3.5 奇妙的透镜
知识点 1 透镜的相关概念
1.一些透镜的截面如图示,在这些透镜中:
A B C D E
(1)属于凸透镜的是 ,它们外形的共同特点是 。
(2)属于凹透镜的是 ,它们外形的共同特点是 。
2.(1)如图示,图中O点是凸透镜的 ,F点是凸透镜的 ,f叫做凸透镜的 ,MN叫做凸透镜的 。
(2)如图示,图中O点是凹透镜的 ,F点是凹透镜的 ,凹透镜有两个虚焦点;f叫做凹透镜的 ,MN叫做凹透镜的 。
知识点 2 透镜对光的作用
3.凸透镜对光有 作用,凹透镜对光有 作用。
4.如图示是德国设计师设计的一个球形透镜太阳能系统,通过球形透镜聚光之后再发电。此透镜是一个 ,对光线具有 作用。
知识点 3 三条特殊光线
5.(1)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过 ;平行于主光轴的光线,经凹透镜折射后发散,折射光线的 过凹透镜的虚焦点。
(2)经凸透镜焦点的光线,经凸透镜折射后 于主光轴射出;射向凹透镜的光线,若其延长线过 ,则该光线经凹透镜折射后 于主光轴射出。
(3)通过光心的光线经凸透镜(或凹透镜)后,传播方向 。
6.如图示,F和O分别为凸透镜的焦点和光心,请在图中分别作出三条入射光线经过凸透镜后的折射光线。
7.如图示,请在图中作出两条入射光线经凹透镜后的折射光线。
知识点 4 测量凸透镜的焦距
8.[2019·盐城]小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。如图示的操作中最合理的是 ( )
9.[2019·湘西州]某同学把一个凸透镜正对着太阳光,再把一张白纸放在它的另一侧,适当调整位置后,在白纸上出现了一个最小、最亮的光斑,经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20 cm,则该凸透镜的焦距为 cm。
10.如图果把一个玻璃球分割成五块,其截面如图示,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
11.如图所示,小明将水滴滴在透明玻璃纸上,透过水滴观察报纸上的字,发现变大了,这个水滴相当于一个凸透镜,若通过“嫦娥一号”把它带到太空中,水滴由于不受重力,会变得如图图乙所示,则在太空中,该水滴透镜 ( )
A.焦距不变
B.焦距会变长
C.对光线的偏折能力增强
D.对光线的偏折能力减弱
12.小明同学利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他注意到让凸透镜正对太阳光,但没有仔细调节纸片与透镜之间的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离L,那么凸透镜的实际焦距 ( )
A.一定小于LB.一定大于L
C.可能等于LD.可能小于L,也可能大于L
13.在森林中旅游时,请不要随意丢弃饮料瓶。因为饮料瓶内进水后,相当于一个 镜,对太阳光有 作用,容易引发火灾。
14.为了进行光学实验,物理课外小组的同学在老师的指导下自制了一个平行光源。如图所示,在硬圆纸筒的一端安装一个 镜,纸筒的另一端安装一个可在筒内前后移动的灯泡。调节灯泡位置,当灯泡位于 处时,从筒内射出的灯光可认为是平行光。
15.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 (选填“平行”“会聚”或“发散”)。
16.在如图所示的光路图中,分别填入合适的透镜,其中对光有会聚作用的是图 。
17.请在中画出两条光线经过凹透镜后的折射光线。
考|题|展|示
18.[2020·淮安]将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面,在高脚杯前方观察到的现象如图图乙所示,此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个 ( )
A.凸透镜 B.凹透镜 C.凸面镜 D.凹面镜
19.[2020·威海]如图所示,一条入射光线过凹透镜光心,一条折射光线与主光轴平行,请将光路图补画完整。
20.[2020·铁岭]如图所示,水平台上点光源S发出的一条光线经竖直放置的平面镜反射,再经凸透镜折射后,平行于凸透镜的主光轴射出。请在图中画出点光源S,并完成光路图。
1.(1)A、B、D 中间比边缘厚
(2)C、E 中间比边缘薄
2.(1)光心 焦点 焦距 主光轴
(2)光心 虚焦点 焦距 主光轴
3.会聚 发散
4.凸透镜 会聚 由题意可知,通过透镜聚光之后再发电,则该透镜对光线有会聚作用,由凸透镜对光线有会聚作用可知,此透镜是一个凸透镜。
5.(1)焦点 反向延长线
(2)平行 虚焦点 平行
(3)不变
6.如图图所示
7.如图图所示
8.C 利用会聚太阳光的方法测焦距时,要将凸透镜正对着太阳光,太阳光经凸透镜后将会聚在焦点,所以把白纸(光屏)置于凸透镜另一侧,改变白纸与凸透镜间的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑便为焦点,测出光斑到凸透镜的距离,即为凸透镜的焦距。
9.20
10.B 由图知,玻璃a、c、e、d都是中间厚、边缘的凸透镜,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。
11.C 水滴相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,经透镜折射后,折射光线将向主光轴方向偏折;凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关,通过“嫦娥一号”把它带到太空中,水滴由于不受重力,会变得如图图乙所示,则凸透镜变凸,折射能力变强,由于凸透镜折射能力变强,则焦距会变小,故C正确,A、B、D错误。
12.D 太阳光可以看作平行光,因此,太阳光经凸透镜折射后能会聚在焦点处,纸片放在焦点前、后,均会形成稍大的光斑。因此凸透镜的焦距可能大于L,也可能小于L。
13.凸透 会聚
14.凸透 凸透镜焦点 由凸透镜的光学特点可知,过凸透镜焦点射向凸透镜的光线,折射光线将平行于主光轴射出,所以在纸筒的一端需要安装一个凸透镜,纸筒的另一端安装一个可在筒内前后移动的灯泡。调节灯泡,当灯泡位于凸透镜焦点处时,从筒内射出的灯光可认为是平行光。
15.发散
16.如图图所示 丙、丁
17.如图图所示
18.A 玻璃杯中有水的这一部分中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜。
19.如图图所示
20.如图图所示