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第1节 透镜
第五章 透镜及其应用
1.如图所示的透镜中,属于凸透镜的是________,从形状上看,它们的共同特点是________________;属于凹透镜的是_________,从形状上看,它们的共同特点是__________________。
①③⑤
中间比边缘薄
中间比边缘厚
②④⑥
解析:
从透镜形状判断透镜种类,不是看透镜表面是凸还是凹,关键是看透镜中间与边缘的厚度关系。凡中间比边缘厚的都是凸透镜,凡中间比边缘薄的都是凹透镜。①③⑤透镜中间比边缘厚,所以是凸透镜;②④⑥透镜中间比边缘薄,所以是凹透镜。
2.如图5-1-2所示是某设计师设计的一个球形透镜太阳能系统,通过透镜聚光之后
再发电。此透镜是一个( )
A.凸透镜,对光具有会聚作用
B.凸透镜,对光具有发散作用
C.凹透镜,对光具有会聚作用
D.凹透镜,对光具有发散作用
解析:
由题意可知,通过透镜聚光之后再发电,则该透镜对光具有会聚作用。由凸透镜对光具有会聚作用、凹透镜对光具有发散作用可知,此透镜是一个凸透镜。故选A。
A
3.(易错题)一束光在空气中经凸透镜折射后,下列说法正确的是( )
A.一定是平行光束
B.一定是会聚光束
C.折射光束比原来光束会聚些
D.一定是发散光束
解析:凸透镜对光有会聚作用,一束光在空气中经凸透镜折射后一定比原来的光束会聚些,但不一定是会聚光束,有可能是平行光束,也有可能是发散光束。
C
注意:凸透镜对光的会聚作用是指折射光线相对于入射光线而言更偏向主光轴,而不是指折射光线是会聚光束。
4.(20-21·聊城临清期末)雨过天晴后,在天空中会形成美丽的彩虹,这是
_________现象。如果晴天强太阳光照射到装有水的纯净水瓶时,纯净水瓶
对光线有_______作用,从而使局部温度过高,引起枯叶着火。因此我们在
游玩时要注意保护环境。
解析:
雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散。下雨时,雨水流入纯净水瓶,容易形成中间厚、边缘薄的水凸透镜;水凸透镜对太阳光有会聚作用,从而使局部温度过高,容易点燃枯叶,发生火灾。
光的色散
会聚
5.想用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光,应把小灯泡放在图中的( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
D
解析:
在凸透镜的三条特殊光线中,过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;当把发光体放在凸透镜的焦点上时,发出的光经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴,故应将小灯泡放在d点。
方法技巧:
凸透镜对光有会聚作用,能使平行于主光轴的光会聚于焦点上,根据光路的可逆性,当把一个点光源放在凸透镜的焦点上时,它发出的光经凸透镜折射后变成平行于主光轴的光。这是获取平行光的一种方法。
6.在利用光具座进行凸透镜成像的实验中,如图所示,一束平行于凸透镜主光
轴的光线通过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。该凸透镜
的焦距是_______cm。
11.0
7.(20-21·滨州滨城区期末)请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。
解析: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。
8. (20-21·聊城冠县期末) 请你完成图中的光路图。
解析: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;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
9.(20-21·潍坊安丘期末)如图所示,F1代表凸透镜的两个焦点,F2代表凹透镜
的两个焦点,请画出光线从凸透镜的左侧焦点射向凸透镜折射后,再射向凹透
镜折射后的光路图。
解析:通过凸透镜左侧焦点F1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凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过凹透镜左侧的焦点F2。
10.如图所示,虚线框内为透镜,两束光经过透镜折射后的出射光如图所示。甲、
乙两图中的虚线框内( )
A. 甲、乙都为凸透镜
B. 甲、乙都为凹透镜
C. 甲为凹透镜,乙为凸透镜
D. 甲为凸透镜,乙为凹透镜
D
解析:一束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了,另一束经过乙透镜后折射光线变得发散了,因此甲是凸透镜,乙是凹透镜。故选D。
11.如图所示,将凸透镜正对太阳光,其下方的白纸上呈现一个光斑,这时光斑
到凸透镜的距离为20 cm。若在凸透镜远离白纸的过程中光斑一直变大,则凸
透镜的焦距( )
A.一定大于20 cm
B.一定等于20 cm
C.一定小于20 cm
D.可能小于20 cm,也可能大于20 cm
C
12.很多人喜欢在汽车的中控台上放置香水,其实这是非常危险的。香水的主要
成分是易燃酒精,下列所示的四瓶相同的香水,透明的玻璃瓶盖形状各异,
其中在阳光下最容易引发火灾的是( )
B
解析:最容易在阳光下引发火灾的应该是B瓶,因为B瓶的玻璃瓶盖相当于凸透镜,对光有会聚作用,最容易在阳光下引发火灾。
13.(20-21·滨州惠民期末)如图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其
中凹透镜的是( )
A.甲、乙、丙
B.甲、乙、丁
C.乙、丁
D.甲、乙、丙、丁
B
解析:
从图所示的四个图中光线通过透镜的情形可知,甲、乙、丁的折射光线相对于入射光线是发散的,所以都是凹透镜;只有丙折射光线变得会聚了,是凸透镜,故选B。
14.玻璃砖中有一气泡,其剖面如图所示,图中的平行光线经过玻璃砖
后将会( )
A.平行射出 B.会聚
C.发散 D.全部反射回来
C
解析:
如果不对图片进行分析,很容易误选B,因为凸形气泡不是玻璃元件,故它不是凸透镜;玻璃砖被气泡分成两部分,这两部分都是中间薄、边缘厚,都是凹透镜,对光有发散作用,因此平行光经过玻璃砖后,会变得发散,故选C。
15.(易错题)如图所示,虚线框内为一透镜,MN为透镜的主光轴,O是透镜的光心,a和b
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.透镜是凸透镜,距离OP小于焦距
B.透镜是凸透镜,距离OP大于焦距
C.透镜是凹透镜,距离OQ小于焦距
D.透镜是凹透镜,距离OQ大于焦距
A
解析:由通过透镜之后的光线与透镜之前的光线相比可知,光线a和b经透镜折射后都偏向主光轴方向,即透镜起了会聚作用,所以虚线框中的透镜是凸透镜;过a、b光线的入射点作一条平行于主光轴的光线,它经过透镜后的折射光线与主光轴的交点就是凸透镜的焦点,该焦点应当在P、Q两点间,即焦距大于OP而小于OQ,故A正确。
注意:同一凸透镜(或凹透镜)的同一位置对不同方向光线的会聚(或发散)能力是相同的,也就是说各条光线经凸透镜同一位置折射后折射光线比原入射光线偏向主光轴的程度相同,各条光线经凹透镜同一位置折射后折射光线比原入射光线偏离主光轴的程度相同。
16.(2021·青岛市北区模拟)下列是光通过透镜前、后的光路图,正确的是( )
A
解析: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,故A正确;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,故B错误;这条入射光线不属于凹透镜的特殊光线,经凹透镜后应该变得远离主光轴,故C错误;通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,故D错误。
17.(20-21·潍坊寿光期末)请在图中画出入射光线经凸透镜折射及再经平面镜
反射后的光路图。
解析:过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,入射到平面镜上;过入射点垂直于镜面画出法线,图中入射角为90°-45°=45°,再根据反射角等于入射角画出反射光线。