于入射光线远离主光轴偏折，就是发散作用。 注意：凸透镜的会聚作用不代表最终光线一定是会聚光束，只是比入射光更靠拢主光轴；凹透镜的发散作用也不代表最终光线一定是发散光束，只是比入射光更偏离主光轴。 3．光路可逆性：在透镜的折射现象中，光路是可逆的。 4．高频易错点 误认为只要光线最终是发散的，对应的透镜就一定是凹透镜； 把 “会聚作用” 等同于 “光线一定会聚到一点”。 5．考法点拨：单元测常结合光路图考查透镜类型判断；中考常结合入射、折射光线考查会聚与发散的辨析，是易混考点。 5．如图所示，两条光线会聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入甲透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点；在虚线框内放入乙透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的a点，则甲是________透镜，乙是________透镜。（选填“凸”或“凹”） 6．点光源S在凸透镜前一倍焦距以内，它发出的光通过凸透镜的情况如图所示。下列说法中正确的是（     ） A．凸透镜只对平行于主光轴的光起会聚作用 B．通过凸透镜后的光仍然是发散的，说明这时它对光有发散作用 C．通过凸透镜的光发散程度比原来小，说明凸透镜对光有会聚作用 D．此时发光点S与光心O的距离大于焦距f 7．关于透镜，下列说法正确的是（     ） A．两束平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．经过凹透镜的光，折射后的光线可能是会聚光线 C．焦距为5cm和8cm的凸透镜，8cm的凸透镜对光的偏折能力强 D．凹透镜两个焦点之间的距离叫焦距 8．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c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光线会聚于主光轴MN上的a点，则（     ） A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．甲、乙均是凸透镜 C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲、乙均是凹透镜 ▌题型03 透镜的特殊光线作图 1．凸透镜的三条特殊光线 ① 平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后过焦点； ② 过焦点的入射光线，经凸透镜折射后平行于主光轴射出； ③ 经过光心的入射光线，传播方向保持不变。 2．凹透镜的三条特殊光线 ① 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过虚焦点； ② 入射光线的延长线过凹透镜的虚焦点，折射后平行于主光轴射出； ③ 经过光心的入射光线，传播方向保持不变。 3．作图规范（考试评分核心要点） 实际光线画实线，标注箭头，箭头方向与光的传播方向一致； 光线的反向延长线画虚线，不能画成实线； 虚焦点、辅助线均用虚线表示； 光线需连接到透镜界面处，不能中途断开。 4．高频易错点 凹透镜的折射光线直接画成过焦点，忽略是反向延长线过虚焦点； 漏画光线箭头，或箭头传播方向画反。 5．考法点拨：单元测、期中必考作图题，中考常结合成像规律考查特殊光线的应用，作图规范是失分重灾区。 9．如图所示为一束光射向透镜组后的部分传播路径，请把光路补充完整。 10．请画出如图所示两条光线的折射光路图（F为透镜焦点）。 11．完成光路图。 12．画出如图所示的两条光线经透镜折射后的光路。 ▌题型04 凸透镜焦距的测量实验 1．实验原理：平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于焦点，测出焦点到光心的距离即为透镜的焦距。 2．常用方法：平行光聚焦法 实验器材：凸透镜、光屏、刻度尺； 操作要点：将凸透镜正对平行光源（太阳光或平行手电筒光），移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑；用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离，即为焦距。 3．误差与准确度分析 多次测量求平均值，减小实验误差； 光斑未达到最小最亮就测量：若光屏在焦点前，测量值偏小；若光屏在焦点后，测量值偏大； 凸透镜未正对平行光：光斑无法达到最小最亮，测量结果偏大。 4．拓展应用：冰透镜取火 原理：将冰打磨成凸透镜形状，正对太阳光，利用凸透镜对光的会聚作用，将光能集中在焦点处，温度升高从而点燃物体。 5．考法点拨：单元测、月考高频实验题，常考操作步骤、误差分析、实验原理；中考常作为光学实验的基础环节，结合成像实验综合考查。 13．利用太阳光测量凸透镜的焦距时，请回答下列问题： （1）如图甲所示，小明将刻度尺的一端支于水平地面上，不断调节刻度尺，使其在地面上的影子长度最________，这时尺的方向就与太阳光的方向_________（平行/垂直）。 （2）如图乙，当在纸上呈现并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l，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f_________（>/=/<）l。 14．如图1所示，小明同学想利用太阳光来测量凸透镜的焦距。 （1）图2中做法最合理的是：________________（选填字母序号）； （2）调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，该光斑所处位置就是透镜的________________，该光斑到透镜中心的距离叫焦距，经过________________的光不改变传播方向； （3）某次实验时，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。若透镜焦距小于L，透镜逐渐靠近纸面，会看到圆光斑________________（选填“一直变小”、“一直变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）；若透镜焦距大于L，保持透镜到纸的距离不变，换用一个焦距更大的同类型透镜，会看到光斑________________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 15．在探究光的折射规律实验中，某小组将光从空气分别射入水和玻璃中，并记录了如下数据： 空气中的入射角 0 30 45 60 水中的折射角 0 22 32 40 玻璃中的折射角 0 17 24 30 分析表中数据，可以得到一些规律： （1）当光从一种介质垂直射入到另外一种介质时，光的传播方向______（改变/不变）； （2）当光线以入射角从水中射向空气时，折射角等于______，依据是______； （3）光从空气斜射入其它介质时，折射角随着入射角的增大而______（增大/减小）；分析表中数据猜想，光从空气射入水中时，折射角______（可能/不可能）达到； （4）小光去游泳，观察到深水区水并不深，原因是他看到的池底是由光的折射形成的是______（实像/虚像）； （5）根据表中数据分析，用塑料薄膜和水制成一个“水凸透镜”，与外观尺寸相同的玻璃凸透镜相比，“水凸透镜”的焦距更______（大/小）。 16．小华想利用太阳光测量凸透镜的焦距： （1）如图甲所示，小华采取正确的操作步骤在白纸屏上形成了一个__________的光斑，由图甲可知，该凸透镜的焦距是__________cm； （2）若在测量另一凸透镜焦距的过程中，小华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； （3）如图乙所示，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关系时，小华应选用甲图中的__________两个透镜进行实验； ②探究凸透镜的焦距与透镜球形表面弯曲程度的关系时，小华应选取__________两个凸透镜。 （4）小华想利用太阳光测量两块凸透镜的焦距，请你在下面虚线框内帮小明设计测量焦距的实验记录表格。（物理量和单位均可采用文字或者符号说明） ▌题型05 透镜的生活应用与安全 1．眼镜的透镜类型 老花眼镜（远视眼镜）：凸透镜； 近视眼镜：凹透镜。 2．简易判断方法 摸厚薄：中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜； 看文字：能让文字成放大虚像的是凸透镜，成缩小虚像的是凹透镜； 太阳光检验：能将阳光会聚成最小最亮光斑的是凸透镜，不能会聚的是凹透镜。 3．安全警示原理 森林中随意丢弃的透明饮料瓶，装入雨水后相当于凸透镜，对太阳光有会聚作用，易引燃枯叶引发森林火灾。 4．高频易错点 混淆近视镜与老花镜的透镜类型； 认为凹透镜也能会聚阳光取火。 5．考法点拨：单元测常结合生活实例考查透镜类型判断；中考常结合安全、自然现象考查原理应用，难度较低。 17．学校每次放暑假前都会对学生进行夏季安全教育，防范溺水事故的发生。人总认为池水不深的原因是池底反射的光射入空气中时发生折射，导致看到的“池底”位置比实际_________（选填“高”或“低”），人看到的其实是池底的___________（选填“实像”或“虚像”），所以生活中千万不要因为水看起来浅而下水游玩。现有投影仪胶片上发光点S发出一条光线，经凸透镜折射和平面镜的反射后，射到屏幕上，请你完成该光路_________。 18．清代科学家郑复光在《镜镜詅痴》中记录了以下实验：将一只底部微凹的锡壶内装沸水，用壶在冰面上旋转，可制成光滑的冰透镜，利用它聚集日光，可使纸点燃。 （1）请你用学过的物理知识解释，为什么冰透镜可使纸点燃？将纸放在什么位置点燃的最快？ （2）如图乙是使用“豆包”智能助手生成的一幅漫画插图，展现制作冰透镜并利用其聚光点火的实验场景。图乙中存在违背科学原理的设计，请结合实验操作的科学性进行指正。 19．目前，新能源智能汽车进入许多家庭，随着科技发展，计算芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业，具备产业深度融合，已成为汽车产业发展战略方向。图甲是一款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能电板，车窗采用“智能玻璃”，除了可实现调节温度和透明度（透过玻璃的光照度与入射光照度之比），还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象；车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性。 （1）如图乙所示，汽车挡风玻璃是倾斜的，目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于_________（选填“上方”“下方”或“正前方”），不妨碍司机视线； （2）如图丙所示，汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，它对光线有_________（选填“会聚”或“发散”）作用； （3）炎炎夏日，汽车停在露天停车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能将汽车内的易燃物引燃。这是为什么？ 20．阅读短文，回答问题。 光污染及危害 光污染是指因光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响。最常见的光污染是眩光，城市的宾馆、饭店、写字楼等常用玻璃、铝合金材料装饰外墙，这些材料能强烈地反射太阳光，使人宛如生活在镜子的世界，如图所示。另外，夜晚迎面驶来的汽车的灯光、电焊或熔炉等发出的强光也会造成光污染。光污染可能导致人的视力下降、头昏、头疼、失眠、神经衰弱、精神紧张、白内障发病率增高等各种不适症状。 （1）光照射到光滑的玻璃幕墙上时，会发生____________（选填“镜面”或“漫”）反射。 （2）玻璃幕墙好像平面镜一样，物体经过玻璃幕墙所成的像是____________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的____________（选填“虚”或“实”）像；当物体远离玻璃幕墙时，像的大小将____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）凹形玻璃幕墙相当于____________（选填“凸面镜”或“凹面镜”），对光线有____________（选填“会聚”或“发散”）作用，会导致建筑物的温度局部升高，其原理与____________（选填“太阳灶”或“汽车后视镜”）原理相同；凸透镜也能聚光，两者的原理是____________（选填“相同”或“不同”）的。 （4）材料中介绍了光污染对人体的危害，如何预防光污染，请你提出一条合理的建议。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5 奇妙的透镜 题型01 透镜的分类与基本概念 题型02 透镜对光的作用 题型03 透镜的特殊光线作图 题型04 凸透镜焦距的测量实验 题型05 透镜的生活应用与安全 ▌题型01 透镜的分类与基本概念 1．透镜的分类 凸透镜：中间比边缘厚的透镜； 凹透镜：中间比边缘薄的透镜。 判断方法：对比透镜中间与边缘的整体厚度，不能仅依据单侧表面的凸凹直接判定。 2．核心概念 光心（O）：透镜的中心；凡是经过光心的光，传播方向都不发生改变。 主光轴：通过光心和透镜两个球面球心的直线。 焦点： 凸透镜：平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚在主光轴上的点，是实焦点，用字母 F 表示； 凹透镜：平行于主光轴的光经凹透镜折射后发散，折射光线的反向延长线相交于主光轴上的点，是虚焦点。 焦距（f）：从焦点到光心的距离。 3．高频易错点 只看透镜一面凸起就判定为凸透镜，忽略边缘厚度的对比； 误认为凹透镜没有焦点，实际上凹透镜有虚焦点。 4．考法点拨：单元测、月考常以选择题考查透镜分类与概念辨析；中考常结合光路图考查光心的特点，属于基础必考点。 1．图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，则甲为________透镜，乙为________透镜。若甲、乙透镜的焦距分别为、，且S点距甲、乙两透镜的距离相等，那么________（选填“<”、“>”或“=”） 【答案】 凸 凸 > 【解析】如图甲，折射光线相对于入射光线偏向主光轴，所以甲为凸透镜；如图乙，折射光线相对于入射光线偏向主光轴，所以乙也为凸透镜。 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，所以乙透镜的焦距短，即。 2．如图所示，方框内为透镜，两束光经过透镜折射后的出射光如图所示。甲、乙两图中的虚线方框内（     ） A．甲、乙都为凸透镜 B．甲、乙都为凹透镜 C．甲为凹透镜，乙为凸透镜 D．甲为凸透镜，乙为凹透镜 【答案】D 【解析】甲图中，折射光线相对于入射光线向主光轴偏折，对光起会聚作用，故甲为凸透镜；乙图中，折射光线相对于入射光线远离主光轴偏折，对光起发散作用，故乙为凹透镜。 故选D。 3．某同学发现矿泉水瓶的形状与透镜的形状十分相似，于是他选取A、B两个透明瓶子装满水进行实验，如图所示。A瓶相当于_____ （选填“凸透镜”或“凹透镜”） ；用平行光照射B瓶，B瓶对光线有______ 作用，其对光的作用与凹面镜______ （选填“相同”或“不同”） 。 【答案】 凹透镜 会聚 相同 【解析】由图可知，A水瓶中间薄、边缘厚，相当于一个凹透镜，对光线有发散作用；B水瓶中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，对光起会聚作用，凹面镜对光线有会聚作用，因此B瓶对光的作用与凹面镜相同。 4．如图所示，小明打开手机的手电筒功能对着透镜照射，经透镜后在白纸上出现一个比透镜大的圆形光斑，保持手机与透镜位置不变，将光屏逐渐靠近透镜，发现光斑一直变小，但始终比透镜大，据现象判断该透镜（　　） A．一定是凸透镜 B．一定是凹透镜 C．可能是凸透镜 D．可能是厚度相同的玻璃砖 【答案】C 【解析】凹透镜对光线有发散作用，平行光线通过凹透镜后，光线会发散，所以在白纸上会出现比透镜大的圆形光斑，并且当光屏逐渐靠近透镜时，光斑会一直变小，但始终比透镜大；当透镜为凸透镜时，手电筒在凸透镜一倍焦距以内时，实际光线经折射后如下图所示： 此时将光屏逐渐靠近透镜，发现光斑一直变小，但始终比透镜大；当透镜为厚度相同的玻璃砖时，不会形成光斑。 故选C。 ▌题型02 透镜对光的作用 1．核心作用 凸透镜：对光线有会聚作用； 凹透镜：对光线有发散作用。 2．会聚与发散的判断标准 会聚与发散是相对于入射光线的传播方向而言：折射光线相对于入射光线向主光轴偏折，就是会聚作用；折射光线相对于入射光线远离主光轴偏折，就是发散作用。 注意：凸透镜的会聚作用不代表最终光线一定是会聚光束，只是比入射光更靠拢主光轴；凹透镜的发散作用也不代表最终光线一定是发散光束，只是比入射光更偏离主光轴。 3．光路可逆性：在透镜的折射现象中，光路是可逆的。 4．高频易错点 误认为只要光线最终是发散的，对应的透镜就一定是凹透镜； 把 “会聚作用” 等同于 “光线一定会聚到一点”。 5．考法点拨：单元测常结合光路图考查透镜类型判断；中考常结合入射、折射光线考查会聚与发散的辨析，是易混考点。 5．如图所示，两条光线会聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入甲透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点；在虚线框内放入乙透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的a点，则甲是________透镜，乙是________透镜。（选填“凸”或“凹”） 【答案】 凹 凸 【解析】放入甲透镜后光线会聚点后移，说明甲对光线有发散作用，故甲是凹透镜； 放入乙透镜后光线会聚点前移，说明乙对光线有会聚作用，故乙是凸透镜。 6．点光源S在凸透镜前一倍焦距以内，它发出的光通过凸透镜的情况如图所示。下列说法中正确的是（     ） A．凸透镜只对平行于主光轴的光起会聚作用 B．通过凸透镜后的光仍然是发散的，说明这时它对光有发散作用 C．通过凸透镜的光发散程度比原来小，说明凸透镜对光有会聚作用 D．此时发光点S与光心O的距离大于焦距f 【答案】C 【解析】A．凸透镜对所有光线都有会聚作用，并非只对平行于主光轴的光起会聚作用，故A错误； BC．凸透镜对光的会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主光轴，图中光线通过凸透镜后发散程度比原来小，说明凸透镜对光有会聚作用，故B错误，C正确； D．由题干可知点光源S在凸透镜前一倍焦距以内，即S与光心O的距离小于焦距，故D错误。 故选C。 7．关于透镜，下列说法正确的是（     ） A．两束平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．经过凹透镜的光，折射后的光线可能是会聚光线 C．焦距为5cm和8cm的凸透镜，8cm的凸透镜对光的偏折能力强 D．凹透镜两个焦点之间的距离叫焦距 【答案】B 【解析】A． 只有平行于主光轴的光经凸透镜折射后才会聚于焦点，故A错误； B． 凹透镜对光的发散作用是指折射光线相对于入射光线的发散程度增大，若入射光线为会聚程度较高的光线，经凹透镜折射后仍可能为会聚光线，故B正确； C． 凸透镜对光的偏折能力与焦距成反比，已知，故焦距为5cm的凸透镜对光的偏折能力更强，故C错误； D．焦距是焦点到透镜光心的距离，并非凹透镜两个焦点之间的距离，故D错误。 故选B。 8．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c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光线会聚于主光轴MN上的a点，则（     ） A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．甲、乙均是凸透镜 C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲、乙均是凹透镜 【答案】C 【解析】由图可知，甲透镜使光线会聚点由移至，光线会聚程度减弱，说明甲透镜对光线有发散作用，故甲为凹透镜； 乙透镜使光线会聚点由移至，光线会聚程度增强，说明乙透镜对光线有会聚作用，故乙为凸透镜，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选 C。 ▌题型03 透镜的特殊光线作图 1．凸透镜的三条特殊光线 ① 平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后过焦点； ② 过焦点的入射光线，经凸透镜折射后平行于主光轴射出； ③ 经过光心的入射光线，传播方向保持不变。 2．凹透镜的三条特殊光线 ① 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过虚焦点； ② 入射光线的延长线过凹透镜的虚焦点，折射后平行于主光轴射出； ③ 经过光心的入射光线，传播方向保持不变。 3．作图规范（考试评分核心要点） 实际光线画实线，标注箭头，箭头方向与光的传播方向一致； 光线的反向延长线画虚线，不能画成实线； 虚焦点、辅助线均用虚线表示； 光线需连接到透镜界面处，不能中途断开。 4．高频易错点 凹透镜的折射光线直接画成过焦点，忽略是反向延长线过虚焦点； 漏画光线箭头，或箭头传播方向画反。 5．考法点拨：单元测、期中必考作图题，中考常结合成像规律考查特殊光线的应用，作图规范是失分重灾区。 9．如图所示为一束光射向透镜组后的部分传播路径，请把光路补充完整。 【答案】 【解析】凹透镜对光线有发散作用，凸透镜对光线有会聚作用。根据三条特殊光线的作法，指向凹透镜另一侧焦点的光线折射后平行于主光轴；平行于主光轴的光线经过凸透镜后交于焦点。据此作图。 10．请画出如图所示两条光线的折射光路图（F为透镜焦点）。 【答案】 【解析】由图示知，其中一条光线平行于主光轴入射，经过凸透镜后，折射光线过焦点；另一条是过焦点的入射光线，经凸透镜后，折射光线平行于主光轴，如图所示： 11．完成光路图。 【答案】 【解析】平行于主光轴的入射光线，经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点； 入射光线经过光心时，其传播方向不发生改变，沿直线传播。 12．画出如图所示的两条光线经透镜折射后的光路。 【答案】 【解析】沿主光轴入射的光线，经过凹透镜后传播方向不发生改变，沿原路径直线射出；平行于主光轴入射的光线，经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过入射侧（左侧）的焦点F，实际折射光线向外偏折、呈现发散效果，据此作图。 ▌题型04 凸透镜焦距的测量实验 1．实验原理：平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于焦点，测出焦点到光心的距离即为透镜的焦距。 2．常用方法：平行光聚焦法 实验器材：凸透镜、光屏、刻度尺； 操作要点：将凸透镜正对平行光源（太阳光或平行手电筒光），移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑；用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离，即为焦距。 3．误差与准确度分析 多次测量求平均值，减小实验误差； 光斑未达到最小最亮就测量：若光屏在焦点前，测量值偏小；若光屏在焦点后，测量值偏大； 凸透镜未正对平行光：光斑无法达到最小最亮，测量结果偏大。 4．拓展应用：冰透镜取火 原理：将冰打磨成凸透镜形状，正对太阳光，利用凸透镜对光的会聚作用，将光能集中在焦点处，温度升高从而点燃物体。 5．考法点拨：单元测、月考高频实验题，常考操作步骤、误差分析、实验原理；中考常作为光学实验的基础环节，结合成像实验综合考查。 13．利用太阳光测量凸透镜的焦距时，请回答下列问题： （1）如图甲所示，小明将刻度尺的一端支于水平地面上，不断调节刻度尺，使其在地面上的影子长度最________，这时尺的方向就与太阳光的方向_________（平行/垂直）。 （2）如图乙，当在纸上呈现并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l，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f_________（>/=/<）l。 【答案】（1）短 平行；（2）< 【解析】（1）如图甲，当刻度尺与太阳光方向平行时，太阳光沿尺身照射，刻度尺在地面上的影子长度最短。 （2）凸透镜正对太阳光时，白纸上最小最亮的光斑在焦点处（距离为f）；若白纸在焦点内侧（），透镜远离白纸（白纸离透镜更远，向焦点靠近），光斑会先变小，过焦点后光斑再变大；若白纸在焦点外侧（），透镜远离白纸（白纸离透镜更远，远离焦点），光斑会变大。   题目中凸透镜逐渐远离白纸，光斑变大，说明白纸一开始就在焦点外侧，即焦距。 14．如图1所示，小明同学想利用太阳光来测量凸透镜的焦距。 （1）图2中做法最合理的是：________________（选填字母序号）； （2）调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，该光斑所处位置就是透镜的________________，该光斑到透镜中心的距离叫焦距，经过________________的光不改变传播方向； （3）某次实验时，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。若透镜焦距小于L，透镜逐渐靠近纸面，会看到圆光斑________________（选填“一直变小”、“一直变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）；若透镜焦距大于L，保持透镜到纸的距离不变，换用一个焦距更大的同类型透镜，会看到光斑________________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】（1）C；（2）焦点 光心；（3）先变小后变大 变大 【解析】（1）在利用太阳光来测量凸透镜的焦距时，要让凸透镜正对阳光，白纸与透镜平行，调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，该光斑到光心的距离就是该透镜的焦距，故选C。 （2）凸透镜正对阳光，调节透镜到白纸的距离，会在白纸上得到最小最亮的光斑，该光斑所处位置就是透镜的焦点，焦点到透镜中心（光心）的距离叫焦距，经过光心的光传播方向不改变。 （3）现在光斑比透镜小，不是最小、最亮的光斑，测得光斑到透镜的距离为L，当透镜焦距小于L时，透镜靠近纸面，则纸面先靠近焦点后又远离焦点，会看到圆光斑先变小后变大。 当透镜焦距大于L时，则焦点在纸面下方，保持透镜到纸的距离不变，换用一个焦距更大的同类型透镜，透镜的折光能力变弱，会看到光斑比原来的变大。 15．在探究光的折射规律实验中，某小组将光从空气分别射入水和玻璃中，并记录了如下数据： 空气中的入射角 0 30 45 60 水中的折射角 0 22 32 40 玻璃中的折射角 0 17 24 30 分析表中数据，可以得到一些规律： （1）当光从一种介质垂直射入到另外一种介质时，光的传播方向______（改变/不变）； （2）当光线以入射角从水中射向空气时，折射角等于______，依据是______； （3）光从空气斜射入其它介质时，折射角随着入射角的增大而______（增大/减小）；分析表中数据猜想，光从空气射入水中时，折射角______（可能/不可能）达到； （4）小光去游泳，观察到深水区水并不深，原因是他看到的池底是由光的折射形成的是______（实像/虚像）； （5）根据表中数据分析，用塑料薄膜和水制成一个“水凸透镜”，与外观尺寸相同的玻璃凸透镜相比，“水凸透镜”的焦距更______（大/小）。 【答案】（1）不变；（2）45 光的折射现象中光路可逆；（3）增大 不可能；（4）虚像；（5）大 【解析】（1）由数据可知，当入射角为时，水中的折射角为，玻璃中的折射角为，因此当光从一种介质垂直射入到另外一种介质时，光的传播方向不变。 （2）由数据可知，当光从空气中斜射入水中时，入射角为，折射角为，依据光的折射现象中光路可逆，当光线以入射角从水中射向空气时，折射角等于。 （3）由数据可知，空气中的入射角逐渐增大，水中的折射角和玻璃中的折射角都逐渐增大，可得：光从空气斜射入其它介质时，折射角随着入射角的增大而增大。 由数据可知，当光从空气射入水中时，折射角始终小于入射角，当入射角增大到最大时，折射角小于，因此折射角不可能达到。 （4）光从水中斜射入空气时发生折射，小光去游泳，观察到深水区水并不深，原因是他看到的池底是由折射光线反向延长线会聚而成的位置偏高的虚像。 （5）由表中数据可知，当入射角相同时，光从空气斜射入水中的折射角大于光从空气斜射入玻璃中的折射角，说明水对光的折射能力小于玻璃对光的折射能力。因此，用塑料薄膜和水制成一个“水凸透镜”，与外观尺寸相同的玻璃凸透镜相比，“水凸透镜”的折光能力较弱，焦距更大。 16．小华想利用太阳光测量凸透镜的焦距： （1）如图甲所示，小华采取正确的操作步骤在白纸屏上形成了一个__________的光斑，由图甲可知，该凸透镜的焦距是__________cm； （2）若在测量另一凸透镜焦距的过程中，小华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； （3）如图乙所示，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关系时，小华应选用甲图中的__________两个透镜进行实验； ②探究凸透镜的焦距与透镜球形表面弯曲程度的关系时，小华应选取__________两个凸透镜。 （4）小华想利用太阳光测量两块凸透镜的焦距，请你在下面虚线框内帮小明设计测量焦距的实验记录表格。（物理量和单位均可采用文字或者符号说明） 【答案】（1）最小、最亮 1.30；（2）9；（3）A、B/C、D A、C；（4） 凸透镜编号 最小最亮的光斑到凸透镜的距离/cm 焦距/cm 1 2 【解析】（1）平行光通过凸透镜会会聚于一点，该点就是焦点，调节白纸屏到凸透镜的距离，直到白纸屏上形成了一个最小、最亮的光斑，此时白纸屏到凸透镜的距离就是焦距。由图甲可知，刻度尺的分度值为1mm，该凸透镜的焦距是 （2）若在测量另一凸透镜焦距的过程中，移动纸板找到两次成等大光斑的位置，这两次等大光斑的位置分别在焦点前后等距的地方，焦点就在两个位置的中点，则凸透镜的焦距为 （3）[1]要探究“凸透镜的焦距大小与其制造的材料关系”，应选择材料不同而透镜球形表面弯曲程度相同的透镜做实验，由图甲可知，应选A、B（或C、D）两个凸透镜。 [2]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，由图甲可知，应选A、C两个凸透镜。 （4）利用太阳光粗测凸透镜焦距的方法：在有阳光的室外，将凸透镜正对太阳，调整凸透镜到地面的距离，直到在地面上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，用刻度尺量出光斑到凸透镜的距离，就是焦距f。据此设计实验记录表格。 ▌题型05 透镜的生活应用与安全 1．眼镜的透镜类型 老花眼镜（远视眼镜）：凸透镜； 近视眼镜：凹透镜。 2．简易判断方法 摸厚薄：中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜； 看文字：能让文字成放大虚像的是凸透镜，成缩小虚像的是凹透镜； 太阳光检验：能将阳光会聚成最小最亮光斑的是凸透镜，不能会聚的是凹透镜。 3．安全警示原理 森林中随意丢弃的透明饮料瓶，装入雨水后相当于凸透镜，对太阳光有会聚作用，易引燃枯叶引发森林火灾。 4．高频易错点 混淆近视镜与老花镜的透镜类型； 认为凹透镜也能会聚阳光取火。 5．考法点拨：单元测常结合生活实例考查透镜类型判断；中考常结合安全、自然现象考查原理应用，难度较低。 17．学校每次放暑假前都会对学生进行夏季安全教育，防范溺水事故的发生。人总认为池水不深的原因是池底反射的光射入空气中时发生折射，导致看到的“池底”位置比实际_________（选填“高”或“低”），人看到的其实是池底的___________（选填“实像”或“虚像”），所以生活中千万不要因为水看起来浅而下水游玩。现有投影仪胶片上发光点S发出一条光线，经凸透镜折射和平面镜的反射后，射到屏幕上，请你完成该光路_________。 【答案】 高 虚像 【解析】[1][2]当池底反射的光从水中斜射入空气中时，会发生折射现象。根据光的折射规律，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是池底的虚像，且这个虚像的位置比池底的实际位置高，所以会觉得池水不深。 [3]过凸透镜焦点入射的光线，其折射光线平行主光轴；折射光线入射到平面镜上，根据光的反射定律，画出反射光线，如图所示： 18．清代科学家郑复光在《镜镜詅痴》中记录了以下实验：将一只底部微凹的锡壶内装沸水，用壶在冰面上旋转，可制成光滑的冰透镜，利用它聚集日光，可使纸点燃。 （1）请你用学过的物理知识解释，为什么冰透镜可使纸点燃？将纸放在什么位置点燃的最快？ （2）如图乙是使用“豆包”智能助手生成的一幅漫画插图，展现制作冰透镜并利用其聚光点火的实验场景。图乙中存在违背科学原理的设计，请结合实验操作的科学性进行指正。 【答案】（1）冰透镜相当于一个凸透镜，当太阳光照射到透镜上时，光线经过折射后聚焦于一点，光能集中，温度升高，达到纸的燃点即可使纸点燃。由于太阳的距离极远，因此太阳光可近似看作平行光，应将纸放在冰透镜的焦点处，光线最集中，温度升高最快，因此将纸放在冰透镜焦点处点燃的最快。 （2）冰透镜需正对太阳，使光线平行于主光轴入射。图乙中太阳光方向与冰透镜主光轴夹角过大，聚焦效果较差；手持冰透镜会使冰透镜不稳，应将冰透镜放置在平稳支架上，使焦点能正好对准纸。 【解析】（1）略。 （2）略。 19．目前，新能源智能汽车进入许多家庭，随着科技发展，计算芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业，具备产业深度融合，已成为汽车产业发展战略方向。图甲是一款新能源智能汽车，车顶覆盖薄膜式太阳能电板，车窗采用“智能玻璃”，除了可实现调节温度和透明度（透过玻璃的光照度与入射光照度之比），还具有单向透光功能，可以从车内看到车外景象，而车外看不见车内景象；车身配有多个雷达，充分提高了行车的安全性。 （1）如图乙所示，汽车挡风玻璃是倾斜的，目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于_________（选填“上方”“下方”或“正前方”），不妨碍司机视线； （2）如图丙所示，汽车前灯的反光装置相当于凹面镜，它对光线有_________（选填“会聚”或“发散”）作用； （3）炎炎夏日，汽车停在露天停车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能将汽车内的易燃物引燃。这是为什么？ 【答案】（1）上方；（2）会聚；（3）装满水的矿泉水瓶相当于凸透镜，对光线有会聚作用，这样就会使太阳光会聚于一点，即焦点位置，凸透镜焦点位置的温度高，达到易燃物的着火点，可能将汽车内的易燃物引燃。 【解析】（1）挡风玻璃相当于一个平面镜，根据平面镜成像的特点，像与物关于镜面对称，且像与物的连线与镜面垂直，因此，当挡风玻璃倾斜时，车内物体通过挡风玻璃所成的像就会位于司机的上方。 （2）凹面镜对光线有会聚作用，能使平行的光线会聚于一点，能将从焦点发出的光线变平行。 （3）略。 20．阅读短文，回答问题。 光污染及危害 光污染是指因光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响。最常见的光污染是眩光，城市的宾馆、饭店、写字楼等常用玻璃、铝合金材料装饰外墙，这些材料能强烈地反射太阳光，使人宛如生活在镜子的世界，如图所示。另外，夜晚迎面驶来的汽车的灯光、电焊或熔炉等发出的强光也会造成光污染。光污染可能导致人的视力下降、头昏、头疼、失眠、神经衰弱、精神紧张、白内障发病率增高等各种不适症状。 （1）光照射到光滑的玻璃幕墙上时，会发生____________（选填“镜面”或“漫”）反射。 （2）玻璃幕墙好像平面镜一样，物体经过玻璃幕墙所成的像是____________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的____________（选填“虚”或“实”）像；当物体远离玻璃幕墙时，像的大小将____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）凹形玻璃幕墙相当于____________（选填“凸面镜”或“凹面镜”），对光线有____________（选填“会聚”或“发散”）作用，会导致建筑物的温度局部升高，其原理与____________（选填“太阳灶”或“汽车后视镜”）原理相同；凸透镜也能聚光，两者的原理是____________（选填“相同”或“不同”）的。 （4）材料中介绍了光污染对人体的危害，如何预防光污染，请你提出一条合理的建议。 【答案】（1）镜面；（2）等大 虚 不变；（3）凹面镜 会聚 太阳灶 不同；（4）尽量减少使用玻璃幕墙（合理即可） 【解析】（1）[1]由于玻璃幕墙表面比较光滑平整，光照射到光滑的玻璃幕墙上时，会发生镜面反射。 （2）[1][2]由题意可知，玻璃幕墙好像平面镜一样，则两者的成像原理和特点相同，故物体经过玻璃幕墙所成的像是等大的虚像； [3]根据平面镜成像的特点可知，像与物体大小相等，当物体远离玻璃幕墙时，物体的大小不变，故像的大小也不变。 （3）[1][2][3]根据凹形玻璃幕墙的形状特点可知，凹形玻璃幕墙相当于凹面镜，对光线有会聚作用，会导致建筑物的温度局部升高，太阳灶也是利用凹面镜对光有会聚作用，可以用太阳灶做饭，故凹面镜的原理与太阳灶相同，汽车后视镜属于凸面镜，对光有发散作用，可以增大所观察的视野范围； [4]凸透镜能聚光，其原理是光的折射，凹面镜能聚光，其原理是光的反射，故两者的原理不同。 （4）根据短文内容可知，建筑物外墙尽量减少使用玻璃幕墙，可以有效预防光污染。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5 奇妙的透镜 ▌题型01 透镜的分类与基本概念 1．凸 凸 > 2．D 3．凹透镜 会聚 相同 4．C ▌题型02 透镜对光的作用 5．凹 凸 6．C 7．B 8．C ▌题型03 透镜的特殊光线作图 9． 10． 11． 12． ▌题型04 凸透镜焦距的测量实验 13．（1）短 平行；（2）< 14．（1）C；（2）焦点 光心；（3）先变小后变大 变大 15．（1）不变；（2）45 光的折射现象中光路可逆；（3）增大 不可能；（4）虚像；（5）大 16．（1）最小、最亮 1.30；（2）9；（3）A、B/C、D A、C；（4） 凸透镜编号 最小最亮的光斑到凸透镜的距离/cm 焦距/cm 1 2 ▌题型05 透镜的生活应用与安全 17．高 虚像 18．（1）冰透镜相当于一个凸透镜，当太阳光照射到透镜上时，光线经过折射后聚焦于一点，光能集中，温度升高，达到纸的燃点即可使纸点燃。由于太阳的距离极远，因此太阳光可近似看作平行光，应将纸放在冰透镜的焦点处，光线最集中，温度升高最快，因此将纸放在冰透镜焦点处点燃的最快。 （2）冰透镜需正对太阳，使光线平行于主光轴入射。图乙中太阳光方向与冰透镜主光轴夹角过大，聚焦效果较差；手持冰透镜会使冰透镜不稳，应将冰透镜放置在平稳支架上，使焦点能正好对准纸。 19．（1）上方；（2）会聚；（3）装满水的矿泉水瓶相当于凸透镜，对光线有会聚作用，这样就会使太阳光会聚于一点，即焦点位置，凸透镜焦点位置的温度高，达到易燃物的着火点，可能将汽车内的易燃物引燃。 20．（1）镜面；（2）等大 虚 不变；（3）凹面镜 会聚 太阳灶 不同；（4）尽量减少使用玻璃幕墙（合理即可） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $