透镜
一、单选题
一束光经凸透镜折射后,下列说法正确的是
A. 一定是平行光束 B. 一定是汇聚光束
C. 一定是发散光束 D. 折射光束比入射光束更汇聚些
如图所示,下列光路图正确的是
A. B. C. D.
如图所示,现有五种光学元件,对如图的光路图,方框中可放入的元件为
A. 或 B. 或 C. 或或 D. 或或
下列光路图中,正确的是
A. B.
C. D.
下列说法中不正确的是
A. 所有通过透镜光心的光线都不会改变方向
B. 来自凸透镜焦点的发散光线将平行于主光轴射出
C. 平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于焦点
D. 光线通过凸透镜的光路可逆,光线通过凹透镜的光路不可逆
如图所示,淮南万毕术关于冰透镜记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”。关于此现象,下列说法正确的是
A. 应用了凸透镜对光线的会聚作用
B. 应用了凸透镜对光线的发散作用
C. 应用了凹透镜对光线的会聚作用
D. 应用子凹透镜对光线的发散作用
小杰在黄山旅游时看到一块警示牌,上面写有“请不要把装有液体的矿泉水瓶遗留在山上”,他想装有水的矿泉水瓶可能会引起森林大火,因为装有水的矿泉水瓶相当于
A. 凸透镜 B. 凹透镜 C. 平面镜 D. 以上都不是
如图所示,在一块玻璃砖内,一束平行光线恰好正对着玻璃内椭圆形状的空气泡射去,则光束通过空气泡后
A. 仍为平行光束
B. 变为发散光束
C. 变为会聚光束
D. 无法确定
关于透镜,下列说法正确的是
A. 凸透镜对光有会聚作用,因此通过凸透镜的光都会聚在焦点上
B. 凸透镜和凹透镜都有焦点,凸透镜有实焦点,凹透镜有虚焦点
C. 凸透镜只对平行光有会聚作用
D. 凹透镜只对平行光有发散作用
如图所示,一束平行光经过中间为“空气凹透镜”的玻璃砖后将会
A. 还是平行光
B. 发散
C. 会聚
D. 以上都有可能
二、填空题
如图,光线经过一个透镜虚线框内折射后与主光轴交于点,其中是透镜的光心。该透镜是______选填“凸”或“凹”透镜,焦距______选填“”、“或“”。
如图所示,把一凸透镜放在平面镜前,当用眼睛观察镜子时,光束似乎是从处发散开来的,则光束会聚处和点的距离是______,该凸透镜的焦距是______。
老年人戴的花镜是凸透镜,它对光线起______作用。近视眼镜是凹透镜,它对光线起______作用。
在森林中旅游时,导游会提醒你,不要随意丢弃饮料瓶。这是由于下雨时瓶内灌了雨水后,相当于一个______选填“凸透镜”或“凹透镜”,太阳出来后,它对光线有______作用,可能会引起森林火灾。
三、实验探究题
小明在学习了凸透镜后,想探究口径相同凸透镜的焦距与哪些因素有关,于是他选用材料、凹凸程度不同,口径相同的凸透镜,在实验室用一束平行光分别经过由两种材料做成的凸透镜、、其中和为同种材料,与、的材料不同并得到了如图所示的光路图。
比较图中和两凸透镜的光路可得到的结论是:口径相同,凹凸程度相同时,凸透镜的焦距与_________有关。
比较图中和两凸透镜的光路可得到的结论是:_________相同时,_________凸透镜的焦距越小。
小雷对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验:
实验次数
材料 玻璃 玻璃 水晶
凸起程度 较小 较大 较大
焦距
他第一次测量焦距的实验如图甲所示,则测得的焦距为_______。
由第、次的实验可得出的结论是_________________________________________。
小雷回想起白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带如图乙,受此启发,于是他分别用红光和蓝光来进行图甲的实验,结论是:对同一凸透镜,_______光入射时焦距小些。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:只有通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,故A错误;
凸透镜对所有不过透镜中心的光线都有会聚作用,不仅仅是只对平行光线;
所有平行于凸透镜主光轴的光线都可以会聚到焦点上;不平行于主光轴的光线也能会聚,但是不能会聚到焦点上,因此,所有光线经过凸透镜折射后的光线一定都比原来会聚一些。故选项BC错误,D正确。
故选:。
凸透镜对光线有会聚作用;
凸透镜三条特殊光线的作图:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
透镜对光线的作用是需要比较折射光线和入射光线的关系,如果折射光线比入射光线更靠近法线,那么该透镜对光线有会聚作用;如果远离法线,则对光线有发散作用。
2.【答案】
【解析】解:
A、凸透镜对光线有会聚作用,而图中光线经凸透镜折射后,折射光线偏离主光轴,即发散了,故A错误;
B、凹透镜对光线有发散作用,而图中光线经凹透镜折射后,折射光线偏近主光轴,即会聚了,故B错误;
C、由光的折射定律知,光由空气斜射入水中时,折射应小于入射角,图中折射角大于了入射角,故C错误;
D、根据光的直线传播,外界物体的光线最多是沿井的边缘射入井中而被看到,若再向井的边缘两侧的光无法射入井中而被看到,所以沿井边沿射入井中光线的就确定的观察范围,故D正确。
故选:。
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;
由反射定律知,发生反射时反射角等于入射角;根据光从空气斜射入水中,入射光线和折射光线分居法线两侧,折射角小于入射角进行分析;
根据光的直线传播分析视野范围。
本题考查了凸透镜和凹透镜对光线作用、光的反射和折射以及光的直线的传播的应用,综合性强,关键是掌握这些基础知道。
3.【答案】
【解析】
【试题解析】
【分析】
本题考查了透镜的成像规律,凸透镜对光线有会聚作用,凸透镜能使会聚的光线提前会聚,能使平行光线会聚成一点,能使发散的光线会聚成点,所以凸透镜又称为会聚透镜;
凹透镜对光线有发散作用,凹透镜能使会聚的光线错后会聚,能使平行光线发散,能使发散的光线光路更宽。
【解答】
由图可知,此透镜是将光线会聚了,所以是凸透镜,又因凸透镜本身的特点,所以、、都为凸透镜;
故选D。
4.【答案】
【解析】解:、图中光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线与入射光线分居法线的同一侧了,不符合折射定律,故A错误;
B、图中光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线没有向法线方向偏折,折射角等于入射角了,故B错误;
C、过焦点的光线经凸透镜折射后,应平行于主光轴,图中光线过焦点,经凸透镜折射后没有平行于主光轴,故C错误;
D、射向焦点的光线经凹透镜折射后,将平行于主光轴,图中射向焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,故D正确。
故选:。
当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。据此分析、选项;
根凸透镜的三条特殊光线和凹透镜的三条特殊光线分析、选项。
光的折射定律:折射光线与入射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。
凸透镜的三条特殊光线:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;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变。
凹透镜的三条特殊光线:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的光线的反向延长线过焦点;射向焦点的光线经凹透镜折射后,将平行于主光轴;过光心的光线传播方向不变。
5.【答案】
【解析】解:、所有通过透镜光心的光线都不会改变方向,故A正确;
B、过凸透镜焦点的光线通过凸透镜后将平行于主光轴射出,故B正确。
C、平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于焦点,故C正确。
D、光线无论通过凸透镜,还是通过凹透镜,光路都是可逆的,故D错误。
故选:。
光线过光心不改变方向。
过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在焦点上。
在光的反射和光的折射中光路是可逆的。
本题主要考查了凸透镜的三条特殊光线:过光心、过焦点、平行于主光轴的光线。掌握三条特殊光线对于凸透镜的作图非常有帮助。
6.【答案】
【解析】解:古人将冰磨成一种冰透镜,该透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,凸透镜使太阳光发生折射并会聚起来,从而能点燃艾草取火,故A正确,BCD错误。
故选:。
凸透镜使光发生折射,且凸透镜对光线具有会聚作用。
本题考查了凸透镜对光线的作用,属于基础知识。
7.【答案】
【解析】
【分析】
此题联系实际考查了凸透镜的会聚作用,物理知识渗透在生活的每个角落,同学们要注意思考、积累。因此在森林中旅游,导游向你建议,不要随意丢弃玻璃瓶,就是这个道理。
透明圆塑料瓶装水后,中间后而边缘薄,类似于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
【解答】
解:装有水的矿泉水瓶,其形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会造成焦点处的树叶燃烧,造成火灾;
故选:。
8.【答案】
【解析】解:玻璃砖可看成是两个凹透镜合在一起,仍然是一个凹透镜,平行光经过凹透镜折射后变为发散光束。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查凸透镜的会聚作用,凹透镜的发散作用。
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;凸透镜有实焦点;凹透镜有虚焦点。
对于凸透镜来说:平行于主光轴的光线会聚于焦点;过光心的光线传播方向不变。
【解答】
A. 凸透镜对光线有会聚作用,但光线通过凸透镜折射后不一定能会聚于焦点,只有平行于主光轴的光线才会会聚在焦点,故 A 错误;
B. 凸透镜和凹透镜都有焦点,凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,故 B 正确;
C. 凸透镜对所有光线都有会聚作用,故 C 错误;
D. 凹透镜对所有光线都有发散作用,故 D 错误。
故选B 。
10.【答案】
【解析】解:中间为“空气凹透镜”的玻璃砖可看作是两个凸透镜组合在一起了,而光线经过凸透镜后会变得会聚,经过两个凸透镜变得更加会聚。
故选:。
分析:可以看作是两个凸透镜组合在一起了,而凸透镜对光线有会聚作用。
本题容易答成是发散的,是由于没有看清题意中强调的是“空气凹透镜”的玻璃砖,这样的玻璃砖相当于两个凸透镜,对光线有会聚作用。
11.【答案】凸
【解析】解:
由图可知,是射向透镜的光线,经透镜后折射光线靠拢主光轴,所以该透镜对光线具有会聚作用,此透镜为凸透镜;
如图,平行主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点,焦距,可见,。
故答案为:凸;。
根据光线经透镜后是会聚了还是发散了判定透镜的种类;
平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点,焦点在点的右侧,进而判定和焦距的关系。
本题考查了透镜对光线的作用和凸透镜的三条特殊光线,属于基础题目。
12.【答案】;
【解析】解:
由题知,当用眼睛观察镜子时,光束似乎是从处发散开来的,则凸透镜的焦点在平面镜前面,
而物体在平面镜中成像时,物像关于平面镜对称,根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点,如图所示:
光束会聚处和点的距离;
焦距是焦点到光心的距离,则凸透镜的焦距:。
故答案为:;。
眼睛观察镜子时,感到光束是在点发出的,根据物像关于平面镜对称,可以确定凸透镜焦点的位置,从而判断光束会聚处和点的距离。凸透镜的焦距。
本题关键是根据平面镜成像特点判断凸透镜焦点的位置。
13.【答案】会聚 发散
【解析】解:因凸透镜对光线有会聚作用,而凹透镜对光线有发散作用。
故答案为:会聚,发散。
凸透镜是中间厚、边缘薄,凹透镜是中间薄,边缘厚,
凸透镜对光线有会聚作用,而凹透镜对光线有发散作用。
本题主要考查的是凸透镜和凹透镜对光线的作用。
14.【答案】凸透镜 会聚
【解析】解:因为瓶内灌了雨水后,瓶中水的形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会造成树叶燃烧,造成火灾。
故答案为:凸透镜;会聚。
透明圆塑料瓶装水后,中间厚而边缘薄,类似于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
此题联系实际考查了凸透镜的会聚作用,物理知识渗透在生活的每个角落,同学们要注意思考、积累。因此在森林中旅游,导游向你提醒不要随意丢弃玻璃瓶,就是这个道理。
15.【答案】材料 材料;越厚的
【解析】解:
、两个凸透镜的材料不同,而凹凸程度相同,由图可知两凸透镜的焦距不同,由此可见凸透镜的焦距和凸透镜的材料有关。
、两凸透镜凹凸程度不同,材料相同,由图可知凸透镜的焦距不同,由此可见凸透镜的焦距和凸透镜的凹凸程度有关,凸透镜越凸或厚,焦距越小。
16.【答案】 材料相同的凸透镜,凸起程度越大,焦距越小 蓝
【解析】解:
由图甲可知,第一次测得凸透镜的焦距为。由表中第、次的实验数据可知,材料相同的凸透镜,凸起程度越大,焦距越小。用红光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,红光较蓝光偏折程度小,故红光入射时焦距大,蓝光入射时焦距小。
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