3 凸透镜成像练习卷
一.选择题(共25小题)
1.如图所示,遮光板A与光屏B平行放置且相距为d。在A的中央挖一直径为d1的圆孔,并在孔内嵌人与孔等大的薄透镜L。现有一束平行光束垂直照射遮光板,在光屏上形成了一个直径为d2的圆形光斑,则该透镜的焦距大小不可能为( )
A. B. C. D.
2.如图所示,纸筒底部中心开一小孔,纸筒开口端蒙一半透明纸做光屏,将点燃的蜡烛放在纸筒前,此时在光屏上恰能观察到清晰的烛焰的像S1;在图示情景中,若在底部中心开一个大孔,并在大孔处嵌入一合适的凸透镜也恰能在光屏上呈现清晰的像S2,S2与S1相比( )
A.更亮更小 B.更暗更小 C.更亮等大 D.更亮更大
3.如图所示,一束光线射向O处的光学元件后会聚于主光轴上的S2点,去掉光学元件后,光线会聚于S1点,则该元件一定是( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.无法判断
4.要使光线发生如图所示的偏折,可供选用的光学元件有:①平面镜;②凸透镜;③凹透镜。能达成该目标的光学元件有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
5.如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P′点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在如图2的四种表示中,正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.如图所示,有一塑石英正方体,内有一空气层,当一束平行光垂直通过石英正方体时,光在空气层中发生的现象是( )
A.光束在空气层中将变的发散
B.光束在空气层中将变的会聚
C.光束在空气层中传播方向不会发生变化
D.光束在空气层中将发生反射
7.如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会( )
A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定
8.如图所示,属于凹透镜的是( )
A.①②③ B.①②④⑤ C.①③⑤ D.②④⑥
9.如图所示,属于凹透镜的是( )
A.①③⑤ B.①②③ C.②④⑥ D.②④⑤⑥
10.在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜,两束光通过透镜前后的方向如图所示,则( )
A.甲为凹透镜,乙为凸透镜
B.甲为凸透镜,乙为凹透镜
C.甲、乙都为凸透镜
D.甲、乙都为凹透镜
11.单反相机镜头由多种光学器件组成,其中较为重要的是透镜组,如图所示透境组中属于凹透镜的是( )
A.① B.② C.③ D.④
12.如图所示,将一副眼镜放到太阳光下,依据地面上观察到的现象,可以判断镜片是( )
A.玻璃镜 B.平面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
13.小文利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示,他让凸透镜正对阳光,但纸板上的最小光斑却不易确定。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8cm和14cm,则凸透镜的焦距是( )
A.8cm B.11cm C.14cm D.22cm
14.将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,如图所示,这时光斑到凸透镜的距离为8cm。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( )
A.一定小于8cm
B.一定等于8cm
C.一定大于8cm
D.可能小于8cm,也可能大于8cm
15.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB。已知OA=6cm,该凸透镜的焦距可能是( )
A.f=2cm B.f=5cm C.f=7cm D.f=9cm
16.正午时,太阳光直射在水平地面,取一圆形薄透镜正对阳光,在距透镜15cm的地面上得到一个光斑,其直径是透镜直径的一半,若将透镜向上移动少许,光斑变小。透镜的焦距是( )
A.5cm B.10cm C.15cm D.30cm
17.如图所示漫画中,小松鼠在树上玩得正欢,见小狐狸急匆匆从树下跑过,小松鼠感到奇怪。关于小狐狸是否撒谎的判断,下列说法正确的是( )
A.小狐狸撒谎,矿泉水瓶不可能引起火灾
B.透明矿泉水瓶中有水时,相当于一个凹透镜,可以使附近的草木着火,引发火灾,故小狐狸没有撒谎
C.透明矿泉水瓶中有水时,相当于一个凸透镜,可以使附近的草木着火,引发火灾,故小狐狸没有撒谎
D.无法判断小狐狸是否在撒谎
18.一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分,下列说法正确的是( )
A.①②都是凸透镜
B.①③对光具有会聚作用
C.②③对光具有发散作用
D.只有①对光具有会聚作用
19.放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源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.凸透镜只对平行于主光轴的光线起会聚作用
C.通过凸透镜后的光线是发散的,因此凸透镜的作用是对光线起发散作用
D.通过凸透镜后的折射光线更靠近主光轴,仍然是一种会聚现象
20.如图所示,向透明塑料袋内吹气后,将袋口扎紧,再在袋口下挂一重物,将它放入盛水的玻璃容器中,就成了一个“空气透镜”。当平行光束射到这个“空气透镜”上时,射出的激光束将成为( )
A.会聚光束 B.发散光束 C.平行光束 D.不能确定
21.如果把一个玻璃球分割成五块,其截面如图,再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下,那么能使光线发散的是( )
A.a B.b C.d D.都不行
22.如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,AB是放在凸透镜前的物体,A'B'是AB经凸透镜所成的像、下列四个关于AB所成像的示意图中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
23.要使光线发生如图所示的偏折,提供的光学元件有平面镜、凸透镜和凹透镜三种,你认为可以实现上述要求的光学元件有( )
A.一种 B.二种 C.三种 D.无
24.如图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中是凸透镜的( )
A.只有a和c B.只有b和c C.只有c D.a、b和d
25.如图所示,L1为入射光线,L2为出射光线,在图中添加一个合理的光学器件可为( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.前三者均可
二.多选题(共1小题)
(多选)26.如图是平行于主光轴光线经过两个不同的凸透镜会聚形成,下列说法正确的是( )
A.凸透镜表面越凸,焦距越短
B.凸透镜表面越凸,焦距越长
C.凸透镜表面越凸,对光的会聚作用就越弱
D.凸透镜表面越凸,对光的会聚作用就越明显
三.填空题(共16小题)
27.烈日下,汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干,否则阳光经过小水珠后会聚到一点,使该点位置上的物体温度升高可能导致火灾。这是由于小水珠相当于一个 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),对太阳光有 (选填“会聚”或“发散”)作用。
28.如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上在与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其它部分竟有一条试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于 透镜,而气泡与周边的水组成 透镜,如果把白纸从贴近试管向下移动到较远处,亮线的粗细将 (选填“变粗”“变细”“先变粗再变细”“先变细再变粗”)。
29.如图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中一个透镜对光线起的作用与另外三个不同,这个透镜的图是 (选填“a”、“b”、“c”、“d”),它对光线起 作用。
30.香水的主要成分是易燃酒精。如图所示为一瓶香水,a、b是香水中的两点,则a点处香水的压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)b点处香水的压强;透明玻璃瓶盖相当于一个 (选填“凸透”或“凹透”)镜,太阳出来后,它对光线有 作用,可能会引发火灾。
31.小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,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,其操作正确的是 (选择“A”或“B”)。透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中,形成甲光斑的是 (选填“凸”或“凹”)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,你认为该透镜 (选填“一定”“可能”或“一定不”)是凹透镜。
32.小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,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(d1<d<d2)。其中,形成甲光斑的是 (选填“凸”或“凹”)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,由此小明判断此透镜 (选填“一定”“可能”或“一定不”)是凹透镜。
33.如图是利用太阳光来测量某凸透镜的焦距的照片,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为l。小明认为凸透镜的焦距一定大于l,那么,小明的推断 (选填“合理”或“不合理”);为了检验小明的推断是否正确,可将凸透镜向下方的纸张慢慢移近,若观察到纸上呈现的光斑 (选填“变大”、“变小”或“不变”),则其推断是正确的。
34.如图所示,一束平行光经过凸透镜后,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知,凸透镜对光线具有 作用,它的焦距是 cm。
35.如图甲所示冬冬在探究光的色散现象时看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。冬冬对产生这一现象的原因进行了思考,受此启发,在测量凸透镜的焦距时,冬冬想:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴入射,凸透镜对红光、紫光的焦距是不同的,凸透镜对 色光的焦距小。如图乙所示凸透镜的焦距f= 毫米。
36.小明用两个焦距不同的凸透镜,分别观察同一课本上的文字。当凸透镜到课本的距离相等时,看到如图甲、乙两种不同的像,甲图中凸透镜的焦距为f甲,乙图中凸透镜的焦距为f乙,那么f甲 f乙(选填“<”“>”或“=”)。
37.(1)小明在判别直径相同的两透镜的类型时,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(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的 是凸透镜,形成乙光斑的 是凹透镜(以上选填“一定”、“可能”或“一定不”)。
(2)小华在测量凸透镜的焦距f时,将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一光斑时,测得光斑到透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,则l f(选填“大于”、“等于”或“小于”);小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处,在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中,纸上的光斑大小将 (“变大”或“变小”或“不变”)。
38.如图甲,将凸透镜正对着太阳光,前后移动纸片得到最小最亮的光点,测得光点到凸透镜中心的距离是5cm。该光点是凸透镜对光的 作用形成的,凸透镜的焦距是 cm.如图乙所示,一束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点,取走透镜后光线相交于B点,则该透镜是 透镜。
39.放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光,通过凸透镜后的光路如图所示,说明凸透镜对光有 作用,若要获得一束平行光,应将S移至 位置,若要获得S的实像,应将S移至 位置(后两空选填“焦点”、“焦点以内”或“焦点以外”)。
40.在一个空的透明饮料瓶(瓶身呈圆柱状)内封闭一支铅笔将瓶子横着按入面盆里的水面下,人眼从水面上观察瓶中的铅笔会发现铅笔 (选填“变粗”“变细”或“不变”),此时的成像原理与 成像原理类似(选填“防盗门上的猫眼”、“幻灯机”、“放大镜”或“照相机”)。
41.请在图中作出已知的一条入射光线经凹透镜折射和平面镜反射的光路图。
42.小强做了一个使如图光路图成立的光学实验,你认为他实验时在虚线框中放入的透镜应该是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),你判断的依据是折射光线相对于原传播方向 (选填“靠近”或“远离”)主光轴。
四.作图题(共10小题)
43.如图所示凸透镜主光轴与水面相平,F是凸透镜的焦点,一束与水面平行的光射到凸透镜上,经凸透镜折射后在水面发生反射和折射。请大致画出经过透镜后的折射光线和进入水中的折射光线。
44.请画出图中入射光线经过凸透镜后的光线。
45.请在图中补画出穿过透镜的光线。
46.如图,请画出平行于主光轴及过光心O点的两条入射光线经凸透镜后的折射光线.
47.如图所示,光源S发出的一条光线SA经平面镜反射后经过凸透镜左侧焦点。请你画出:
(1)光源S在平面镜中像的位置;
(2)光线SA经平面镜反射和凸透镜折射后完整的光路图。
48.图1为存在视力缺陷的人眼成像光路图。请在图2虚线框内画出能对其进行纠正的透镜。
49.如图所示,ab为光线经平面镜反射后的光线,F为凹透镜的焦点请画出:
①光线ab的入射光线;②光线ab经凹透镜后的折射光线;③标出入射角的度数。
50.请在如图的方框内画出合适的光学元件。
51.小静在玩耍时透过爷爷的老花眼镜看到了小玩偶的像,请你在图中作光路图确定玩偶S点所成像S′的位置。图中O为老花镜的光心,F为其焦点。
52.如图,请完成光路图。
五.实验探究题(共2小题)
53.小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
(1)如图甲所示,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,由此可知,凸透镜的焦距是 cm。
(2)实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上,比较规范的是 (填选项前的字母)。
A.将三者分散排列,然后用目测的方法调节
B.将三者靠拢,然后用目测的方法调节
(3)为了方便从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较 (粗糙/光滑)的玻璃板。
(4)如图乙所示,用该凸透镜做成像实验,把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置,移动光屏,在光屏上形成清晰的像。若撤去光屏,人眼在图乙所示的位置 (能/不能)观察到蜡烛的像;当给凸透镜戴上近视眼镜后,为使光屏上再次呈清晰像,应将光屏向 (左/右)移动。
(5)另一物理学习小组,选择如图丙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a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,分别经过两凸透镜后会聚于焦点处,如图b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”。
54.透镜是重要的光学元件,分为凸透镜和凹透镜。
(1)焦距标志着透镜对光的 ;
(2)同学们用凸透镜正对太阳光的办法点燃酒精棉;
①放好酒精棉后,移动凸透镜直至太阳光经透镜后在酒精棉上形成 的光斑;
②若在同样环境下,放好酒精棉,选用图中哪个凸透镜更容易点燃酒精棉,说明理由。(忽略光从透镜传播到酒精棉过程中的能量损失)
六.解答题(共1小题)
55.在测量凹透镜焦距时,用一束平行于凹透镜主光轴的光线,射向嵌入挡板中直径为d的凹透镜上,在光屏上形成一个直径为D的圆形光斑,测得光屏到凹透镜的距离为L;如图所示,请推导凹透镜的焦距:f=。
3 凸透镜成像同步练习卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共25小题)
1.如图所示,遮光板A与光屏B平行放置且相距为d。在A的中央挖一直径为d1的圆孔,并在孔内嵌人与孔等大的薄透镜L。现有一束平行光束垂直照射遮光板,在光屏上形成了一个直径为d2的圆形光斑,则该透镜的焦距大小不可能为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:设薄透镜的焦距为f,
(1)当薄透镜为凸透镜时,且透镜的焦点在光屏B的左侧时,如图所示:
由于△OCD∽△OEF,则根据相似三角形的知识识可知:
=,
解得透镜焦距的大小为:f=;故A有可能;
(2)当薄透镜为凸透镜时,且透镜的焦点在光屏B的右侧时,如图所示:
由于△OCD∽△OEF,则根据相似三角形的知识可知:
=,
解得透镜焦距的大小为:f=,故D有可能;
(3)当薄透镜为凹透镜时,如图所示:
,
由于△OCD∽△OEF,则根据相似三角形的知识可知:
=,
解得:透镜焦距的大小为f=;故C有可能。
综上可知B不可能。
故选:B。
2.如图所示,纸筒底部中心开一小孔,纸筒开口端蒙一半透明纸做光屏,将点燃的蜡烛放在纸筒前,此时在光屏上恰能观察到清晰的烛焰的像S1;在图示情景中,若在底部中心开一个大孔,并在大孔处嵌入一合适的凸透镜也恰能在光屏上呈现清晰的像S2,S2与S1相比( )
A.更亮更小 B.更暗更小 C.更亮等大 D.更亮更大
【解答】解:由题意可知,第一次通过小孔成的像属于小孔成像,是光沿直线传播形成的倒立、缩小的实像。
第二次换上凸透镜后,由于物距大于像距,烛焰经凸透镜也是成倒立、缩小的实像。由于凸透镜的直径更大,经凸透镜折射的光更多,所以像S2比S1更亮,
同时,由于两次的物距和像距都不变,则像的大小是相等的。故只有选项C正确。
故选:C。
3.如图所示,一束光线射向O处的光学元件后会聚于主光轴上的S2点,去掉光学元件后,光线会聚于S1点,则该元件一定是( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.无法判断
【解答】解:
由题意可知,束光线射向O处的光学元件后会聚于主光轴上的S2点,光线通过的此光学元件发生了折射,应为透镜;
没有光学元件光线会聚于S1点,有光学元件时聚于主光轴的S2,说明光线经过透镜后远离主光轴,即光学元件对光线有发散作用,该元件为凹透镜。
故选:C。
4.要使光线发生如图所示的偏折,可供选用的光学元件有:①平面镜;②凸透镜;③凹透镜。能达成该目标的光学元件有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【解答】解:从下面的光路图可以看出,凸透镜、凹透镜和平面镜都可使光的方向发生图中的改变。如图所示:
故选:D。
5.如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P′点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在如图2的四种表示中,正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【解答】解:由题知,P′是P点经凸透镜所成的实像,那么由P点发出的光经凸透镜折射后一定过像点P',由图2知,甲图正确,乙、丙、丁错误。
故选:A。
6.如图所示,有一塑石英正方体,内有一空气层,当一束平行光垂直通过石英正方体时,光在空气层中发生的现象是( )
A.光束在空气层中将变的发散
B.光束在空气层中将变的会聚
C.光束在空气层中传播方向不会发生变化
D.光束在空气层中将发生反射
【解答】解:(1)由于空气层的形状中央薄,边缘厚,所以其周围的石英是中央厚,边缘薄,这样空气层两边的石英就构成了两个凸透镜。
(2)当平行光无论是从左边进入还是从右边进入石英正方体,都会经过凸透镜会聚,从而在空气层中形成一个会聚光束。
综上分析故选:B。
7.如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会( )
A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定
【解答】解:如果同学们不对图片进行分析,很容易选B,这是错误的,因为凸形气泡不是玻璃元件,故它不是凸透镜.这是一块玻璃砖被气泡分成两部分,这两部分都是中间薄,边缘厚,是凹透镜.因此对照过去的平行光有发散作用,所以C是正确的.
故选:C.
8.如图所示,属于凹透镜的是( )
A.①②③ B.①②④⑤ C.①③⑤ D.②④⑥
【解答】解:图中的②④⑥,都是中间薄、边缘厚,都属于凹透镜;而①③⑤都是中间厚、边缘薄,都属于凸透镜,故ABC错误,D正确。
故选:D。
9.如图所示,属于凹透镜的是( )
A.①③⑤ B.①②③ C.②④⑥ D.②④⑤⑥
【解答】解:图中的②④⑥,都是中间薄边缘厚,都是叫凹透镜;而①③⑤都是中间厚边缘薄,都属于凸透镜,故ABD错误,C正确。
故选:C。
10.在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜,两束光通过透镜前后的方向如图所示,则( )
A.甲为凹透镜,乙为凸透镜
B.甲为凸透镜,乙为凹透镜
C.甲、乙都为凸透镜
D.甲、乙都为凹透镜
【解答】解:两束光通过甲后折射光线变的发散了,所以甲是凹透镜;
通过乙后折射光线变的会聚了,所以乙是凸透镜。
故选:A。
11.单反相机镜头由多种光学器件组成,其中较为重要的是透镜组,如图所示透境组中属于凹透镜的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【解答】解:中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜,中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜,图中②是凹透镜,故B正确,ACD错误。
故选:B。
12.如图所示,将一副眼镜放到太阳光下,依据地面上观察到的现象,可以判断镜片是( )
A.玻璃镜 B.平面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
【解答】解:将眼镜放到太阳光下,由图知,阳光通过眼镜形成的光斑四周亮、中间暗,说明该眼镜对光线起发散作用,所以是凹透镜。
故选:D。
13.小文利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示,他让凸透镜正对阳光,但纸板上的最小光斑却不易确定。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8cm和14cm,则凸透镜的焦距是( )
A.8cm B.11cm C.14cm D.22cm
【解答】解:只有在焦点处得到的光斑最小、最亮,在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。由图可知在焦点的前后等距的地方关于焦点对称,所以两次成等大光斑的位置到凸透镜中心的距离为8cm和12cm,焦点就在两个位置的中点,即凸透镜的焦距8cm+(14cm﹣8cm)=11cm。
故选:B。
14.将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,如图所示,这时光斑到凸透镜的距离为8cm。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( )
A.一定小于8cm
B.一定等于8cm
C.一定大于8cm
D.可能小于8cm,也可能大于8cm
【解答】解:纸上呈现一个并非最小的光斑,该光斑不是凸透镜的焦点;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不等于8cm;
由题知,凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦点在光斑之前,因此f一定小于8cm。
故选:A。
15.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB。已知OA=6cm,该凸透镜的焦距可能是( )
A.f=2cm B.f=5cm C.f=7cm D.f=9cm
【解答】解:根据题意AO<OB可知,A点成像在B点,像距大于物距,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像。因为OA=6cm,则f<6cm<2f,由此可得 3cm<f<6cm,故B符合题意、ACD不符合题意。
故选:B。
16.正午时,太阳光直射在水平地面,取一圆形薄透镜正对阳光,在距透镜15cm的地面上得到一个光斑,其直径是透镜直径的一半,若将透镜向上移动少许,光斑变小。透镜的焦距是( )
A.5cm B.10cm C.15cm D.30cm
【解答】解:
凸透镜对光线有会聚的作用;最小、最亮的光斑就是该凸透镜焦点的位置,焦点到透镜光心的距离就是焦距,在距透镜15cm的地面上得到一个光斑,说明太阳光经凸透镜未过焦点会聚的,或已过焦点会聚的光斑,将透镜向上移动少许,光斑变小,说明太阳光经凸透镜是没过焦点会聚的光斑,光斑的直径是透镜直径的一半,说明太阳光经凸透镜形成的光斑是焦距一半,即焦距是2×15cm=30cm,如下图所示:
故选:D。
17.如图所示漫画中,小松鼠在树上玩得正欢,见小狐狸急匆匆从树下跑过,小松鼠感到奇怪。关于小狐狸是否撒谎的判断,下列说法正确的是( )
A.小狐狸撒谎,矿泉水瓶不可能引起火灾
B.透明矿泉水瓶中有水时,相当于一个凹透镜,可以使附近的草木着火,引发火灾,故小狐狸没有撒谎
C.透明矿泉水瓶中有水时,相当于一个凸透镜,可以使附近的草木着火,引发火灾,故小狐狸没有撒谎
D.无法判断小狐狸是否在撒谎
【解答】解:盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜,对光具有会聚作用,可以将射来的太阳光会聚在一点上,会聚点的温度比较高,引起附近的草木着火,引发森林火灾,故只有C项说法正确。
故选:C。
18.一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分,下列说法正确的是( )
A.①②都是凸透镜
B.①③对光具有会聚作用
C.②③对光具有发散作用
D.只有①对光具有会聚作用
【解答】解:由图可知,①③中间厚边缘薄,属于凸透镜,对光具有会聚作用;②中间薄边缘厚,属于凹透镜,对光线具有发散作用。
综上分析可知,选项ACD错误、B正确。
故选:B。
19.放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源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.凸透镜只对平行于主光轴的光线起会聚作用
C.通过凸透镜后的光线是发散的,因此凸透镜的作用是对光线起发散作用
D.通过凸透镜后的折射光线更靠近主光轴,仍然是一种会聚现象
【解答】解:A、凸透镜又叫会聚透镜,可以对光线起会聚作用,故A错误;
B、凸透镜不只是对平行于主光轴的光线起会聚作用,对其他光线也有会聚作用,故B错误;
C、通过凸透镜后的光线发散程度比原来小,因为凸透镜的作用是对光线起会聚作用,故C错误;
D、如果不经过凸透镜,光线将沿着红色光线的方向射出,当经过凸透镜后的光线发散程度比原来小。仍然是会聚的一种现象,如下图所示:
故D正确。
故选:D。
20.如图所示,向透明塑料袋内吹气后,将袋口扎紧,再在袋口下挂一重物,将它放入盛水的玻璃容器中,就成了一个“空气透镜”。当平行光束射到这个“空气透镜”上时,射出的激光束将成为( )
A.会聚光束 B.发散光束 C.平行光束 D.不能确定
【解答】解:如果同学们不对图片进行分析,很容易选A,这是错误的,因为凸形气泡不是玻璃元件,故它不是凸透镜。以空气为标准,可以把它分解为两个“水凹透镜”。是中间薄,边缘厚。因此对照过去的平行光有发散作用,所以B是正确的。
故选:B。
21.如果把一个玻璃球分割成五块,其截面如图,再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下,那么能使光线发散的是( )
A.a B.b C.d D.都不行
【解答】解:由图知:玻璃a、c、e、d都是中间厚,边缘薄,是凸透镜,能使光线会聚,不符合题意;
而玻璃b是中间薄,边缘厚,是凹透镜,能使光线发散,符合题意;
故选:B。
22.如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,AB是放在凸透镜前的物体,A'B'是AB经凸透镜所成的像、下列四个关于AB所成像的示意图中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:A点射出的光线有无数条,其中有一条平行于主光轴的光线(蓝色的线条),经凸透镜折射后过焦点。还有一条过凸透镜的光心不改变方向的光线(粉红色线条),两条折射光线会聚于像点A'。
同理,B'点射出的光线有无数条,其中有一条平行于主光轴的光线(蓝色的线条),经凸透镜折射后过焦点。还有一条过光心不改变方向的光线(红色线条),两条折射光线会聚于像点B'。
连接A'B'就是AB的像。
故选:D。
23.要使光线发生如图所示的偏折,提供的光学元件有平面镜、凸透镜和凹透镜三种,你认为可以实现上述要求的光学元件有( )
A.一种 B.二种 C.三种 D.无
【解答】解:从下面的光路图可以看出,凸透镜、凹透镜和平面镜都可使光的方向发生图中的改变。如图所示:
故选:C。
24.如图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中是凸透镜的( )
A.只有a和c B.只有b和c C.只有c D.a、b和d
【解答】解:从四束光线通过透镜的情形可知,a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的,所以都是凹透镜;只有c,折射光线相对于入射光线是会聚的,是凸透镜。
故选:C。
25.如图所示,L1为入射光线,L2为出射光线,在图中添加一个合理的光学器件可为( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.前三者均可
【解答】解:根据图中入射光线和出射光线的关系,有3种可能:
(1)若添加一个平面镜,先作出两条光线夹角的角平分线即为法线,再根据法线和平面镜垂直画出平面镜;
(2)根据凸透镜对光线的会聚作用,入射光线看做是平行于主光轴的一条光线,据此画出主光轴,出射光线就是过焦点的光线,据此画出凸透镜;
(3)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通过焦点,据此画出凹透镜;如图所示:
故选:D。
二.多选题(共1小题)
(多选)26.如图是平行于主光轴光线经过两个不同的凸透镜会聚形成,下列说法正确的是( )
A.凸透镜表面越凸,焦距越短
B.凸透镜表面越凸,焦距越长
C.凸透镜表面越凸,对光的会聚作用就越弱
D.凸透镜表面越凸,对光的会聚作用就越明显
【解答】解:AB、从图中可以看出,两种透镜及对平行光的会聚作用不同,即凸透镜的焦距与凸透镜的凸起程度有关,右边透镜的焦点靠近透镜,焦距越短,故A正确,B错误;
CD、从图中可以看出,右边透镜对光线的会聚作用明显,即凸透镜的焦距与凸透镜的凸起程度有关,凸透镜表面越凸,对光的会聚作用就越明显,故C错误,D正确。
故选:AD。
三.填空题(共16小题)
27.烈日下,汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干,否则阳光经过小水珠后会聚到一点,使该点位置上的物体温度升高可能导致火灾。这是由于小水珠相当于一个 凸透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),对太阳光有 会聚 (选填“会聚”或“发散”)作用。
【解答】解:在阳光下的水滴相当于一个小的凸透镜,凸透镜对光线有会聚的作用,阳光经过小水珠后会聚到一点,使该点位置上的物体温度升高可能导致火灾,从而伤害汽车的外表。
故答案为:凸透镜;会聚。
28.如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上在与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其它部分竟有一条试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于 凸 透镜,而气泡与周边的水组成 凹 透镜,如果把白纸从贴近试管向下移动到较远处,亮线的粗细将 先变细再变粗 (选填“变粗”“变细”“先变粗再变细”“先变细再变粗”)。
【解答】解:
(1)圆柱形试管充满水的地方,中间比边缘厚,是水凸透镜,因凸透镜对光线有会聚的作用,所以会聚成一条亮线。
(2)由于气泡的存在,气泡周边的水形成中间薄、边缘厚的凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,所以在气泡的下面对应的位置有黑影。
(3)亮线的位置相当于焦点的位置,如果把白纸从靠近试管向下移动过程中,经过焦点时亮线最细;从焦点处向下继续移动时,亮线变粗,是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。
故答案为:凸;凹;先变细再变粗。
29.如图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中一个透镜对光线起的作用与另外三个不同,这个透镜的图是 c (选填“a”、“b”、“c”、“d”),它对光线起 会聚 作用。
【解答】解:从四个光线通过透镜的情形可知,a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的,所以都是凹透镜;只有c的入射光线经透镜折射后,折射光线变得会聚了,所以是凸透镜,它对光线起会聚作用。
故答案为:c;会聚。
30.香水的主要成分是易燃酒精。如图所示为一瓶香水,a、b是香水中的两点,则a点处香水的压强 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)b点处香水的压强;透明玻璃瓶盖相当于一个 凸透 (选填“凸透”或“凹透”)镜,太阳出来后,它对光线有 会聚 作用,可能会引发火灾。
【解答】解:(1)因为液体压强随深度的增加而增大,而a点所处的深度小于b点所处的深度,故a点的压强小于b点的压强;
(2)因为透明玻璃瓶盖的形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用。
故答案为:小于;凸透;会聚。
31.小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,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,其操作正确的是 B (选择“A”或“B”)。透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中,形成甲光斑的是 凸 (选填“凸”或“凹”)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,你认为该透镜 可能 (选填“一定”“可能”或“一定不”)是凹透镜。
【解答】解:要辨别两个透镜的类型,应分别将它们正对太阳,即让凸透镜与太阳光垂直,由图可知,操作正确的是B;
因为凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,所以根据图示可知,甲一定是对光线起了会聚作用,而乙可能是对光线起了发散作用,也可能是光线经凸透镜会聚到焦点后,继续向前传播,形成放大的光斑,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,形成乙光斑的可能是凹透镜。
故答案为:B;凸;可能。
32.小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,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(d1<d<d2)。其中,形成甲光斑的是 凸 (选填“凸”或“凹”)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,由此小明判断此透镜 可能 (选填“一定”“可能”或“一定不”)是凹透镜。
【解答】解:因为凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,所以根据图示可知,甲一定是对光线起了会聚作用,而乙可能是对光线起了发散作用,也可能是光线经凸透镜会聚到焦点后,继续向前传播,形成放大的光斑,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,形成乙光斑的可能是凹透镜。
故答案为:凸;可能。
33.如图是利用太阳光来测量某凸透镜的焦距的照片,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为l。小明认为凸透镜的焦距一定大于l,那么,小明的推断 不合理 (选填“合理”或“不合理”);为了检验小明的推断是否正确,可将凸透镜向下方的纸张慢慢移近,若观察到纸上呈现的光斑 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”),则其推断是正确的。
【解答】解:将凸透镜正对太阳光,平行光平行于主光轴,当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,这个并非最小的光斑,可能在会聚成焦点之前,也可能在会聚焦点之后;如果并非最小的光斑在会聚成焦点之前,则凸透镜的焦距大于l;如果并非最小的光斑在会聚焦点之后,则凸透镜的焦距小于l,所以小明的推断不合理。
如果小明的推断是正确的,即凸透镜的焦距一定大于l,此光斑在焦点之前(如下图所示),当凸透镜靠近白纸时,相当于白纸靠近凸透镜,则由下图可知纸上呈现的光斑会变大。
故答案为:不合理;变大。
34.如图所示,一束平行光经过凸透镜后,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知,凸透镜对光线具有 会聚 作用,它的焦距是 10.0 cm。
【解答】解:由图知,平行光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光线具有会聚作用;
光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离为40.0cm﹣30.0cm=10.0cm,即凸透镜的焦距为10.0cm。
故答案为:会聚;10.0;
35.如图甲所示冬冬在探究光的色散现象时看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。冬冬对产生这一现象的原因进行了思考,受此启发,在测量凸透镜的焦距时,冬冬想:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴入射,凸透镜对红光、紫光的焦距是不同的,凸透镜对 紫 色光的焦距小。如图乙所示凸透镜的焦距f= 14.0 毫米。
【解答】解:根据三棱镜对光线的偏折知: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,所以紫光的焦距小;图乙中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光线具有会聚作用,光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以焦距为2.40cm﹣1.00cm=1.40cm=14.0mm。
故答案为:紫;14.0。
36.小明用两个焦距不同的凸透镜,分别观察同一课本上的文字。当凸透镜到课本的距离相等时,看到如图甲、乙两种不同的像,甲图中凸透镜的焦距为f甲,乙图中凸透镜的焦距为f乙,那么f甲 > f乙(选填“<”“>”或“=”)。
【解答】解:由图知,乙图像比甲图的像大,说明乙图物体更靠近凸透镜的焦点,即在物距不变的情况下,f甲>f乙。
故答案为:>。
37.(1)小明在判别直径相同的两透镜的类型时,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(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的 一定 是凸透镜,形成乙光斑的 可能 是凹透镜(以上选填“一定”、“可能”或“一定不”)。
(2)小华在测量凸透镜的焦距f时,将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一光斑时,测得光斑到透镜的距离为l,将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,则l 小于 f(选填“大于”、“等于”或“小于”);小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处,在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中,纸上的光斑大小将 变大 (“变大”或“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用,根据图示可知,甲一定是对光线起了会聚作用,而乙可能是对光线起了发散作用,也可能是形成放大的实像,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,形成乙光斑的可能是凹透镜;
(2)将白纸再远离透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,说明开始光屏在焦点前,后一次在焦点后,即l小于f,将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处时,光线通过凸透镜后是发散的,所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中,纸上的光斑大小将逐渐变大。
故答案为:(1)一定;可能;(2)小于;变大。
38.如图甲,将凸透镜正对着太阳光,前后移动纸片得到最小最亮的光点,测得光点到凸透镜中心的距离是5cm。该光点是凸透镜对光的 会聚 作用形成的,凸透镜的焦距是 5 cm.如图乙所示,一束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点,取走透镜后光线相交于B点,则该透镜是 凹 透镜。
【解答】解:
(1)太阳光近似平行光,将凸透镜正对着太阳光,即平行于凸透镜的主光轴,折射光线会聚于一点,这一点就是焦点,该凸透镜的焦距f=5cm;
(2)放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜,由此可知,该透镜对光线有发散作用;所以该透镜是发散透镜即凹透镜。
故答案为:会聚;5;凹。
39.放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光,通过凸透镜后的光路如图所示,说明凸透镜对光有 会聚 作用,若要获得一束平行光,应将S移至 焦点 位置,若要获得S的实像,应将S移至 焦点以外 位置(后两空选填“焦点”、“焦点以内”或“焦点以外”)。
【解答】解:(1)如果不经过凸透镜,光线将沿着红色光线的方向射出,当经过凸透镜后的光线发散程度比原来小。仍然是会聚的一种现象,如下图所示:
(2)由焦点发出的光线经凸透镜折射后平行射出,因此若要获得一束平行光,应将S移至焦点F的位置;
(3)由凸透镜成像规律可知,当u>f时,成实像,因此若要获得S的实像,应将S移至焦点以外位置。
故答案为:会聚;焦点;焦点以外。
40.在一个空的透明饮料瓶(瓶身呈圆柱状)内封闭一支铅笔将瓶子横着按入面盆里的水面下,人眼从水面上观察瓶中的铅笔会发现铅笔 变细 (选填“变粗”“变细”或“不变”),此时的成像原理与 防盗门上的猫眼 成像原理类似(选填“防盗门上的猫眼”、“幻灯机”、“放大镜”或“照相机”)。
【解答】解:将空的透明饮料瓶横着按入面盆里的水面下,此时瓶子和水相当于是一个凹透镜,铅笔反射的光线经过凹透镜时成正立、缩小的虚像。
防盗门上的猫眼就是凹透镜;幻灯机、放大镜或照相机利用的是凸透镜。
故答案为:变细;防盗门上的猫眼。
41.请在图中作出已知的一条入射光线经凹透镜折射和平面镜反射的光路图。
【解答】解:入射光线的延长线过凹透镜焦点,其折射光线平行于凹透镜的主光轴射出;
过入射点画出法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,在法线另一侧作出反射光线,如图所示:
42.小强做了一个使如图光路图成立的光学实验,你认为他实验时在虚线框中放入的透镜应该是 凹透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),你判断的依据是折射光线相对于原传播方向 远离 (选填“靠近”或“远离”)主光轴。
【解答】解:由图可知,经过透镜后的光线相对于原直线传播方向是远离凸透镜的主光轴的,变得发散了,故该透镜为凹透镜。
故答案为:凹透镜;远离。
四.作图题(共10小题)
43.如图所示凸透镜主光轴与水面相平,F是凸透镜的焦点,一束与水面平行的光射到凸透镜上,经凸透镜折射后在水面发生反射和折射。请大致画出经过透镜后的折射光线和进入水中的折射光线。
【解答】解:
(1)平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线过焦点;
(2)过入射点画出法线,根据折射角小于入射角在法线右侧的水中画出折射光线,如图所示:
44.请画出图中入射光线经过凸透镜后的光线。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。如图所示:
45.请在图中补画出穿过透镜的光线。
【解答】解:由图可知,入射光线平行于凹透镜的主光轴,折射光线会远离主光轴,折射光线的反向延长线通过焦点,如图所示:
46.如图,请画出平行于主光轴及过光心O点的两条入射光线经凸透镜后的折射光线.
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过凸透镜光心的光线传播方向不改变,如图所示:
47.如图所示,光源S发出的一条光线SA经平面镜反射后经过凸透镜左侧焦点。请你画出:
(1)光源S在平面镜中像的位置;
(2)光线SA经平面镜反射和凸透镜折射后完整的光路图。
【解答】解:(1)通过平面镜作出S的对称点S′,S′为光源S在平面镜中成的像;
(2)由于反射光线好像是从虚像上发出的,连接光源S的像与凸透镜左侧的焦点并延长,与平面镜的交点为入射点A,连接SA可得入射光线;
光线SA经平面镜反射后经过凸透镜左侧焦点,该光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
48.图1为存在视力缺陷的人眼成像光路图。请在图2虚线框内画出能对其进行纠正的透镜。
【解答】解:图1中的物体的像成在视网膜的前方,所以是近视眼,应用发散透镜来矫正,即用凹透镜矫正,如图所示:
49.如图所示,ab为光线经平面镜反射后的光线,F为凹透镜的焦点请画出:
①光线ab的入射光线;②光线ab经凹透镜后的折射光线;③标出入射角的度数。
【解答】解:
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;
先作出法线,反射光线ab与平面镜夹角为30°,则反射角等于90°﹣30°=60°,根据反射角等于入射角在法线的另一侧画出入射光线,如图所示:
50.请在如图的方框内画出合适的光学元件。
【解答】解:左图中折射光线比入射光线更加远离主光轴,所以该元件对光线有发散作用,因此是凹透镜。
右图中的光学元件不能使光线透过,但能改变光路,所以该元件是平面镜,如图所示
51.小静在玩耍时透过爷爷的老花眼镜看到了小玩偶的像,请你在图中作光路图确定玩偶S点所成像S′的位置。图中O为老花镜的光心,F为其焦点。
【解答】解:
由玩偶点S反射的光线,其中通过光心的光线经凸透镜传播方向不变,平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,这两条光线的反向延长线的交点为S的像点S′,如图所示:
52.如图,请完成光路图。
【解答】解:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;如图所示:
五.实验探究题(共2小题)
53.小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
(1)如图甲所示,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,由此可知,凸透镜的焦距是 10.00 cm。
(2)实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上,比较规范的是 B (填选项前的字母)。
A.将三者分散排列,然后用目测的方法调节
B.将三者靠拢,然后用目测的方法调节
(3)为了方便从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较 粗糙 (粗糙/光滑)的玻璃板。
(4)如图乙所示,用该凸透镜做成像实验,把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置,移动光屏,在光屏上形成清晰的像。若撤去光屏,人眼在图乙所示的位置 能 (能/不能)观察到蜡烛的像;当给凸透镜戴上近视眼镜后,为使光屏上再次呈清晰像,应将光屏向 右 (左/右)移动。
(5)另一物理学习小组,选择如图丙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a中的哪两个凸透镜做实验?答: A、C (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,分别经过两凸透镜后会聚于焦点处,如图b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, 焦距越小 。
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 材料 的关系”。
【解答】解:(1)由图甲知,焦点到凸透镜光心的距离为40.0cm﹣30.0cm=10.0cm,所以凸透镜的焦距为f=10.0cm;
(2)“调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上”的操作,比较规范的是将三者靠拢,然后用目测的方法调节,这样误差较小;
(3)为了从不同方向能观察光屏上的像,光屏应该发生漫反射,所以其表面应该是粗糙的;
(4)由图可知此时物距为u=18cm,这时f<u<2f,成倒立放大实像,当撤去光屏,由于实像是由实际光线会聚形成的,所以人眼睛在光屏右侧的位置能看到物体的实像;当给凸透镜戴上近视眼镜后,近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,则清晰的像在光屏右侧,所以光屏应向右移动才能呈现清晰的像;
(5)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,由图(a)可知,应选A、C;
由图(b)可知,凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越小;
②由图可知,A、B两个凸透镜球形表面弯曲程度相同,而材料不同,因此可以用它们探究:凸透镜的焦距大小与材料的关系。
故答案是:(1)10.0;(2)B;(3)粗糙;(4)能;右;(5)①A、C;凸透镜的焦距越小;②材料。
54.透镜是重要的光学元件,分为凸透镜和凹透镜。
(1)焦距标志着透镜对光的 折射本领 ;
(2)同学们用凸透镜正对太阳光的办法点燃酒精棉;
①放好酒精棉后,移动凸透镜直至太阳光经透镜后在酒精棉上形成 最小最亮 的光斑;
②若在同样环境下,放好酒精棉,选用图中哪个凸透镜更容易点燃酒精棉,说明理由。(忽略光从透镜传播到酒精棉过程中的能量损失)
【解答】解:(1)凸透镜对光线有会聚作用,如透镜其焦距越大,对光的偏折就越小,透镜焦距越小,对光的偏折就越大,因此焦距标志着透镜对光的折射本领;
(2)①凸透镜正对太阳光时,光线平行于主光轴,经凸透镜折射后得到最小最亮的点是凸透镜的焦点,在此处放上酒精棉,酒精棉会被点燃。
②选乙透镜,因为乙透镜比甲透镜的面积大,在相同的时间内,接收到的光能多,使酒精棉获得的内能增多,温度升高的快,容易达到燃点被点燃。
故答案为:(1)折射本领;(3)①最小最亮;②选乙透镜,因为乙透镜比甲透镜的面积大,在相同的时间内,接收到的光能多,使酒精棉获得的内能增多,温度升高的快,容易达到燃点被点燃。
六.解答题(共1小题)
55.在测量凹透镜焦距时,用一束平行于凹透镜主光轴的光线,射向嵌入挡板中直径为d的凹透镜上,在光屏上形成一个直径为D的圆形光斑,测得光屏到凹透镜的距离为L;如图所示,请推导凹透镜的焦距:f=。
【解答】解:
平行于凹透镜主光轴的光线,经凹透镜折射后变得发散,但其反向延长线过焦点;
将图中折射光线反向延长,与主光轴交于点F,则O、F之间的距离就是焦距f,如下图所示:
三角形A′B′F和三角形ABF相似,对应边成比例,
则有=,即=,
解得:f=。