專題5.1 透鏡-八年級(jí)物理人教版（上冊(cè)）

第五章透鏡及其應(yīng)用第1節(jié)透鏡一、凸透鏡和凹透鏡1．透鏡：利用光的折射來(lái)工作的光學(xué)元件，它是由透明物質(zhì)（如玻璃、塑料、水晶等）制成的，表面是球面的一部分。按其厚薄的形狀分為兩類，________________的透鏡叫凸透鏡（如圖甲所示）；________________的透鏡叫凹透鏡（如圖乙所示）。2．主光軸：通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線，叫做透鏡的_________，簡(jiǎn)稱光軸（如下圖所示）。3．光心：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過(guò)它的光線傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心；可以認(rèn)為薄透鏡的光心就在透鏡的中心。（如上圖所示）4．焦點(diǎn)：平行于主光軸的光經(jīng)凸（凹）透鏡折射后（反向延長(zhǎng)線）會(huì)聚的點(diǎn)稱為凸（凹）透鏡的（虛）焦點(diǎn)（F）。透鏡的兩側(cè)各有一個(gè)_________。5．焦距：焦點(diǎn)到透鏡光（中）心的距離稱為焦距（f）。透鏡兩側(cè)焦距________。二、透鏡對(duì)光的作用1．凸透鏡的會(huì)聚作用一束平行于凸透鏡主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚于________，可見凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，故凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡。由于光路的________，若把光源放在焦點(diǎn)上，光源射向凸透鏡的光，經(jīng)凸透鏡后將變?yōu)槠叫杏谥鞴廨S的光，因此凸透鏡可以產(chǎn)生________。2．凹透鏡的發(fā)散作用一束平行于凹透鏡主光軸的光線，經(jīng)凹透鏡后發(fā)散射出，這些發(fā)散光線的___________交于凹透鏡另一側(cè)的焦點(diǎn)，可見凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，故凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。由于光路的可逆性，從凹透鏡的一側(cè)射向另一側(cè)焦點(diǎn)的光經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸射出。三、通過(guò)透鏡的三條特殊光線有三條光線通過(guò)透鏡的光路很特別，如圖甲、乙所示：1．平行于凸（凹）透鏡主光軸的光線，經(jīng)凸（凹）透鏡折射后（反向延長(zhǎng)線）會(huì)聚于（虛）焦點(diǎn)；2．通過(guò)凸（凹）透鏡光心的光線傳播方向不變；3．通過(guò)透鏡（虛）焦點(diǎn)的光線，經(jīng)凸（凹）透鏡折射后平行于主光軸射出。中間厚、邊緣薄中間薄、邊緣厚主光軸焦點(diǎn)相等焦點(diǎn)可逆性平行光反向延長(zhǎng)線一、透鏡【例題1】下列有關(guān)透鏡的說(shuō)法中，正確的是A．不論是凸透鏡還是凹透鏡都是用玻璃等透明材料制成的B．凸透鏡對(duì)光線起發(fā)散作用，凹透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用C．凸透鏡有焦點(diǎn)，凹透鏡沒有焦點(diǎn)D．薄透鏡就是凹透鏡參考答案：A試題解析：凸透鏡、凹透鏡都是用玻璃等透明材料制成的，A正確；凸透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線起發(fā)散作用，B錯(cuò)誤；兩種透鏡都有焦點(diǎn)，C錯(cuò)誤；薄透鏡包括凸透鏡和凹透鏡，D錯(cuò)誤。故選A。二、對(duì)光線的作用【例題2】如圖所示的1塊光學(xué)元件。要使下面的光路圖成立，虛線框內(nèi)應(yīng)單獨(dú)放入的鏡是A．1或3B．2或4C．1或2D．5或6參考答案：A試題解析：由題圖可知，光線能透過(guò)該鏡，所以此鏡為透鏡，且平行光線經(jīng)過(guò)透鏡折射后會(huì)聚在了焦點(diǎn)上，所以該透鏡為凸透鏡。根據(jù)凸透鏡的特點(diǎn)可知1，3為凸透鏡。故選A。1．如圖所示透鏡中，屬于凹透鏡的是A．B．C．D．2．下列四幅光經(jīng)過(guò)透鏡的光路圖，其中正確的是A．B．C．D．3．在用光具座研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量凸透鏡的焦距如圖所示，則該凸透鏡的焦距是A．10厘米B．20厘米C．30厘米D．50厘米4．要使冰塊能會(huì)聚太陽(yáng)光取火，冰塊必須磨成A．冰凸透鏡B．冰凹透鏡C．冰磚D．冰三棱鏡5．如圖所示為研究凸透鏡和凹透鏡對(duì)光作用的實(shí)驗(yàn)，其中說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．為了便于觀察，實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般選擇讓平行于主光軸的光射向凸透鏡和凹透鏡B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要觀察光通過(guò)透鏡后的偏折方向，與進(jìn)入透鏡的光線對(duì)比，從而得出結(jié)論C．實(shí)驗(yàn)表明，凸透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，凹透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用D．凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡，凹透鏡又叫發(fā)散透鏡6．兩束光線通過(guò)凸透鏡后A．一定相交于一點(diǎn)B．一定會(huì)聚于焦點(diǎn)C．一定靠攏但不一定相交D．一定發(fā)散7．要想利用焦距為f的凸透鏡使小燈泡發(fā)出的光變成平行光，可以把小燈泡放在主光軸上的A．M、Q點(diǎn)B．O點(diǎn)C．M、N兩點(diǎn)D．N、P兩點(diǎn)8．三只激光筆發(fā)出三束光線射向凸透鏡，在A點(diǎn)交匯的兩條光線經(jīng)透鏡在右側(cè)B點(diǎn)交匯，關(guān)于此光路涉及的內(nèi)容，下列說(shuō)法正確的是A．透鏡右側(cè)的F點(diǎn)是像點(diǎn)，B點(diǎn)也是像點(diǎn)B．因?yàn)锽點(diǎn)是像點(diǎn)，所以B點(diǎn)會(huì)有能量的聚集，F(xiàn)點(diǎn)不是像點(diǎn)因此F點(diǎn)不會(huì)有能量的聚集C．所有經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的光經(jīng)凸透鏡后都會(huì)交于B點(diǎn)D．此光路并沒有體現(xiàn)出凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用9．有關(guān)人士研究發(fā)現(xiàn)：在烈日下洗車，水滴會(huì)使車漆的最上層產(chǎn)生局部高溫現(xiàn)象，時(shí)間長(zhǎng)了車漆便會(huì)失去光澤，這是因?yàn)樗蜗喈?dāng)于__________，能使光線________（選填“會(huì)聚”或“發(fā)散”）。10．在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，讓平行光正對(duì)著凸透鏡照射，左右移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，測(cè)得凸透鏡的焦距f=__________cm。11．如圖中，M是透鏡，兩條平行光軸的光線射向透鏡，經(jīng)透鏡折射后，光線方向如圖a和b，那么a圖中透鏡是_______，b圖中透鏡是_______。12．如圖所示，透鏡的焦點(diǎn)F與杯中水面的中心點(diǎn)重合，O點(diǎn)為凸透鏡的光心。一束平行于凸透鏡主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后射入盛水的杯中，在杯底形成光斑。畫出這束光線的光路圖。13．如圖所示是讓凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光確定它的焦點(diǎn)的情景，請(qǐng)?jiān)谟覉D上畫出確定焦點(diǎn)的光路圖。14．如圖所示，盛水的容器中有一個(gè)氣泡，則其對(duì)水平射入其中的光線有何作用A．會(huì)聚作用B．發(fā)散作用C．既不會(huì)聚也不發(fā)散D．無(wú)法判斷15．如圖所示，某同學(xué)將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，將一張白紙?jiān)谕哥R的另一側(cè)逐漸遠(yuǎn)離透鏡的過(guò)程中，看到的現(xiàn)象是A．白紙上有縮小的光斑，且光斑的大小不變B．白紙上有光斑，且一直變大C．白紙上有光斑，且先變大再變小D．白紙上有光斑，且先變小再變大16．下列關(guān)于凸透鏡的說(shuō)法中正確的是A．所有的凸透鏡都只有右側(cè)一個(gè)焦點(diǎn)B．一個(gè)凸透鏡的焦距是隨時(shí)變化的C．過(guò)光心的直線都叫主光軸D．凸透鏡的焦距越小，對(duì)光的會(huì)聚能力越強(qiáng)17．寫出兩種區(qū)分凸透鏡和凹透鏡的方法：方法1：_______________________________________________________________。方法2：_______________________________________________________________。18．在學(xué)習(xí)凸透鏡時(shí)，小可利用平行光源照射凸透鏡后交于A點(diǎn)（如圖所示），說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有__________作用。小可認(rèn)為A點(diǎn)就是該凸透鏡的焦點(diǎn)，請(qǐng)對(duì)他的觀點(diǎn)作出評(píng)判：____________________________。19．如圖所示，請(qǐng)畫出由燭焰S點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后的兩條折射光線，并確定發(fā)光點(diǎn)S的像點(diǎn)S′的位置。20．如圖所示，一條光線經(jīng)平面鏡反射后，過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)F射向凸透鏡。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出射向平面鏡的入射光線和經(jīng)凸透鏡后的折射光線；21．為了粗測(cè)出凸透鏡的焦距，小強(qiáng)拿一張白紙和一把刻度尺，利用太陽(yáng)光作光源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟的每一步敘述補(bǔ)充完整。（1）拿一個(gè)凸透鏡_______著太陽(yáng)光；（2）再把一張紙放在它的另一側(cè)，改變透鏡與_______的距離，直到紙上的光斑變得最_______最_______；（3）最后測(cè)量這個(gè)光斑到_______的距離，即為凸透鏡的焦距。22．（2018·常州）透鏡左側(cè)有一點(diǎn)光源S發(fā)出兩條光線，經(jīng)透鏡折射后在右側(cè)的出射光線如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中通過(guò)光路作圖標(biāo)出點(diǎn)光源S的位置。23．（2018·連云港）按照題目要求作圖或作答：如圖所示，請(qǐng)畫出這束光線經(jīng)過(guò)凹透鏡后的折射光線。24．（2018·涼山州）如圖所示，兩透鏡的主光軸在同一直線上，且兩透鏡的焦點(diǎn)正好重合，根據(jù)光路圖，在方框內(nèi)填上適當(dāng)透鏡的符號(hào)。25．（2018·達(dá)州）如圖所示，可以利用不同的光學(xué)元件來(lái)改變?nèi)肷涔饩€的傳播方向，請(qǐng)?jiān)趫D中分別畫出三種合適的光學(xué)元件。（只要求畫出光學(xué)元件大致位置的示意圖，但須與光學(xué)規(guī)律相符）3．A【解析】焦點(diǎn)到凸透鏡的距離為10cm，所以凸透鏡的焦距為10cm，故選A。4．A【解析】要使冰塊能會(huì)聚太陽(yáng)光取火，必須讓其冰塊能使光線會(huì)聚，而凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，故選A。6．C【解析】題目中對(duì)這束入射光沒有說(shuō)明其特點(diǎn)，所以入射光不能確定：若入射光線過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)，則折射光線是平行光；若入射光線是平行光或是會(huì)聚的光線，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后，一定會(huì)形成會(huì)聚光束；若是發(fā)散程度較小的入射光線經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后也有可能形成會(huì)聚光束；若入射光線是發(fā)散程度很大的入射光線，經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚后，其折射光線有可能仍是發(fā)散光束。由于入射光線的情況不確定，所以經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后的折射光線的情況也不能確定，以上幾種情況都有可能。但由于凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，所以經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚后的折射光束一定會(huì)比原來(lái)的入射光束要會(huì)聚一些。故選C。7．D【解析】凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，根據(jù)焦點(diǎn)的定義可知，一束平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在凸透鏡的焦點(diǎn)上；根據(jù)折射時(shí)光路是可逆的，所以將小燈泡放在凸透鏡的焦點(diǎn)上，在另一側(cè)可以得到一束平行光線；如圖可以把小燈泡放在主光軸上的N點(diǎn)或P點(diǎn)，即焦點(diǎn)處。故選D。學(xué)科~網(wǎng)8．C【解析】A、在A點(diǎn)交匯的兩條光線經(jīng)透鏡在右側(cè)B點(diǎn)交匯，所以B點(diǎn)是像點(diǎn)；根據(jù)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后相交于焦點(diǎn)可知，F(xiàn)點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，不是像點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B、因?yàn)锽點(diǎn)是像點(diǎn)，所以B點(diǎn)會(huì)有能量的聚集；F點(diǎn)雖然不是像點(diǎn)，但平行于主光軸的光線、經(jīng)過(guò)主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后在F點(diǎn)交匯，所以也有能量的聚集，故B錯(cuò)誤；C、因?yàn)锽點(diǎn)是像點(diǎn)，所以，所有經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的光經(jīng)凸透鏡后都會(huì)交于B點(diǎn)，這樣B點(diǎn)才是A點(diǎn)的像，故C正確；D、由圖可知，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后向主光軸靠攏，所以此光路體現(xiàn)出了凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用，故D錯(cuò)誤。故選C。9．凸透鏡會(huì)聚【解析】在陽(yáng)光下的水滴相當(dāng)于一個(gè)小的凸透鏡，把太陽(yáng)光進(jìn)行了會(huì)聚，同時(shí)也會(huì)聚了太陽(yáng)光的能量，使得局部高溫，從而傷害汽車的外表。10．15.0【解析】平行光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚到一點(diǎn)，光屏上得到的最小、最亮的光斑，即是凸透鏡的焦點(diǎn)，所以凸透鏡的焦距：f=35.0cm?20.0cm=15.0cm。11．凸透鏡凹透鏡【解析】圖a中，平行光經(jīng)透鏡后變得會(huì)聚，且在主光軸相交，因此該透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用，為凸透鏡；圖b中，平行光經(jīng)透鏡后折射光線比起入射光線更加遠(yuǎn)離主光軸，變得發(fā)散，所以這個(gè)透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，為凹透鏡。12．【解析】平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)，據(jù)此畫出經(jīng)過(guò)凸透鏡的折射光線，如圖；光線由空氣中斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角，圖中法線與凸透鏡的主光軸重合，所以畫出水面下的折射光線向法線靠攏，如圖：13．【解析】凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，太陽(yáng)光可以認(rèn)為是平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過(guò)焦點(diǎn)，如圖所示：14．B【解析】光從水斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，所以會(huì)發(fā)散。如圖，故選B。16．D【解析】A、所有的凸透鏡的左右兩側(cè)都有兩個(gè)焦點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B、同一個(gè)凸透鏡的焦距是不變的，故B錯(cuò)誤；C、透鏡所在兩個(gè)球面球心的連線叫做主光軸，故C錯(cuò)誤；D、對(duì)于凸透鏡，其焦距越短，會(huì)聚能力就越強(qiáng)，焦距越長(zhǎng)，會(huì)聚能力越弱，故D正確；故選D。17．方法1：通過(guò)觸摸判斷，中間薄、邊緣厚的透鏡為凹透鏡，中間厚，邊緣薄的透鏡為凸透鏡方法2：透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光（平行光源）移動(dòng)，另一側(cè)的光屏上能得到最小、最亮光斑的是凸透鏡，出現(xiàn)一個(gè)暗圈的是凹透鏡18．會(huì)聚A點(diǎn)不是該凸透鏡的焦點(diǎn)，只有平行于主光軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后才會(huì)聚到焦點(diǎn)上【解析】由圖可知，平行光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚到某一點(diǎn)，這說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；由于平行于主光軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)匯聚到焦點(diǎn)上，而圖中平行光線明顯不平行于主光軸；所以可判定A點(diǎn)不是焦點(diǎn)。19．【解析】過(guò)光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過(guò)焦點(diǎn)。兩條折射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為發(fā)光點(diǎn)S的像點(diǎn)S′，如圖所示：20．【解析】過(guò)平面鏡的反射點(diǎn)垂直鏡面作出法線，因?yàn)榉瓷涔饩€與鏡面的夾角為30°，則反射角為：90°–30°=60°，則入射角也為60°，據(jù)此在法線右側(cè)作出入射光線，如圖；過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線平行于主光軸射出，據(jù)此畫出折射光線，如圖：21．（1）正對(duì)（2）紙小亮（3）凸透鏡（3）根據(jù)焦距的定義可知，測(cè)出焦點(diǎn)到凸透鏡的距離，