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第6节 透镜和视觉
第1课时 透镜
基础聚焦
1、如图所示,下列透镜中属于凸透镜的是（ ）
A B C D
2、下列光学元件中对光有会聚作用的是（ ）
①小孔 ②平面镜 ③凹面镜 ①凸面镜 ⑤凹透镜 ⑥凸透镜
A、①③⑥ B、①④⑥ C、③⑥ D、③⑤
3、早在我国西汉时期成书的《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”下列与该记载一致的光路图是（ ）
A B C D
4、如果把一个玻璃球分割成五块,其截面如图所示,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、c D、d
5、如图所示,将透镜置于太阳光下,另一侧的纸上会形成光斑,说明（ ）
A、该光斑是由光的反射形成的
B、该光斑一定在透镜的焦点上
C、该光斑由光的直线传播形成的
D、此类透镜对光有会聚作用
6.晴朗的夏日中午,往树或花的叶子上浇水,常会把叶子烧焦,其原因是（ ）
A、水滴蒸发,带走叶子的热量
B、水滴在阳光下温度升高,把叶烫焦
C、水滴容易透过阳光
D、水滴会使阳光会聚,把叶子烧焦
7、夏令营活动中,小华和同学们准备游览森林公园,刚走进园内,一幅醒目的告示牌出现在他们眼前,“为了防止森林火灾,请不要随地丢弃透明的饮料瓶!”小华思考了片刻,就明白了其中的道理：一旦雨水进入饮料瓶后,饮料瓶就相当于一个 ,对太阳光有 作用,可能会导致易燃物着火。
8、完成下列光路图。
（2） （3）
（4） （5） （6）
思维拓展
9、由于下雨,一透明塑料薄膜的顶棚积满了水(如图所示)。下列关于它的说法正确的是（ ）
A、这些水构成了一个凹透镜,对光线有发散作用
B、这些水构成了一个凸透镜,对光线有会聚作用易引起火灾
C、透镜应当由透明固体制成,水不可能起到透镜作用
D、水的上表面是平的,因此不可能起到凸透镜的作用
10、现有五种光学元件如图甲所示,对图乙的光路图,方框中可放入的元件为（ ）
A、2或4 B、1或5 C、1或3或5 D、2或3或4
11、如图所示,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射,观察试管下方的白纸,可以发现空气泡下方处的白纸较暗,这是因为太阳光射向空气泡和水如同射向 透镜一样,射出光线会 (选填“发散”或“会聚”)。
12、如图所示,一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在图中画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线,并标出反射角的度数。
13、某科学学习小组,选择如图甲所示的四个透镜进行探究实验(其中①②和③④是两组形状相同的凸透镜)：
(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”,小组同学应选择图甲中的凸透镜 _______(填序号)做实验；器材确定后,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,如图乙的a、b所示。比较两次实验的现象,可以得到的结论：凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越 。
(2)如果选择①②两个凸透镜,他们还可以探究凸透镜的焦距大小与 的关系。
创新应用
14、实验一：如图甲所示,拿一个凸透镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧来回移动,直到纸上得到最小、最亮的光斑,用直尺测量出光斑到凸透镜的距离。
实验二：拿一个凹透镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧来回移动,仿照图甲做实验。根据上述实验完成下列题目：
甲 乙
(1)实验一中最小最亮的光斑是凸透镜的 ；一个凸透镜有 个焦点,它们位于凸透镜的两侧。用直尺量得的距离叫 ；这个实验说明了凸透镜对光有 作用。如图乙所示是微型手电筒所用的小灯泡,小灯泡前端的A部分相当于 ,从A处射出的光为 (选填“发散”“平行”或“会聚”)光线,这种小灯泡的灯丝位于A的 处。
(2)实验二中纸上 (选填“能”或“不能”)得到最小,最亮的光斑,这个现象说明了凹透镜对光有 作用。
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第6节 透镜和视觉
第1课时 透镜
基础聚焦
1、如图所示,下列透镜中属于凸透镜的是（▲）
A B C D
【答案】C
【解析】根据凸透镜和凹透镜定义进行判断：中间比边缘厚的透镜是凸透镜；中间比边缘薄的透镜是凹透镜。
【分析】判断透镜是凸透镜还是凹透镜有多种方法：根据定义判断；根据成像情况进行判断；根据对光线的作用进行判断。
【详解】由图知，C中透镜中间比边缘厚是凸透镜，A、B、D中透镜中间比边缘薄是凹透镜。故选：C。
2、下列光学元件中对光有会聚作用的是（▲）
①小孔 ②平面镜 ③凹面镜 ①凸面镜 ⑤凹透镜 ⑥凸透镜
A、①③⑥ B、①④⑥ C、③⑥ D、③⑤
【答案】C
【解析】【分析】【详解】凸透镜可以透过光线，对光有会聚作用；凹透镜可以透过光线，对光有发散作用。平面镜可以反射光线；凹面镜可以反射光线，而且对光有会聚作用；凸面镜可以反射光线，并使光线发散；因此，对光起会聚作用的是凸透镜、凹面镜。故选C。
3、早在我国西汉时期成书的《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”下列与该记载一致的光路图是（▲）
A B C D
【答案】A
【解析】【分析】【详解】把冰磨制成凸透镜，让太阳光通过凸透镜，太阳光将会聚在焦点，从而使焦点处温度升高，如果在焦点处放些易燃物质，易燃品就会燃烧起来，从而取火。这是利用了凸透镜的会聚作用。A图中平行光经凸透镜会聚于焦点，故A符合题意。B图中平行光经凹透镜后折射光线的反向延长线过焦点，故B不符合题意。C图中过焦点的光线经凸透镜后变成平行光，故C不符合题意。D图中延长线过焦点的光线经凹透镜后变成平行光，故D不符合题意。故选A。
4、如果把一个玻璃球分割成五块,其截面如图所示,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、c D、d
【答案】B
【解析】凸透镜中间比边缘厚，对光线有会聚作用；凹透镜中间比边缘薄，对光线有发散作用。
【分析】本题考查了凸透镜和凹透镜对光线的作用，属于基础知识，要熟记。
【详解】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。
5、如图所示,将透镜置于太阳光下,另一侧的纸上会形成光斑,说明（▲）
A、该光斑是由光的反射形成的
B、该光斑一定在透镜的焦点上
C、该光斑由光的直线传播形成的
D、此类透镜对光有会聚作用
【答案】D
【解析】（1）所谓会聚和发散都是相对于原来的光线而言的，与原来的光线相比，向中间聚集了，就是会聚，反之就是发散；（2）凸透镜的光心到焦点的距离称之为焦距；（3）凸透镜矫正远视眼，凹透镜矫正近视眼。
【分析】此题考查了光的折射、光线的会聚、发散作用的判断等知识点，是一道基础题目。
【详解】A、据图可知，该装置是透镜，所以光斑是由于光的折射形成的，故A错误；B、由于不知道该光斑是不是最小、最亮的那一点，所以不能确定该点是否是焦点，故B错误；CD、太阳光对着凸透镜时，才会形成光斑，而凹透镜不会形成光斑，因此该透镜为凸透镜，对光线有会聚作用，这是光线发生折射形成的，故C错误、D正确；故选：D。
6.晴朗的夏日中午,往树或花的叶子上浇水,常会把叶子烧焦,其原因是（▲）
A、水滴蒸发,带走叶子的热量
B、水滴在阳光下温度升高,把叶烫焦
C、水滴容易透过阳光
D、水滴会使阳光会聚,把叶子烧焦
【答案】D
【解析】由于表面张力的作用，水在花或者草的叶子表面很容易形成圆形的水滴，而水滴的形状是凸透镜的形状，因此晶莹剔透的水滴就有了凸透镜的性质。理解凸透镜对光的会聚作用，水滴在此就起了凸透镜的作用。将小水滴与凸透镜的会聚作用联系在一起是解决此题的关键，与此类似的有，不要在森林里乱丢装有半瓶水的矿泉水瓶也是这个道理。
【分析】明确凸透镜对光的汇聚作用。
【详解】夏日的中午光线较强，太阳光含有的能量较多，在水滴凸透镜的汇聚下，能量更强，所以很容易把叶子烧焦。故选：D。
7、夏令营活动中,小华和同学们准备游览森林公园,刚走进园内,一幅醒目的告示牌出现在他们眼前,“为了防止森林火灾,请不要随地丢弃透明的饮料瓶!”小华思考了片刻,就明白了其中的道理：一旦雨水进入饮料瓶后,饮料瓶就相当于一个 ▲ ,对太阳光有 ▲ 作用,可能会导致易燃物着火。
【答案】凸透镜；会聚
【解析】解决此题要知道中间厚边缘薄的透镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。
【分析】此题考查了对凸透镜的认识及其作用，会利用凸透镜的特点解释一些自然现象。
【详解】因为瓶中进入水之后，瓶中的水形状是中间厚、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，会使树叶燃烧，造成火灾；故答案为：凸透镜；会聚。
8、完成下列光路图。
（2） （3）
（4） （5） （6）
【答案】如图所示：
【解析】【分析】【详解】略
思维拓展
9、由于下雨,一透明塑料薄膜的顶棚积满了水(如图所示)。下列关于它的说法正确的是（▲）
A、这些水构成了一个凹透镜,对光线有发散作用
B、这些水构成了一个凸透镜,对光线有会聚作用易引起火灾
C、透镜应当由透明固体制成,水不可能起到透镜作用
D、水的上表面是平的,因此不可能起到凸透镜的作用
【答案】B
【解析】【分析】【详解】透明塑料膜的顶棚上的积水中间厚，边缘薄，恰好形成了一个大的凸透镜，而此时太阳光通过这个凸透镜发生折射，使光线会聚，容易引发火灾，故B正确，ACD错误。故选：B。
10、现有五种光学元件如图甲所示,对图乙的光路图,方框中可放入的元件为（▲）
A、2或4 B、1或5 C、1或3或5 D、2或3或4
【答案】B
【解析】凸透镜是中间厚、边缘薄，而凹透镜是中间薄、边缘厚，同时凸透镜对光线有会聚作用，而凹透镜对光线有发散作用。
【分析】本题主要考查了凹透镜和凸透镜特点及凹透镜和凸透镜对光线作用的认识。
【详解】由图可以知道，此透镜是将光线发散了，所以是凹透镜，又因凸透镜本身的特点，所以1或5都为凹透镜，所以B选项是正确的。
11、如图所示,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射,观察试管下方的白纸,可以发现空气泡下方处的白纸较暗,这是因为太阳光射向空气泡和水如同射向 ▲ 透镜一样,射出光线会 ▲ (选填“发散”或“会聚”)。
【答案】凹；发散
【解析】（1）透明的材料都可以制成凸透镜和凹透镜，材料不同，对光线的作用是相同的。（2）中间比边缘薄的是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。
【分析】掌握透明的材料都可以制成凸透镜和凹透镜，透明的材料不同，但是对光线的作用是相同的。
【详解】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，故在气泡的下面对应的位置较暗。故答案为：凹；发散。
12、如图所示,一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在图中画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线,并标出反射角的度数。
【答案】如图所示
【解析】作出入射光线要根据：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点来作；作出反射光线要根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角来作；并根据反射光线与法线之间的夹角为反射角标出反射角，根据图示求出反射角。
【分析】凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；熟记反射定律的内容：射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角并会作图。
【详解】经凸透镜的折射光线过焦点，入射光线平行于主光轴画；过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，求出入射角为60°，则反射角为60°，在法线右侧作出反射光线，标出反射角如图：
13、某科学学习小组,选择如图甲所示的四个透镜进行探究实验(其中①②和③④是两组形状相同的凸透镜)：
(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”,小组同学应选择图甲中的凸透镜 ▲ (填序号)做实验；器材确定后,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,如图乙的a、b所示。比较两次实验的现象,可以得到的结论：凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越 ▲ 。
(2)如果选择①②两个凸透镜,他们还可以探究凸透镜的焦距大小与 ▲ 的关系。
【答案】（1）①③；小；（2） 材料
【解析】（1）①根据实验目的，按照控制变量法的要求，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，需使凸透镜的材料相同，弯曲程度不同；②结合ab两图，根据焦距的概念进行分析；（2）如果选择①②两个透镜，控制凸透镜的曲度相同，而材料不同，可用来探究焦距与材料的关系。
【分析】本题考查了焦距的定义、焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系以及控制变量法的运用等，同时要求学生具备一定的猜想推断能力。
【详解】（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，由图甲可知，①、③两凸透镜材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同，故应选择①、③两凸透镜进行实验；（2）由图乙的a、b可知，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越小；由图甲可知，①、②两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透镜材料的关系。故答案为：（1）①③；小；（2） 材料。
创新应用
14、实验一：如图甲所示,拿一个凸透镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧来回移动,直到纸上得到最小、最亮的光斑,用直尺测量出光斑到凸透镜的距离。
实验二：拿一个凹透镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧来回移动,仿照图甲做实验。根据上述实验完成下列题目：
甲 乙
(1)实验一中最小最亮的光斑是凸透镜的 ▲ ；一个凸透镜有 ▲ 个焦点,它们位于凸透镜的两侧。用直尺量得的距离叫 ▲ ；这个实验说明了凸透镜对光有 ▲ 作用。如图乙所示是微型手电筒所用的小灯泡,小灯泡前端的A部分相当于 ▲ ,从A处射出的光为 ▲ (选填“发散”“平行”或“会聚”)光线,这种小灯泡的灯丝位于A的 ▲ 处。
(2)实验二中纸上 ▲ (选填“能”或“不能”)得到最小,最亮的光斑,这个现象说明了凹透镜对光有 ▲ 作用。
【答案】（1）焦点；2；焦距；会聚；凸透镜；平行；焦点；（2）不能；发散
【解析】【分析】【详解】（1）实验一中最小最亮的光斑是凸透镜的焦点；一个凸透镜有两个焦点，它们位于凸透镜的两侧；凸透镜的焦点到光心的距离叫焦距；故用直尺量得的距离叫焦距；这个实验能将平行于主光轴的光线会聚于一点，说明了凸透镜对光有会聚作用。由图乙中微型手电筒所用的小灯泡，小灯泡前端的A部分相当于凸透镜，从A处射出的光为平行光线，这种小灯泡的灯丝位于A的焦点处。（2）实验二中使用的是凹透镜，纸上不能得到最小、最亮的光斑，这个现象说明了凹透镜对光有发散作用。故答案为：（1）焦点；2；焦距；会聚；凸透镜；平行；焦点；（2）不能；发散。
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