课时提升作业
透 镜
(30分钟 40分)
一、选择题(本大题共4小题,每小题3分,共12分)
1.(2013·徐州中考)如图是把一副眼镜放在太阳光下,在地面上看到的情形。由此可以判断镜片是( )
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A.凸面镜 B.凹面镜
C.凸透镜 D.凹透镜
【解析】选D。本题考查凸透镜和凹透镜的区分。由图可见,阳光通过眼镜形成的光斑中间较四周暗,对光线起发散作用,因此是凹透镜。故选D。
2.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( )
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A.a B.b C.c D.d
【解析】选B。凹透镜对光有发散作用,凹透镜是中间薄、边缘厚的透镜,a、c、d、e为凸透镜,故选B。
3.一种手电筒上所用的聚光电珠如图所示,其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜,为了使灯丝发出的光经凸透镜后变成平行光,应把灯丝放在( )
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A.焦点处 B.焦点以内
C.焦点以外 D.任意位置
【解析】选A。此题以日常生活中的聚光电珠 ( http: / / www.21cnjy.com )作为研究对象,将物理知识应用到现实生活中,激发了学生的学习兴趣。根据凸透镜对光的会聚作用,结合光路的可逆性可知,从焦点发出的光经凸透镜折射后将平行于主光轴,所以选A。
4.关于透镜,下列说法中不正确的是( )
A.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
B.凹透镜对光线有发散作用,但通过凹透镜的光线也可能会聚在一点
C.凸透镜对光线有会聚作用,因此通过凸透镜的光线都一定会聚在一点
D.平行于主光轴的光线,通过凸透镜后一定经过焦点
【解析】选C。本题考查对透镜焦点的理解和透 ( http: / / www.21cnjy.com )镜对光线的作用。凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,故A项说法正确。凹透镜对光线有发散作用,但通过凹透镜的光线也可能会聚在一点,故B项说法正确。根据光路的可逆性,放在凸透镜焦点上的点光源,它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴,故C项说法错误。凸透镜对光线有会聚作用,只有平行于主光轴的光线才能会聚于焦点,故D项说法正确。故选C。
二、填空题(本大题共2小题,每空2分,共10分)
5.雨过天晴时,蔬菜塑料大棚的积水窝相当于 ( http: / / www.21cnjy.com )一个 镜,此时为防止阳光灼伤蔬菜,菜农总是及时将积水除掉,这是因为凸透镜对阳光有
作用。
【解析】本题考查凸透镜的应 ( http: / / www.21cnjy.com )用。雨过天晴时,蔬菜塑料大棚的积水窝形状是中间厚、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,会灼伤蔬菜。
答案：凸透 会聚
6.如图所示,让凸透镜正对着太阳光,拿 ( http: / / www.21cnjy.com )一张白纸在它的另一侧来回移动,在白纸上能得到一个最小、最亮的光斑,这个光斑所在位置就是凸透镜的 ,该凸透镜的焦距是 cm;凸透镜的焦距是表示凸透镜会聚光线能力的一个物理量,另有两个直径相同的凸透镜,它们的焦距分别为4 cm和6 cm,那么焦距为 cm的凸透镜对光线的会聚能力强一些。
【解析】本题考查凸透镜的焦点和焦距 ( http: / / www.21cnjy.com )的理解。太阳光通过凸透镜后形成一个最小、最亮的光斑,说明凸透镜对光线有会聚作用,这个最小、最亮的光斑所在的位置就是凸透镜的焦点;焦点到凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距,由图可知该凸透镜的焦距是11.0 cm;由于凸透镜的焦距越小,对光的会聚作用越强,所以焦距为4 cm的凸透镜对光线的会聚能力强一些。
答案：焦点 11.0 4
三、作图题(本大题共2小题,共8分)
7.(4分)如图所示,通过凸透镜焦点的光线AO,经过凸透镜沿OB方向射出,作出该凸透镜和焦点F的位置。(保留作图痕迹)
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【解析】本题考查对凸透镜的特殊光线的理解。与OB平行画出透镜的主光轴,与AO的交点F就是凸透镜的焦点,再过折射点的位置画出凸透镜。
答案：如图所示
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8.(4分)(2013·朝阳中考) ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示,平行于主光轴的光经凸透镜折射后射向一平面镜,人在平面镜前看到光好像是从镜后的M点发出的,作出光经凸透镜折射后又被平面镜反射的光路,并标出凸透镜右焦点F。
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【解析】平面镜前的人看到经平面镜反射后的光束 ( http: / / www.21cnjy.com )好像是从平面镜后的M点射出,则M为经凸透镜的折射光线与主光轴交点F的像,作M关于平面镜的对称点F,即凸透镜的焦点,平行主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,据此画出折射光线,得出入射点,再根据反射后的光束好像是从平面镜后的M点射出画出反射光线。
答案：如图所示
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四、实验探究题(10分)
9.(2013·南通中考) ( http: / / www.21cnjy.com )在利用太阳光测量凸透镜的焦距后,小华将凸透镜正对着太阳,发现把火柴头放在凸透镜焦点处一段时间后,火柴会被点燃,他想进一步探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同,和同学们讨论后,他们提出了以下三种猜想：
猜想1：凹透镜也能点燃火柴。
猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关。
猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关。
(1)根据所学知识,他们 ( http: / / www.21cnjy.com )经过讨论,判断“猜想1”是错误的,你认为他们判断的依据是 。
(2)为了验证“猜想2”是否正确,他们 ( http: / / www.21cnjy.com )选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验,发现火柴被点燃的时间基本相等,这说明“猜想2”是 的。
(3)请设计一个简单实验,验证“猜想3”是否正确,简述你的实验方案。
简要做法： ;
如何判断： 。
【解析】本题考查凸透镜、凹透镜对光线的 ( http: / / www.21cnjy.com )作用和探究实验的方法。(1)由于凹透镜对光线有发散作用,不能把太阳光会聚于一点,所以不能点燃火柴。(2)选择直径相同而焦距不同的凸透镜实验时发现火柴点燃的时间基本相等,说明点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距无关,即“猜想2”是错误的。(3)由控制变量法可知：用焦距相同而直径不同的凸透镜做实验,测量火柴被点燃的时间。如果各次测量的火柴被点燃的时间不等,则“猜想3”正确,反之则错误。
答案：(1)凹透镜对太阳光线有发散作用,不能点燃火柴
(2)错误 (3)用焦距相同而直径 ( http: / / www.21cnjy.com )不同的凸透镜做实验,测量火柴被点燃的时间 如果各次测量的火柴被点燃的时间不等,则“猜想3”正确,反之则错误
【培优训练】
1.(2014·江苏省无锡市滨湖中学期末 ( http: / / www.21cnjy.com ))在一个不透明的木板上,钻一个小孔。用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围,如图所示。在小孔中嵌入一定形状的玻璃制品,可以扩大观察范围。则下图中的四个截面中能够获得最大观察范围的是
( )
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【解析】选D。本题考查透镜对光线的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用。如甲图为没有任何光学元件,直接通过小孔看到的范围。如乙图,小孔内放入玻璃砖,光线要从小孔左侧进入右侧眼睛,经过两次折射,光线才能进入人的眼睛,人眼看到的范围稍微增大。如丙图,小孔内放入凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,能使会聚光线提前会聚,光线进入人的眼睛,观察到的范围变窄。如丁图,小孔内放入凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,凹透镜使光线推迟会聚,光线进入人的眼睛,观察到的范围变宽。乙图和丁图观察范围都变宽,由于玻璃砖两次折射后的光线与原始光线是平行的,要使光线进入人的眼睛,观察到的范围只是稍微增大。凹透镜的发散作用越强,观察到的范围越大。故选D。
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2.小明有三个凸透镜,它们用同种材料制成,形状如图甲所示。
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(1)你猜想它们的焦距是否相同 如果不同,你认为哪个焦距大,哪个焦距小
(2)请设计实验证明你的猜想：简要写出实验步骤,画出记录实验数据的表格。
(3)如图乙所示是小明根据实验观察画出的三组光路图,根据这个实验记录,你可以得到什么结论
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【解析】本题主要考查了影响凸透镜焦距大 ( http: / / www.21cnjy.com )小的因素。(1)因为三个凸透镜,它们用同种材料制成,形状不同,可以猜想：它们的焦距会不相同;透镜表面凸起的程度大的凸透镜的焦距就小,即A的焦距大,C的焦距小。(2)因为测量凸透镜的焦距时是使凸透镜正对太阳,纸放在透镜后面,与透镜平行,并前后移动,直到在纸上出现一个最小最亮的光斑为止。量出这时光斑与透镜间的距离,就约等于凸透镜的焦距。所以,需要分别测出三个凸透镜的焦距,具体做法是①让凸透镜正对太阳,纸放在透镜后面,与透镜平行,并前后移动,直到在纸上出现一个最小最亮的光斑为止。量出这时光斑与透镜间的距离,就是凸透镜的焦距。②比较三个凸透镜的焦距,看猜想是否正确。记录实验数据的表格如下：
凸透镜 A B C
焦距
(3)根据三组光路图可知：左边的凸透镜的焦距最大,右边的凸透镜的焦距最小。所以可得结论是同种材料制成的凸透镜,表面越凸,焦距越小。
答案：(1)不相同 A的焦距大,C的焦距小
(2)①让凸透镜正对太阳,纸放 ( http: / / www.21cnjy.com )在透镜后面,与透镜平行,并前后移动,直到在纸上出现一个最小最亮的光斑为止。量出这时光斑与透镜间的距离,就是凸透镜的焦距。②比较三个凸透镜的焦距,看猜想是否正确。记录实验数据的表格如下：
凸透镜 A B C
焦距
(3)同种材料制成的凸透镜,表面越凸,焦距越小。练基础·达标检测
1.(2013·怀化中考)图中四种光学器件中,属于凸透镜的是( )
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【解析】选B。本题考查判断凸 ( http: / / www.21cnjy.com )透镜的方法,中间比边缘厚的透镜是凸透镜,A图透镜中间比边缘薄是凹透镜,B图透镜中间比边缘厚是凸透镜,C图是凹面镜,D图是平面镜,故选B。
【方法归纳】凸透镜和凹透镜的区分
(1)边缘薄、中间厚的是凸透镜,边缘厚、中间薄的是凹透镜。
(2)对光起会聚作用的是凸透镜,对光起发散作用的是凹透镜。
2.常言道,水火不相容,但用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火,这个器件相当于( )
A.平面镜 B.凸面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
【解析】选C。本题考查凸透 ( http: / / www.21cnjy.com )镜对光的会聚作用。把冰磨制成凸透镜的形状,然后把冰透镜正对太阳光,冰透镜能够把太阳光会聚在一点即焦点上,焦点处的温度很高,可以引燃其他物体,所以冰透镜相当于一个凸透镜。
3.林雨在森林公园游玩时,看到一个丢弃的透 ( http: / / www.21cnjy.com )明塑料瓶。她想到,如果下雨使瓶中进了水,就可能会成为森林火灾的元凶。于是她捡起瓶子丢进了垃圾筒。这其中引起火灾的主要原因是( )
A.盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜,对光线有会聚作用
B.盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜,对光线有发散作用
C.盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜,对光线有会聚作用
D.盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜,对光线有发散作用
【解析】选A。本题考查凸透镜对光线有会聚作用 ( http: / / www.21cnjy.com )的理解。盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜,可以将射来的太阳光会聚在一点上,会聚点的温度比较高,可能会引起火灾。故选A。
4.(2013·海南中考)如图所示的光路图中,正确的是( )
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【解析】选C。本题考查透镜的作图。凹透镜对光 ( http: / / www.21cnjy.com )线具有发散作用,而图A、B凹透镜使光线会聚,故A、B错误;凸透镜对光线具有会聚作用,而图D使光线发散,故D错误。平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上的焦点,故C正确。
5.如图是微型手电筒所用的小灯泡,小灯泡前端的A部分相当于 ,对光有 作用。
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【解析】本题考查凸透镜在生活 ( http: / / www.21cnjy.com )中的应用。小灯泡前端的A部分设计成中间厚、边缘薄的形状,相当于一个凸透镜,对光有会聚作用,从而使手电筒在使用时亮度增加。
答案：凸透镜 会聚
6.如图,夜晚把桌子放在电灯下面 ( http: / / www.21cnjy.com ),在桌面上放一张白纸,然后把凹透镜放在白纸上。当逐渐向上移动凹透镜时,可以观察到：通过凹透镜的光束在白纸上所形成的光斑的面积会随着凹透镜移动而逐渐变 ,光斑的亮度则逐渐变 。(均选填“大”或“小”)
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【解析】凹透镜对光线有发散作用。电灯射出的 ( http: / / www.21cnjy.com )光线经过凹透镜的折射变得更发散,从而在纸上形成一个光斑。当逐渐向上移动凹透镜时,从凹透镜射出的光线更发散,所以纸上的光斑更大,光线越分散,光斑的亮度就越小。
答案：大 小
7.(2014·江苏宝应县联考)在图中分别画出对应的折射光线。
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【解析】本题考查透镜的光路图的画法。首 ( http: / / www.21cnjy.com )先观察入射光线或折射光线的特点,然后再根据凸透镜或凹透镜的三条特殊光线来作图。过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴;平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后,折射光线反向延长线通过焦点。
答案：如图所示
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【易错警示】作图时有些同学容易将两 ( http: / / www.21cnjy.com )透镜中平行于主光轴的光线和过焦点的光线经透镜折射后混淆,解答这类问题的关键是对凸透镜和凹透镜三条特殊光线的折射规律熟练掌握,可结合光路可逆的原理对比记忆理解。
8.(2013·内江中考)如图所示,已给出了入射光线和折射光线,请在方框内画出合适的透镜。
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【解析】本题考查根据光路图判断透 ( http: / / www.21cnjy.com )镜的种类。甲图折射光线与入射光线相比,向主光轴方向偏折,光线会聚了,故填入凸透镜;乙图折射光线与入射光线相比,远离主光轴偏折,光线发散了,故填入凹透镜。
答案：如图所示
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9.将一个大烧杯倒扣在桌面上,里边充以烟雾,用手电筒通过杯底自上而下照射,调节手电筒的聚光圈,使通过烟雾的光成粗细均匀的柱形光束(图甲)：
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(1)烧杯底上放一个凸透镜,观察到的现象如图乙所示,说明凸透镜对光有
作用。
(2)烧杯底上放一个凹透镜,观察到的现象如图丙所示,说明凹透镜对光有
作用。
【解析】(1)比较甲、乙两图可知,甲图 ( http: / / www.21cnjy.com )中手电筒的聚光圈通过烧杯底自上而下照射,光成粗细均匀的柱形光束,乙图中柱形光束在杯中会聚了,因为乙图中杯底放了一个凸透镜,说明凸透镜对光有会聚作用。
(2)比较甲、丙两图可知,丙图中柱形光束发散了,丙图中杯底上放了一个凹透镜,说明凹透镜对光有发散作用。
答案：(1)会聚 (2)发散
【试题备选】不同凸透镜对光的折射程度是不同的,即每个凸透镜的焦距是不一定相同的,焦距即是透镜焦点到光心的距离。
(1)焦距的长短由凸透镜的什么因素决定呢
请猜想出三个因素： 、 、 。
(2)某同学用两个材料相同、凸面程 ( http: / / www.21cnjy.com )度一样,横截面积不同的凸透镜会聚太阳光,测量得出会聚点到光心的长度都是10cm。你根据这个情况,可推测：
。
(3)某同学再用两个材料相同、横截面 ( http: / / www.21cnjy.com )积相同、但凸面程度不相同的凸透镜会聚太阳光,测量较凸的凸透镜会聚点到光心的长度是5cm,而较平的那个凸透镜会聚点到光心的长度是8cm。你根据这个情况,可推测： ________________
。
【解析】本题考查控制变量法的应用。(1 ( http: / / www.21cnjy.com ))第二小题是探究凸透镜的焦距和凸透镜横截面积的关系;第三小题是探究凸透镜的焦距和凸面程度的关系;由此可猜想凸透镜的焦距可能和凸透镜的凸面程度和横截面积有关;还可以猜想焦距的长短与凸透镜的材料有关。
(2)控制了同种材料、相同的凸面程度,而横截面积是不同的;测量出凸透镜的焦距相同,也就说明了凸透镜的焦距和凸透镜的横截面积是无关的。
(3)控制了同种材料、相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的横截面积,不同的凸面程度;测量较凸的那个凸透镜焦距为5cm,而较平的那个凸透镜焦距为8cm。由此得出：凸透镜的焦距和凸透镜的凸面程度有关,凸面程度越大,焦距越小。
答案：(1)材料 凸面程度 横截面 ( http: / / www.21cnjy.com )积 (2)凸透镜的焦距和凸透镜的横截面积无关 (3)凸透镜的焦距和凸透镜的凸面程度有关,凸面程度越大,焦距越小
【一点通】找找你容易错在哪里
如图所示,画出两条光线通过凹透镜后的光线。
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【学生自答】
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或
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【教师点评】
①错误：平行于主光轴的光线通过凹透镜后折射光线错误：折射光线的反向延长线应经过入射侧的虚焦点;②正确。
【正确作图】
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