3.5 奇妙的透镜（分层作业）物理新教材沪粤版八年级上册

3.5 奇妙的透镜 目 录 A组 巩固过关 知识点1：透镜的特点与分类 知识点2：凸透镜和凹透镜对光线的作用 知识点3：用平行光测定凸透镜焦距 知识点4：凸透镜和凹透镜特殊光线作图 B组 能力进阶 C组 思维拔高 透镜的特点与分类知识点1 1．透镜通常可以分为_________和_________。 凸透镜中央厚、边缘薄           凹透镜中央薄、边缘厚 【答案】凸透镜 凹透镜 【解析】略 2．矿井中所使用的矿灯（如图），优点是光柱射出去后非常集中，几乎相当于平行光，要使小灯泡发出的光变成平行光，则该灯头的镜头镜片应选择___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】凸透镜 【解析】凸透镜对光线有会聚作用，若把小灯泡放在凸透镜的焦点处，光源发出的光线经过凸透镜折射后，会变成平行于主光轴的平行光，符合矿灯得到集中平行光的需求。 3．下列关于透镜的说法中，正确的是（     ） A．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 B．凸透镜只对平行光有会聚作用 C．凸透镜有两个焦点，它们之间的距离叫做焦距 D．无论是凸透镜还是凹透镜，通过它们光心的光线传播方向不变 【答案】D 【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，并非所有平行光，故A错误； B. 凸透镜对所有入射光线都有会聚作用，并非只对平行光有会聚作用，故B错误； C. 焦距是单个焦点到光心的距离，两个焦点之间的距离为2倍焦距，故C错误； D. 根据透镜的光学性质，无论是凸透镜还是凹透镜，通过光心的光线传播方向都不改变，故D正确。 故选D。 4．小亮同学在网上购买了一款手电筒（内部仅有一颗灯珠），发现在贴近手电筒镜头位置放上不同的透镜，相同距离情况下手电筒的照射面积不同，照射面积最大的是__________（选填“凸透镜”“凹透镜”或“玻璃板”）。若透镜为凸透镜，要使光平行射出，灯珠应位于透镜的__________。 【答案】 凹透镜 焦点 【解析】因凹透镜对光线有发散作用，凸透镜对光线有会聚作用，光线透过玻璃板传播方向几乎不变，故相同距离下照射面积最大的是凹透镜；由凸透镜光路规律可知，位于焦点处的点光源发出的光线经凸透镜折射后会平行射出，故灯珠应位于透镜的焦点处。 凸透镜和凹透镜对光线的作用知识点2 5．物理学习小组，选择如图甲所示的四个凸透镜进行探究实验（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”，应选择图甲中的___________两个凸透镜； （2）器材确定后，小明让一束平行光穿过透镜来测量凸透镜的焦距，操作方案如图乙所示，他的方案 ___________（选填“合理”或“不合理”），原因是： ___________。 （3）正确操作后，得到如图丙所示的实验现象，比较图丙中两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 ___________； （4）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】（1）AC；（2）不合理 他没有让光束平行于凸透镜的主光轴入射；（3）小；（4）材料 【解析】（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”，应该控制材料等其它因素都相同，只让透镜球形表面弯曲程度不同，所以选择AC两个凸透镜。 （2）凸透镜可以让平行于主光轴的光会聚到它的焦点上，所以可以据此测焦距，小明的做法不合理，因为他没有让光束平行于凸透镜的主光轴入射。 （3）从丙图可见：凸透镜表面越凸，平行光经透镜后会聚的焦点离透镜越近，说明焦距越小。 （4）A、B两个透镜形状相同、凸起的程度相同，材料不同，因此可以探究“凸透镜的焦距大小与材料的关系”。 6．如图所示，表示小新同学用激光分别射向甲乙两透镜后光的传播路径，由图可知甲透镜是___________，乙透镜是___________。 【答案】 凸透镜 凹透镜 【解析】判断透镜类型的依据是透镜对光的作用：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，即折射光线相对于入射光线的传播方向，向主光轴偏折为会聚，远离主光轴偏折为发散。 由图，通过甲透镜的光线比入射光线会聚一些，所以甲透镜对光线有会聚作用，因此甲是凸透镜。 通过乙透镜的光线比入射光线变得发散、推迟会聚一些，所以乙对光线有发散作用，因此乙是凹透镜。 7．如图所示，将一副眼镜放在阳光下，使镜片正对阳光，看到眼镜镜片后的区域比眼镜周围暗，这个现象是由于光的________（填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的。说明该镜片对光有________作用，该镜片是________透镜。 【答案】 折射 发散 凹 【解析】光通过透明镜片时发生折射，故该现象由光的折射形成。 因镜片后的区域比周围暗，可知经过镜片的光线向外偏折，即镜片对光有发散作用，凹透镜对光有发散作用，故该镜片是凹透镜。 8．如图所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，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较暗。这是因为空气泡与周围的水组成__________（选填“凸”或“凹”）透镜，太阳光射向空气泡和它下方的水后，出射光线会被__________（选填“会聚”或“发散”）。小明的爷爷戴的老花镜对光有__________（选填“会聚”或“发散”）作用。 【答案】 凹 发散 会聚 【解析】空气泡与周围的水组成的透镜中间薄、边缘厚，故为凹透镜；由凹透镜的光学性质可知，其对光有发散作用，故出射光线会被发散；老花镜是凸透镜，对光有会聚作用。 用平行光测定凸透镜焦距知识点3 9．宸宸同学用刻度尺测凸透镜的焦距，如图所示，则该透镜的焦距是___________cm，她用刻度尺测另一物体的长度时记录的数据为，物体长度测量值应记为___________cm。 【答案】 1.00 14.51 【解析】由平行光聚焦法可知，凸透镜焦距等于光心到焦点的距离，即 因与其余测量数据偏差过大，为错误数据，舍去。物体长度为三次有效测量值的平均值 10．如图所示，将凸透镜正对着阳光，把一张白纸放在它的另一侧，来回移动白纸，直到白纸上的光斑变得最小、最亮，此时该亮斑距凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距是_______cm，换成凹透镜再做这个实验，在纸上_______（选填“能”或“不能”）看到很小、很亮的光斑。 【答案】 10 不能 【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；亮斑距凸透镜的距离为10cm，焦距为10cm；换成凹透镜再做这个实验，凹透镜对光线具有发散作用，没有真正的焦点，所以在纸上不能看到很小、很亮的光斑。 11．为了粗测出凸透镜的焦距，小强拿一张白纸和一把刻度尺，利用太阳光作为光源进行了实验。请将以下实验步骤的每一步叙述补充完整。 （1）拿一个凸透镜____着太阳光。 （2）再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上出现______的光斑。 （3）最后测量这个光斑到____的距离，即为凸透镜的焦距。 【答案】（1）正对；（2）最小最亮；（3）凸透镜光心 【解析】（1）太阳光相当于平行光，利用凸透镜对平行光的会聚作用可以粗测凸透镜的焦距，故应使凸透镜正对着太阳光。 （2）太阳光在白纸上会聚成的最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点，故把一张纸放在凸透镜的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变得最小、最亮即可。 （3）测出焦点到凸透镜光心的距离，便为凸透镜的焦距。 12．如图甲所示的透镜中属于凹透镜的有________（选填字母）；如图乙是与主光轴平行的光经过两个材料相同的凸透镜后会聚于焦点，比较可以得到的结论是：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”）。 【答案】 b、c 小 强 【解析】凹透镜的结构特征是中间薄、边缘厚。观察图甲可知，（b）和（c）符合这一特征，属于凹透镜；（a）和（d）中间厚、边缘薄，属于凸透镜。 由图乙可知，右侧凸透镜表面更凸，平行于主光轴的光经其折射后会聚点（焦点）离透镜更近。焦点到光心的距离为焦距，因此表面越凸，焦距越小；焦距越小，说明光线偏折程度越大，透镜对光线的会聚能力越强。 凸透镜和凹透镜特殊光线作图知识点4 13．按照要求完成作图：将图中的入射光线通过透镜后的折射光线补全。 【答案】 【解析】过光心的光线经凸透镜后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过对侧焦点。据此作图。 平行于主光轴的光线经凹透镜折射后其反向延长线通过同侧焦点。据此作图。 14．如图所示，F为焦点，O为光心，请将光路补充完整。 【答案】 【解析】从左侧焦点F出发、射向凸透镜的入射光线，经过凸透镜折射后，沿平行于主光轴的方向向右射出； 射向光心O的入射光线，经过凸透镜后传播方向不发生偏折。 15．（1）图甲中一束光从空气射向半圆形玻璃砖的圆心，请补全在玻璃中的反射光路。 （2）图乙一束光指向对侧焦点射向凹透镜，请画出穿过凹透镜的折射光。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）过入射点画垂直反射面的法线，根据在反射现象中，反射角等于入射角，作出反射光线，据此作图。 （2）入射光线的延长线经过凹透镜的焦点，经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴传播，据此作图。 16． （1）在图-1中，作出通过凹透镜的两条光线的折射光线。 （2）如图-2所示，平面镜前有物体S，现在镜后放置一块不透光塑料板，请画出物体S在平面镜中的像。（不需要画成像光路图） 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）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；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。据此作图。 （2）平面镜成像是由光的反射形成的，在镜后放置一块不透光塑料板，不影响成像，因此分别作出物体S两个端点关于平面镜的对称点，然后用虚线连接，即为S在平面镜中的像。据此作图。 1．物理实验室内，小旭拿了几个镜子放入了一黑盒子，光线通过黑盒子后的传播方向如图所示，据此分析正确的是（     ） A．甲是凸面镜 B．乙是凸透镜 C．丙是凹透镜 D．丁是凹透镜 【答案】C 【解析】A．凸面镜对光线有发散作用，遵循光的反射定律。而图中甲对光线起会聚作用，且光线是透过镜子发生偏折，说明甲是透镜而非面镜，所以甲不可能是凸面镜，故A错误。 B．凸透镜对光线有会聚作用。图中乙对光线是发散作用，所以乙不是凸透镜，故B错误。 C．凹透镜对光线有发散作用。图中丙对光线起发散作用，所以丙是凹透镜，故C正确。 D．凸透镜对光线有会聚作用。图中丁使光线会聚，符合凸透镜的光学性质，所以丁是凸透镜，故D错误。 故选C。 2．如图所示，为入射光线，为出射光线。在图中添加一个合适的光学器件可为（     ） ①平面镜；②凸透镜；③凹透镜 A．有①、②、③ B．只有②和③ C．只有①和③ D．只有① 【答案】A 【解析】光线经平面镜反射可改变传播方向，调整平面镜角度可使水平向右的入射光线反射后向右上方射出，故①可行； 若凸透镜主光轴竖直放置，入射光线水平向右入射到凸透镜主光轴下方，经凸透镜折射后向主光轴偏折，出射光线可向右上方射出，故②可行； 若凹透镜主光轴竖直放置，入射光线水平向右入射到凹透镜主光轴上方，经凹透镜折射后发散，出射光线可向右上方射出，故③可行。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 3．如图，一束平行光经凸透镜折射后射向平面镜，经过镜面反射后与主光轴交于点。已知到凸透镜光心和平面镜的距离分别是、，则此凸透镜的焦距是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 平行光经凸透镜折射后射向平面镜，反射光线交于点，根据平面镜成像特点，折射光线（即射向平面镜的光线）原本应汇聚于关于平面镜的对称点，因为入射光是平行光，经凸透镜折射后过焦点，所以即为凸透镜的焦点，到平面镜距离为，则到平面镜距离为， 凸透镜光心到平面镜的距离 则焦距 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（     ） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．经过凸透镜的光不一定会聚于一点 D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 【答案】C 【解析】A．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A错误； B．凸透镜焦距越短，会聚能力越强，甲透镜焦距小于乙透镜焦距，甲会聚能力更强，故B错误； C．只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后才会聚于焦点，其他光线经凸透镜折射后不一定会聚于一点，故C正确； D．挡住透镜上半部分，透镜的折光能力不变，焦距不变，故D错误。 故选C。 5．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，根据图甲A和B的操作方法测得的数据分别是9.9cm、10.1cm，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。小明为判别直径相同的两透镜的类型，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，透镜与光斑的大小如图所示（）。其中形成甲光斑的是______（选填“凸”或“凹”）透镜，形成乙光斑的______（选填“一定”“可能”或“一定不”）是凹透镜。 【答案】 10.1 凹 凸 可能 【解析】【小题1】利用太阳光测凸透镜焦距的原理是平行于主光轴的光线经过凸透镜后会会聚于焦点，甲同学的操作中，光线未平行于主光轴，乙同学的光线平行于主光轴，因此应当采用乙同学的数据，凸透镜的焦距为10.1cm 【小题2】原本交于B点的光线会聚到了比B更远的A，说明添加的透镜发散了光线，凹透镜具有发散作用，因此是凹透镜。 【小题3】由图可知，甲显然是透镜对光线起了会聚作用，因此甲是凸透镜。 【小题4】形成乙效果，可能是凹透镜对光线的发散作用，也可能是会聚的光线经过焦点后再次发散，因此无法确定。 6．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。图中的透镜是________透镜。若该透镜逐渐远离纸面，会看到圆光斑一直变大，则透镜焦距________L（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若保持透镜到纸的距离为L不变，换用一个直径相同、焦距更小的同类型透镜，会看到光斑________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】 凸 小于 变大 【解析】因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用，根据题意可知，光斑直径小于透镜直径，所以透镜对光线起了会聚作用，因此为凸透镜。 当凸透镜远离纸面时，光斑一直变大，光斑没有变小的趋势，说明纸面在焦点之后，即焦距小于L。 若保持透镜到纸的距离为L不变，换用焦距更小的同类型透镜，焦点更靠近透镜，纸在焦点外侧且到焦点的距离增大，光线发散程度更高，故光斑变大。 7．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。 8．如图所示，虚线方框内放置了一块透镜，右侧有一块光屏，平行并紧贴虚线方框放置。一束平行光通过图中虚线框后，在光屏上形成一个圆形光斑。要判断虚线框中是凸透镜还是凹透镜，只需将光屏向右移动： （1）如果光屏上的光斑______，那么就是______。 （2）如果光屏上的光斑______，那么就是______。 【答案】（1）先变小后变大 凸透镜；（2）一直变大 凹透镜 【解析】（1）根据题意，如果虚线框内是凸透镜。平行光经过凸透镜后会会聚。当光屏向右移动时，光屏会先靠近焦点，此时光斑会变小；当光屏越过焦点继续向右移动时，光线已经相交并开始发散，光斑会变大。因此，光屏上的光斑会先变小后变大。 （2）如果虚线框内是凹透镜。平行光经过凹透镜后会发散。光线从一开始就是向外散开的。当光屏向右移动时，光屏距离透镜越远，发散的光线覆盖的面积就越大。因此，光屏上的光斑会一直变大。 9．如图所示，请画出入射或折射光线，使光路完整。 【答案】 【解析】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； 对于凸透镜，过光心的光线其传播方向不变，据此作图。 10．完成下列光路图。 【答案】 【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，据此作图。 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入射光线这侧的焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，据此作图。 11．小华的妈妈在汽车前部的中控台放置了一个玻璃瓶装的香水摆件，如图所示。请你运用所学的知识，认为这种做法存在的一种安全隐患及其原因，并为小华妈妈提供一个安全的车内环境改善建议。 【答案】安全隐患：易引发车内火灾。原因：装有香水的玻璃瓶中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，对太阳光有会聚作用，使局部温度升高，易引燃车内易燃物，引发火灾。 改善建议：不要在中控台放置玻璃瓶装香水，可更换为非玻璃材质的香薰，或放置在阳光直射不到的位置。 【解析】略 12．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．透镜是凹透镜，焦距大于OP B．透镜是凹透镜，焦距小于OQ C．透镜是凸透镜，焦距大于OP D．透镜是凸透镜，焦距小于OQ 【答案】CD 【解析】AB．由图可知，a（双箭头）和b（单箭头）两条入射光线经透镜的折射后，折射光线相比入射光线靠近主光轴，说明该透镜对光有会聚作用，由此可判定此透镜为凸透镜。故AB错误； CD．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，它将射向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；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正确。 故选CD。 13．小华利用太阳光测量凸透镜的焦距时，如图1的两种操作中正确的是_______，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l，然后小华将凸透镜逐渐远离白纸，如果观察到光斑_______（填大小变化情况），则可确定凸透镜的焦距f一定大于l。 【答案】 B 会聚 变小 【解析】[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，这个点是凸透镜的焦点，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l，如果光斑在焦点之后，焦距会小于l，凸透镜远离白纸，若此时光斑变小，说明光斑在焦点之前，焦距f一定大于l。 14．如图所示，有一块平面镜、凸透镜和凹透镜，凸透镜和凹透镜的主光轴在同一直线上，平面镜平行于透镜的主光轴，凸透镜的一个焦点和凹透镜的一个虚焦点均位于图中的点。有一个位于透镜主光轴上的点光源向平面镜发射了一条光线，该光线经过平面镜反射和凸透镜折射后，在凸透镜和凹透镜之间形成了一条平行于透镜主光轴的光线。请在图中画出凹透镜的折射光线同时确定点光源的位置。 【答案】 【解析】画凹透镜的折射光线：根据凹透镜的光学规律：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入射侧的虚焦点，本题中凹透镜的虚焦点就是F点。 连接F点与光线在凹透镜上的入射点，从入射点出发画出折射光线（折射光线发散，其反向延长线经过F点），即为所求凹透镜折射光线。 确定点光源S的位置： ① 根据凸透镜的光学规律：过凸透镜焦点的光线，经凸透镜折射后平行于主光轴，本题中经凸透镜折射后得到平行主光轴的光线，说明入射凸透镜的光线一定经过凸透镜的左焦点F。 将两透镜间的平行光线向左逆着延长，经过凸透镜后继续延长到F点，再向左延长直到和平面镜相交，该交点就是平面镜上的反射点，这段线就是平面镜的反射光线。 ② 根据光的反射可知，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，由此作出法线与入射光线，入射光线与主光轴的交点即为点光源S的位置，据此作图。 15．如图所示，由水中折射出的一条光线ab照射到凹透镜上，光线ab与凹透镜的主光轴平行。已知F为凹透镜的虚焦点，为光心。请画出：折射光线ab在水中的入射光线的大致方向，以及光线ab通过凹透镜后的折射光线。（保留作图痕迹） 【答案】 【解析】光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线远离法线，因此水中入射光线更靠近法线，先过入射点垂直水面画出法线，再画出入射光线。平行于凹透镜主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会经过同侧的虚焦点，据此画出凹透镜的折射光线。 16．如图是有关透镜以及光线通过透镜传播方向的一组信息，请根据要求来作答。 （1）如图甲所示是一些透镜的截面图，在这些透镜中，属于凸透镜的是___________，属于凹透镜的是___________（均填字母）。 （2）光线经过透镜是光的___________（填“折射”或“反射”）现象。凸透镜对光线有___________作用，凹透镜对光线有___________作用。 （3）如图乙虚线框内应该填_________________（填“凸”或“凹”）透镜；如图丙虚线框内应该填___________（填“凸”或“凹”）透镜。 （4）小雷对某个凸透镜测量焦距如图所示，则测得的焦距为___________cm。 【答案】（1）ABD CE；（2）折射 会聚 发散；（3）凹 凸；（4）10.0 【解析】（1）中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜，故凸透镜为ABD，凹透镜为CE。 （2）光线经过透镜时发生偏折，属于光的折射现象；凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。 （3）乙图中平行入射的光线经透镜后向外偏折，光线被发散，故虚线框内填凹透镜； 丙图中发散的入射光线经透镜后变为平行光，光线被会聚，故虚线框内填凸透镜。 （4）平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点，焦点到凸透镜光心的距离为焦距。刻度尺的分度值为1cm，则测得的焦距为 17．阅读短文，回答问题。 菲涅尔透镜 甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，只有平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，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，这样的透镜叫做非涅尔透镜（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的光束，在一半焦距处面积只有原来的四分之一。请回答： （1）菲涅尔透镜与平凸透镜的工作原理______（选填“相同”或“不同”）； （2）下面关于菲涅尔透镜的说法，不正确的是______（填字母）； 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）如图丙所示，、F分别是菲涅尔透镜的主光轴和焦点，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后的光路。______ 【答案】（1）相同；（2）C；（3） 【解析】（1）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，所以工作原理相同。 （2）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）菲涅尔透镜与凸透镜一样，平行于主光轴的光线穿过菲涅尔透镜后过焦点，据此作图。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 3.5奇妙的透镜 A组 巩固过关 知识点1 透镜的特点与分类 1.凸透镜 凹透镜 2.凸透镜 3.D 4.凹透镜焦点 知识点2 凸透镜和凹透镜对光线的作用 5. (1)AC;(2)不合理 他没有让光束平行于凸透镜的主光轴入射；(3)小；(4)材料 6.凸透镜凹透镜 7.折射发散凹 8.凹发散会聚 知识点3 用平行光测定凸透镜焦距 9.1.0014.51 10.10不能 11.(1)正对：(2)最小最亮；(3)凸透镜光心 12.b、c小强 知识点4 凸透镜和凹透镜特殊光线作图 1/3 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 15.(1) 平面镜不透光塑料板 16. (1) (2) B组 能力进阶 1.c 2.A 3.B 4.C 5.10.1凹凸可能 6.凸小于变大 7.凹透镜会聚相同 8.(1)先变小后变大凸透镜：(2)一直变大凹透镜 10. 甲 乙 11.安全隐患：易引发车内火灾。原因：装有香水的玻璃瓶中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，对太阳光有 2/3 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 会聚作用，使局部温度升高，易引燃车内易燃物，引发火灾。 改善建议：不要在中控台放置玻璃瓶装香水，可更换为非玻璃材质的香燕，或放置在阳光直射不到的位置。 C组 思维拔高 12.CD 13.B会聚变小 LEEEEDT777☑ 14. 平面镜 F 0 空气 水 15 16.(1)ABD CE:(2)折射会聚发散：(3)凹凸；(4)10.0 太阳光 73 17.(1)相同：(2)C:(3) 丙 3/3 3.5 奇妙的透镜 目 录 A组 巩固过关 知识点1：透镜的特点与分类 知识点2：凸透镜和凹透镜对光线的作用 知识点3：用平行光测定凸透镜焦距 知识点4：凸透镜和凹透镜特殊光线作图 B组 能力进阶 C组 思维拔高 透镜的特点与分类知识点1 1．透镜通常可以分为_________和_________。 凸透镜中央厚、边缘薄           凹透镜中央薄、边缘厚 2．矿井中所使用的矿灯（如图），优点是光柱射出去后非常集中，几乎相当于平行光，要使小灯泡发出的光变成平行光，则该灯头的镜头镜片应选择___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 3．下列关于透镜的说法中，正确的是（     ） A．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 B．凸透镜只对平行光有会聚作用 C．凸透镜有两个焦点，它们之间的距离叫做焦距 D．无论是凸透镜还是凹透镜，通过它们光心的光线传播方向不变 4．小亮同学在网上购买了一款手电筒（内部仅有一颗灯珠），发现在贴近手电筒镜头位置放上不同的透镜，相同距离情况下手电筒的照射面积不同，照射面积最大的是__________（选填“凸透镜”“凹透镜”或“玻璃板”）。若透镜为凸透镜，要使光平行射出，灯珠应位于透镜的__________。 凸透镜和凹透镜对光线的作用知识点2 5．物理学习小组，选择如图甲所示的四个凸透镜进行探究实验（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”，应选择图甲中的___________两个凸透镜； （2）器材确定后，小明让一束平行光穿过透镜来测量凸透镜的焦距，操作方案如图乙所示，他的方案 ___________（选填“合理”或“不合理”），原因是： ___________。 （3）正确操作后，得到如图丙所示的实验现象，比较图丙中两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 ___________； （4）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”。 6．如图所示，表示小新同学用激光分别射向甲乙两透镜后光的传播路径，由图可知甲透镜是___________，乙透镜是___________。 7．如图所示，将一副眼镜放在阳光下，使镜片正对阳光，看到眼镜镜片后的区域比眼镜周围暗，这个现象是由于光的________（填“直线传播”“反射”或“折射”）形成的。说明该镜片对光有________作用，该镜片是________透镜。 8．如图所示，在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡，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较暗。这是因为空气泡与周围的水组成__________（选填“凸”或“凹”）透镜，太阳光射向空气泡和它下方的水后，出射光线会被__________（选填“会聚”或“发散”）。小明的爷爷戴的老花镜对光有__________（选填“会聚”或“发散”）作用。 用平行光测定凸透镜焦距知识点3 9．宸宸同学用刻度尺测凸透镜的焦距，如图所示，则该透镜的焦距是___________cm，她用刻度尺测另一物体的长度时记录的数据为，物体长度测量值应记为___________cm。 10．如图所示，将凸透镜正对着阳光，把一张白纸放在它的另一侧，来回移动白纸，直到白纸上的光斑变得最小、最亮，此时该亮斑距凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距是_______cm，换成凹透镜再做这个实验，在纸上_______（选填“能”或“不能”）看到很小、很亮的光斑。 11．为了粗测出凸透镜的焦距，小强拿一张白纸和一把刻度尺，利用太阳光作为光源进行了实验。请将以下实验步骤的每一步叙述补充完整。 （1）拿一个凸透镜____着太阳光。 （2）再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上出现______的光斑。 （3）最后测量这个光斑到____的距离，即为凸透镜的焦距。 12．如图甲所示的透镜中属于凹透镜的有________（选填字母）；如图乙是与主光轴平行的光经过两个材料相同的凸透镜后会聚于焦点，比较可以得到的结论是：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”）。 凸透镜和凹透镜特殊光线作图知识点4 13．按照要求完成作图：将图中的入射光线通过透镜后的折射光线补全。 14．如图所示，F为焦点，O为光心，请将光路补充完整。 15．（1）图甲中一束光从空气射向半圆形玻璃砖的圆心，请补全在玻璃中的反射光路。 （2）图乙一束光指向对侧焦点射向凹透镜，请画出穿过凹透镜的折射光。 16． （1）在图-1中，作出通过凹透镜的两条光线的折射光线。 （2）如图-2所示，平面镜前有物体S，现在镜后放置一块不透光塑料板，请画出物体S在平面镜中的像。（不需要画成像光路图） 1．物理实验室内，小旭拿了几个镜子放入了一黑盒子，光线通过黑盒子后的传播方向如图所示，据此分析正确的是（     ） A．甲是凸面镜 B．乙是凸透镜 C．丙是凹透镜 D．丁是凹透镜 2．如图所示，为入射光线，为出射光线。在图中添加一个合适的光学器件可为（     ） ①平面镜；②凸透镜；③凹透镜 A．有①、②、③ B．只有②和③ C．只有①和③ D．只有① 3．如图，一束平行光经凸透镜折射后射向平面镜，经过镜面反射后与主光轴交于点。已知到凸透镜光心和平面镜的距离分别是、，则此凸透镜的焦距是（     ） A． B． C． D． 4．如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（     ） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．经过凸透镜的光不一定会聚于一点 D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 5．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，根据图甲A和B的操作方法测得的数据分别是9.9cm、10.1cm，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。小明为判别直径相同的两透镜的类型，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，透镜与光斑的大小如图所示（）。其中形成甲光斑的是______（选填“凸”或“凹”）透镜，形成乙光斑的______（选填“一定”“可能”或“一定不”）是凹透镜。 6．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。图中的透镜是________透镜。若该透镜逐渐远离纸面，会看到圆光斑一直变大，则透镜焦距________L（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若保持透镜到纸的距离为L不变，换用一个直径相同、焦距更小的同类型透镜，会看到光斑________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 7．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”） 。 8．如图所示，虚线方框内放置了一块透镜，右侧有一块光屏，平行并紧贴虚线方框放置。一束平行光通过图中虚线框后，在光屏上形成一个圆形光斑。要判断虚线框中是凸透镜还是凹透镜，只需将光屏向右移动： （1）如果光屏上的光斑______，那么就是______。 （2）如果光屏上的光斑______，那么就是______。 9．如图所示，请画出入射或折射光线，使光路完整。 10．完成下列光路图。 11．小华的妈妈在汽车前部的中控台放置了一个玻璃瓶装的香水摆件，如图所示。请你运用所学的知识，认为这种做法存在的一种安全隐患及其原因，并为小华妈妈提供一个安全的车内环境改善建议。 12．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．透镜是凹透镜，焦距大于OP B．透镜是凹透镜，焦距小于OQ C．透镜是凸透镜，焦距大于OP D．透镜是凸透镜，焦距小于OQ 13．小华利用太阳光测量凸透镜的焦距时，如图1的两种操作中正确的是_______，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l，然后小华将凸透镜逐渐远离白纸，如果观察到光斑_______（填大小变化情况），则可确定凸透镜的焦距f一定大于l。 14．如图所示，有一块平面镜、凸透镜和凹透镜，凸透镜和凹透镜的主光轴在同一直线上，平面镜平行于透镜的主光轴，凸透镜的一个焦点和凹透镜的一个虚焦点均位于图中的点。有一个位于透镜主光轴上的点光源向平面镜发射了一条光线，该光线经过平面镜反射和凸透镜折射后，在凸透镜和凹透镜之间形成了一条平行于透镜主光轴的光线。请在图中画出凹透镜的折射光线同时确定点光源的位置。 15．如图所示，由水中折射出的一条光线ab照射到凹透镜上，光线ab与凹透镜的主光轴平行。已知F为凹透镜的虚焦点，为光心。请画出：折射光线ab在水中的入射光线的大致方向，以及光线ab通过凹透镜后的折射光线。（保留作图痕迹） 16．如图是有关透镜以及光线通过透镜传播方向的一组信息，请根据要求来作答。 （1）如图甲所示是一些透镜的截面图，在这些透镜中，属于凸透镜的是___________，属于凹透镜的是___________（均填字母）。 （2）光线经过透镜是光的___________（填“折射”或“反射”）现象。凸透镜对光线有___________作用，凹透镜对光线有___________作用。 （3）如图乙虚线框内应该填_________________（填“凸”或“凹”）透镜；如图丙虚线框内应该填___________（填“凸”或“凹”）透镜。 （4）小雷对某个凸透镜测量焦距如图所示，则测得的焦距为___________cm。 17．阅读短文，回答问题。 菲涅尔透镜 甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，只有平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，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，这样的透镜叫做非涅尔透镜（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的光束，在一半焦距处面积只有原来的四分之一。请回答： （1）菲涅尔透镜与平凸透镜的工作原理______（选填“相同”或“不同”）； （2）下面关于菲涅尔透镜的说法，不正确的是______（填字母）； 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）如图丙所示，、F分别是菲涅尔透镜的主光轴和焦点，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后的光路。______ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $