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【核心素养】浙教版(2024版)八年级科学上册·分层练习
1.5 透镜和视觉(第1课时)
科学观念:认识这两种透镜,了解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距;知道凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
科学思维:利用光的折射规律,分析平行于玻璃三棱镜底边的光通过三棱镜以后的`光路,从理论上弄清凸透镜为什么对光线起会聚作用,凹透镜为什么对光起发散作用。
探究实践:经历探究凹透镜和凸透镜对光的作用的实验过程,培养学生动手、动脑、观察、分析问题的能力。
态度责任:通过区分凸透镜和凹透镜的过程,培养学生爱护光学仪器的好习惯;通过探究性学习活动,使学生获得成功的愉悦,乐于参与学习活动。
1.下列图属于凹透镜的是( )
A. B. C. D.
2.下列光学器具中,利用光的折射现象制成的是( )①放大镜②穿衣镜③后视镜④近视眼镜。
A.①与② B.②与③ C.①与③ D.①与④
3.太阳照射装有水的矿泉水瓶,引起车内饰起火,矿泉水瓶所起的作用相当于( )
A.凹面镜 B.凹透镜 C.平面镜 D.凸透镜
4.小明利用太阳光测量凸透镜焦距,下列操作最合理的是( )
A. B. C. D.
5.下列关于像的说法中正确的是( )
A.虚像能用光屏接收到 B.用眼睛观察到的像一定是虚像
C.实像是由实际光线会聚形成的,能用光屏接收到
D.虚像的形成遵循反射的规律,实像的形成遵循折射的规律
6.根据入射光线和折射光线,虚线框内的透镜正确的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
7.如图是口径和材料都相同的两个透镜,关于它们的焦点和折射光的能力,下列说法中正确的是( )
A.甲的焦距大,甲对光的折射能力强
B.甲的焦距大,乙对光的折射能力强
C.乙的焦距大,甲对光的折射能力强
D.乙的焦距大,乙对光的折射能力强
8.香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易引起光线会聚,在阳光下引发火灾的是( )
A. B. C. D.
9.一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.只有①对光具有会聚作用 B.①②对光具有会聚作用
C.②③对光具有发散作用 D.只有②对光具有发散作用
10.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,带走叶子上的热 B.水滴在阳光下温度升高,把叶子烫焦
C.水滴容易透过阳光 D.水滴会使阳光会聚,把叶子烧焦
11.关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光线有会聚作用,通过凸透镜的光线一定会聚到一点
B.凸透镜有两个虚焦点,凹透镜有两个实焦点
C.放在凹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
D.不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光线方向都不变
12.把一个透明且均匀的玻璃球切成a,b、c、d、e五块,其截面如图所示,其中能够使平行光发散的( )
A.只有b B.只有a、c、d、e C.只有a,b、c D.a、b、c、d、e均可
13.在研究透镜对光的作用时,小阳用光路图记录下一些现象,如图所示。下列解释正确的是( )
A.图甲中,折射光线相对入射光线的延长线更靠近主光轴,说明该透镜对光有会聚作用
B.图乙中,平行光通过透镜会聚于一点,这个点叫做该透镜的焦点
C.图丙中,只有在薄透镜主光轴上的光线,其传播方向才不会发生改变
D.图丁中,折射光线相对入射光线更加靠近主光轴,说明该透镜对光有会聚作用
14.图1表明,跟主轴平行的光通过凸透镜后会聚在主轴上的一点F,这个点叫做 。它到透镜光心O的距离叫做 。如果把小灯泡放在这一点,则射向凸透镜的光经透镜后将变为 光。图2表明凹透镜对光有 作用。
15.(1)如图1所示的透镜中属于凹透镜的有 (选填字母);
(2)如图2是与主光轴平行的光经过两个材料相同的凸透镜后会聚于焦点,比较可以得到的结论是:在凸透镜的材料相同时,凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越 (选填“大”或“小”),会聚能力越 (选填“强”或“弱”);
(3)在游玩时不随意丢弃装水的透明圆形饮料瓶,是因为装水的饮料瓶相当于凸透镜,对太阳光有 作用,可能会引起火灾。
16.如图所示,请在图中画出入射光线或折射光线,使光路完整。
17.一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,使通过烟雾的光形成如图甲所示粗细均匀的柱形光束。
(1)烧杯内充以烟雾,是利用了烟尘微粒对光的 (填“镜面反射”或“漫反射”)来显示光通过的路径。这种科学方法是 。
(2)在烧杯底和手电筒的聚光圈之间放一块透镜,观察到如图乙所示的现象时,说明该透镜是
镜。观察到如图丙所示的现象时,说明该透镜是 镜。
18.在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜,发光点S发出的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、乙都为凸透镜
C.甲为凸透镜、乙为凹透镜 D.甲、乙都为凹透镜
19.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。则在图中的四个截面中能够获得最大观察范围的是( )
A. B. C. D.
20.由于下雨,一透明塑料膜的顶棚积满了水(如图所示)。下面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.顶棚的水构成凸透镜,应注意防止它会聚太阳光而引起的火灾
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,因此不可能起凸透镜的作用
21.如图所示,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,该凸透镜的焦距为f,若f大于l,则凸透镜从此位置远离纸的过程中光斑会( )
A.一直变大 B.一直变小 C.先变小后变大 D.先变大后变小
22.如图所示的一块正方体玻璃中央部分有一个椭圆形的气泡,用一平行光源发出一束平行光从玻璃砖左侧入射,在右侧放置一张白纸,下列说法正确的是( )
A.白纸上的光圈大小大于入射光束,向右移动白纸光圈变小
B.白纸上的光圈大小大于入射光束,向右移动白纸光圈变大
C.白纸上的光圈大小小于入射光束,向右移动白纸光圈变大
D.白纸上的光圈大小等于入射光束,向右移动白纸光圈不变
23.如图所示,太阳光从左上方射下来,在镜的附近放一小纸片,在纸片上可以得到一个很小很亮的光斑,由此可以判断( )
A.若纸片放在a处,则MN处放的是凸透镜
B.若纸片放在a处,则MN处放的是凹透镜
C.若纸片放在b处,则MN处放的是凸透镜
D.若纸片放在b处,则MN处放的是凹透镜
24.已知图中的凹透镜和凸透镜的焦距相同,根据两种透镜对光线的作用,画出已知光线的入射光线和折射光线。
25.如图所示,把一凸透镜放在平面镜前,一束平行主光轴的光束通过凸透镜会聚F点后又射向平面镜。当用眼睛在平面镜前观察时,感觉光束恰好是从M点处射来的,则光束经过凸透镜的会聚点F到M点的距离是 m,该凸透镜的焦距是 m。
第25题图 第26题图
26.小明为判别直径相同的两透镜的类型,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,判断的理由是 ,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 是凹透镜(选填“一定”“可能”或“一定不”)。
27.物理学习小组,选择如图甲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”,小组同学应选择图甲中的 两个凸透镜。
(2)器材确定后,小明让一束平行光穿过透镜来测量凸透镜的焦距,操作方案如图乙所示,他的方案 (选填“合理”或“不合理”),原因是: 。
(3)正确操作后,得到如图丙所示的实验现象,比较图丙中两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越 。
28.三棱镜是一种重要的光学元件,光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢?小越用红光以一定角度射到三棱镜上,光路图如图1所示。改变入射角度,光路图如图2、图3所示。
(1)经过两次折射后,红光均向三棱镜的 (选填“顶角A”或“底面BC”)偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗?小越选用其他不同的单色光重复上述实验,发现了同样的规律。
(2)了解了小越的探究后,老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考,如图4所示。小越经过分析和综合,理解了凸透镜对光具有 作用的原因。
(3)利用三棱镜还可以进行的探究实验是 。
29.放大镜是科学观察中最常见的仪器,小科利用塑料瓶自制了一个放大镜,并测定放大镜的焦距。
【设计原理】凸透镜是一种中间厚、边缘薄的透镜,对光具有 作用。
【器材选择】塑料瓶,水,剪刀,胶水,注射器
【设计制作】
(1)取镜面:为了实验效果更理想,选取 (选填“白色不透明”、“无色透明”或“茶色透明”)的塑料瓶,在凸起部位画等大的圆,并剪下。
(2)注水并密封:将镜面凸起部位朝外,装满水并用胶水密封,如图1。
(3)测焦距:小科将放大镜正对平行光源,将刻度尺竖直放置,零刻度线紧贴桌面,然后沿着刻度尺上下移动凸透镜,直到桌面上出现最小最亮的光斑,如图2所示,则放大镜的焦距为 。
【项目评价】请将自制放大镜的评价量表补充完整
优秀 合格 待改进
能放大且图像清晰 ___________________ 不能放大
【实践反思】
结合上述实践,请简单阐述为什么不能在森林里随意丢弃装满水的塑料瓶?
。
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【核心素养】浙教版(2024版)八年级科学上册·分层练习
1.5 透镜和视觉(第1课时)
科学观念:认识这两种透镜,了解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距;知道凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
科学思维:利用光的折射规律,分析平行于玻璃三棱镜底边的光通过三棱镜以后的`光路,从理论上弄清凸透镜为什么对光线起会聚作用,凹透镜为什么对光起发散作用。
探究实践:经历探究凹透镜和凸透镜对光的作用的实验过程,培养学生动手、动脑、观察、分析问题的能力。
态度责任:通过区分凸透镜和凹透镜的过程,培养学生爱护光学仪器的好习惯;通过探究性学习活动,使学生获得成功的愉悦,乐于参与学习活动。
1.下列图属于凹透镜的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】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。
【解答】解:如图,中间比边缘厚的是ACD,中间比边缘薄的是B,故B是凹透镜。
故选:B。
【点评】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。
2.下列光学器具中,利用光的折射现象制成的是( )①放大镜②穿衣镜③后视镜④近视眼镜。
A.①与② B.②与③ C.①与③ D.①与④
【答案】D
【分析】(1)光的折射是由于光从一种介质斜射入另一种介质或光在不均匀介质中传播时发生的一种现象,凸透镜有会聚光线的作用、凹透镜有发散光线的作用,都属于光的折射。
(2)光的反射是光遇到物体时,在物体表面返回到原来介质中的一种现象,平面镜成像属于光的反射。
【解答】解:①放大镜是利用凸透镜成正立、放大虚像的原理制成的,属于光的折射,符合题意;
②穿衣镜是利用平面镜成像的原理制成的,属于光的反射,不符合题意;
③后视镜是凸面镜,利用了凸面镜发散光线起扩大视野的作用,属于光的反射现象,不符合题意;
④近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,属于光的折射,符合题意。
故选:D。
【点评】本题通过几个光学元件考查了学生对光的反射、光的折射的理解,平时的学习中要善于总结规律,分析各光学元件的制作原理。
3.太阳照射装有水的矿泉水瓶,引起车内饰起火,矿泉水瓶所起的作用相当于( )
A.凹面镜 B.凹透镜 C.平面镜 D.凸透镜
【答案】D
【分析】矿泉水瓶相当于凸透镜,对光有会聚作用,据此分析。
【解答】解:矿泉水瓶被太阳照射时,将太阳光会聚到焦点而点火的,此时相当于凸透镜。
故选:D。
【点评】本题考查对凸透镜光的会聚作用,属于基础题。
4.小明利用太阳光测量凸透镜焦距,下列操作最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点。据此可以利用会聚太阳光法测凸透镜的焦距:
太阳光可以近似看为平行光源,将凸透镜正对着太阳光,太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把光屏置于另一侧,改变光屏与凸透镜间的距离,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,便是焦距。
【解答】解:利用会聚太阳光法测焦距时,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;
则由各选项图可知,AD的操作错误;而B图不方便测光斑到凸透镜的距离,C图中白纸与凸透镜平行,便于测出焦距,故C最合理。
故选:C。
【点评】本题考查了会聚太阳光法测凸透镜焦距的方法,注意:凸透镜要正对太阳光。
5.下列关于像的说法中正确的是( )
A.虚像能用光屏接收到
B.用眼睛观察到的像一定是虚像
C.实像是由实际光线会聚形成的,能用光屏接收到
D.虚像的形成遵循反射的规律,实像的形成遵循折射的规律
【答案】C
【分析】实像是实际光线会聚而成的,虚像是实际光线反向延长线相交而成,实像能在光屏上呈现出,而虚像则不能。
【解答】解:A、虚像不是实际光线会聚成的,是实际光线的反向延长线会聚成的,不可以呈现在光屏上,故A错误;
B、实像和虚像都可以用眼睛观察到,故B错误。
C、实像是实际光线会聚成的,可以在光屏上呈现;故C正确;
D、反射的规律可以形成虚像,折射的规律既可以形成实像,也可以形成虚像,故D错误。
故选:C。
【点评】掌握辨别实像和虚像的两种方法。通过小孔成像、平面镜成像、凸透镜成像、凹透镜成像的作图真正理解实像和虚像的成因。
6.根据入射光线和折射光线,虚线框内的透镜正确的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【答案】C
【分析】凸透镜能使光线会聚,凹透镜能使光线发散;通过图中光线的折射情况来确定是什么透镜。
【解答】解:四个图中,入射光线经透镜后,发散了一些,该透镜对光有发散作用,所以都是凹透镜;故②③正确、①④错误。
故选:C。
【点评】本题考查了透镜对光线的作用,属于基础题目。
7.如图是口径和材料都相同的两个透镜,关于它们的焦点和折射光的能力,下列说法中正确的是( )
A.甲的焦距大,甲对光的折射能力强
B.甲的焦距大,乙对光的折射能力强
C.乙的焦距大,甲对光的折射能力强
D.乙的焦距大,乙对光的折射能力强
【答案】B
【分析】厚度不同的凸透镜,其焦距是不同的,即对光线的折射能力不同。
【解答】解:当凸透镜口径相同时,透镜越厚,对光线的折射能力越强,焦距越短;
由图可知,甲透镜更薄,其焦距大,对光线的折射能力弱。
故选:B。
【点评】不同厚度的凸透镜对光的会聚能力是不同的,因此其焦距也不同,本题的解答主要应从图片中进行观察、分析和比较。
8.香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易引起光线会聚,在阳光下引发火灾的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
【解答】解:如图所示的四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,CD瓶盖中间薄,边缘厚,相当于凹透镜,A瓶盖相当于玻璃砖,只有B瓶的瓶盖中间厚,边缘薄,相当于凸透镜,对光有会聚作用,最容易在阳光下引发火灾。
故选:B。
【点评】本题主要考查凸透镜的特点,只要是透明材料制成的凸透镜,无论是什么材料,都有对光线的会聚作用。
9.一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.只有①对光具有会聚作用
B.①②对光具有会聚作用
C.②③对光具有发散作用
D.只有②对光具有发散作用
【答案】D
【分析】中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用;中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用。
【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ABC 错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了透镜的分类及透镜对光线的作用,属于基本的识记内容,比较简单。
10.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,带走叶子上的热
B.水滴在阳光下温度升高,把叶子烫焦
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
【分析】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。
【解答】解:夏日中午,温度比较高,太阳光含有的能量多,在水滴凸透镜的会聚作用下,能量更强,所以很容易就会把叶子烧焦,
故选:D。
【点评】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。
11.关于透镜,下列说法正确的是( )
A.凸透镜对光线有会聚作用,通过凸透镜的光线一定会聚到一点
B.凸透镜有两个虚焦点,凹透镜有两个实焦点
C.放在凹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
D.不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光线方向都不变
【答案】D
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;凸透镜有两个实焦点;凹凸镜有两个虚焦点。
(2)对于凸透镜来说:平行于主光轴的光线会聚于焦点;过光心的光线传播方向不变;
对于凹透镜来说:平行于主光轴的光线会发散,其发散光线的反向延长线过焦点;过光心的光线传播方向不变;
【解答】解:
A、凸透镜对光线有会聚作用,但通过凸透镜的光线不一定会聚到一点,故A错误;
B、凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,故B错误;
C、凹透镜对光线有发散作用,放在凹透镜焦点上的点光源,它发出的光线经凹透镜折射后,光线向外发散不与主光轴平行,故C错误;
D、不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光线方向都不变,故D正确。
故选:D。
【点评】知道凸透镜和凹透镜对光线的作用是解决该题的关键。
12.把一个透明且均匀的玻璃球切成a,b、c、d、e五块,其截面如图所示,其中能够使平行光发散的( )
A.只有b B.只有a、c、d、e
C.只有a,b、c D.a、b、c、d、e均可
【答案】A
【分析】透镜有两种:凸透镜、凹透镜;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。
【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:A。
【点评】(1)掌握凹透镜、凸透镜的特点;(2)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
13.在研究透镜对光的作用时,小阳用光路图记录下一些现象,如图所示。下列解释正确的是( )
A.图甲中,折射光线相对入射光线的延长线更靠近主光轴,说明该透镜对光有会聚作用
B.图乙中,平行光通过透镜会聚于一点,这个点叫做该透镜的焦点
C.图丙中,只有在薄透镜主光轴上的光线,其传播方向才不会发生改变
D.图丁中,折射光线相对入射光线更加靠近主光轴,说明该透镜对光有会聚作用
【答案】A
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用;
(2)根据焦点和焦距的定义回答;
(3)过透镜光心的光线传播方向不改变;
(4)凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:A.折射光线相对入射光线的延长线更靠近主光轴,说明透镜有会聚光线的作用,则图甲为会聚透镜(凸透镜),故A正确;
B.图乙中,平行于主光轴的光线通过凸透镜会聚于一点,这个点即为透镜的焦点,故B错误;
C.不管是凸透镜还是凹透镜,凡是过透镜光心的光线,光的传播方向都不会发生改变,故C错误;
D.图丁折射光线相对入射光线更加远离主光轴,折射光线的偏折说明该透镜对光有发散作用,故为发散透镜(凹透镜),故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查焦点和焦距的定义以及凸透镜和凹透镜对光线的作用,难度不大,属于基础知识。
14.图1表明,跟主轴平行的光通过凸透镜后会聚在主轴上的一点F,这个点叫做 焦点 。它到透镜光心O的距离叫做 焦距 。如果把小灯泡放在这一点,则射向凸透镜的光经透镜后将变为 平行 光。图2表明凹透镜对光有 发散 作用。
【答案】见试题解答内容
【分析】凸透镜有一个重要的光学性质,就是能使平行于主光轴的光线会聚于一点,这个点称之为焦点,它到光心的距离叫做焦距,凸透镜两侧各有一个焦点。凹透镜对光线有发散的作用,生活中常见的老花镜是凸透镜,近视镜是凹透镜。
【解答】解:由图可知,跟主轴平行的光通过凸透镜后会聚在主轴上的一点F,这个点叫做焦点。它到透镜光心O的距离叫做焦距。
根据光路的可逆性可知,如果把小灯泡放在焦点处,则射向凸透镜的光经透镜后将变为平行光。
图2中,平行光经凹透镜折射后变得远离主光轴,这表明凹透镜对光有发散作用。
故答案为:焦点;焦距;平行;发散。
【点评】本题主要考查了对焦点、焦距等基本概念的理解,以及对凸透镜和凹透镜光学性质的了解,难度不大。
15.(1)如图1所示的透镜中属于凹透镜的有 b、c (选填字母);
(2)如图2是与主光轴平行的光经过两个材料相同的凸透镜后会聚于焦点,比较可以得到的结论是:在凸透镜的材料相同时,凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越 小 (选填“大”或“小”),会聚能力越 强 (选填“强”或“弱”);
(3)在游玩时不随意丢弃装水的透明圆形饮料瓶,是因为装水的饮料瓶相当于凸透镜,对太阳光有 会聚 作用,可能会引起火灾。
【答案】(1)b、c;(2)小;强;(3)会聚。
【分析】(1)中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜;中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜;
(2)凸透镜对光有会聚作用,凸透镜的焦距越小,会聚能力越强。
【解答】解:(1)如图1所示的透镜中,b、c中间薄边缘厚属于凹透镜。
(2)根据题意知道,图2中透镜材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同,比较两次实验,可以得到的结论是:在凸透镜的材料相同时,凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越短,会聚能力越强。
(3)纯净水瓶内有水,容易形成中间厚边缘薄的水凸透镜,即盛有水的瓶子相当于凸透镜。凸透镜又叫会聚透镜对光线有会聚作用,阳光经凸透镜折射后会形成温度比较高的光点,容易点燃枯叶,发生火灾。
故答案为:(1)b、c;(2)小;强;(3)会聚。
【点评】本题考查了凸透镜和凹透镜的辨别、凸透镜的会聚作用,属于基础题。
16.如图所示,请在图中画出入射光线或折射光线,使光路完整。
【答案】
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;入射光线过光心,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变;
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,如图所示:
【点评】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。②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。③过光心的光线传播方向不改变。
凸透镜的三条特殊光线:①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。③过光心的光线传播方向不改变。
17.一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,使通过烟雾的光形成如图甲所示粗细均匀的柱形光束。
(1)烧杯内充以烟雾,是利用了烟尘微粒对光的 漫反射 (填“镜面反射”或“漫反射”)来显示光通过的路径。这种科学方法是 转换法 。
(2)在烧杯底和手电筒的聚光圈之间放一块透镜,观察到如图乙所示的现象时,说明该透镜是 凸透 镜。观察到如图丙所示的现象时,说明该透镜是 凹透 镜。
【答案】(1)漫反射;转换法;(2)凸透;凹透。
【分析】(1)当一束光射到凸凹不平的物体表面时,它的反射光线是射向不同的方向的,不是平行的,所以我们才能从不同的地方看到同一个物体,而这种反射方式称为漫反射;
(2)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:(1)实验中利用了烟尘微粒对光的漫反射来显示光通过的路径,这种科学方法是转换法;
(2)图乙中,光线发生了会聚,说明该透镜是凸透镜;图丙中,光线向周围发散,说明该透镜是凹透镜。
故答案为:(1)漫反射;转换法;(2)凸透;凹透。
【点评】此题考查了漫反射的应用,凸透镜和凹透镜对光线的作用,比较简单,会用此解释一些现象即可。
18.在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜,发光点S发出的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、乙都为凸透镜
C.甲为凸透镜、乙为凹透镜
D.甲、乙都为凹透镜
【答案】B
【分析】根据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析。凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:发光点S发出的两束光通过甲、乙透镜后折射光线变得会聚了,因此两图都应是凸透镜。
故选:B。
【点评】在判断经透镜折射后的光线是“会聚”还是“发散”时,可用延长入射光线的方法来判断。若入射光线的延长线在折射光线的里面,则光线被发散;如图:,反之,光线被会聚
19.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。则在图中的四个截面中能够获得最大观察范围的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】光从空气斜射入玻璃,折射光线靠拢法线,光从玻璃斜射入空气,折射光线远离法线。
凸透镜对光线有会聚作用,使会聚光线提前会聚。
凹透镜对光线有发散作用,使会聚光线错后会聚。据此分析选择。
【解答】解:
A、图中小孔内放入玻璃砖,光线从小孔左侧进入右侧眼睛,经过两次折射,如图光线能进入人的眼睛,人眼看到的范围稍微增大。
B、图中小孔内放入凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,能使会聚光线提前会聚,要使光线进入人的眼睛,观察到的范围变窄;
C、由图知,该玻璃制品相当于左右两边都是凸透镜,所以对光是会聚的,要使光线进入人的眼睛,观察到的范围变窄;
D、小孔内放入凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使光线错后会聚,D图经过两次偏折,看到的范围更大。
故选:D。
【点评】真正理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄;凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽。
20.由于下雨,一透明塑料膜的顶棚积满了水(如图所示)。下面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.顶棚的水构成凸透镜,应注意防止它会聚太阳光而引起的火灾
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,因此不可能起凸透镜的作用
【答案】B
【分析】凸透镜对光线有会聚作用,射到地面上的太阳光看作是平行光,当平行光通过凸透镜折射会聚在焦点上。
【解答】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。
【点评】本题主要考查的是凸透镜对太阳光的会聚作用在日常生活中的应用。
21.如图所示,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,该凸透镜的焦距为f,若f大于l,则凸透镜从此位置远离纸的过程中光斑会( )
A.一直变大 B.一直变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
【答案】C
【分析】平行凸透镜主光轴的光经过凸透镜折射后过焦点。
【解答】解:凸透镜正对太阳光,看似一束平行光射来经过凸透镜。由于凸透镜的焦距大于光斑到凸透镜的距离,所以当凸透镜远离白纸时,光斑逐渐变小,直到白纸与凸透镜距离为焦距时,呈现最小最亮的光斑。继续远离白纸,光斑将逐渐变大。
故选:C。
【点评】此题为凸透镜特殊光线的进一步考查,需要在识记的基础上进行深入分析和理解。
22.如图所示的一块正方体玻璃中央部分有一个椭圆形的气泡,用一平行光源发出一束平行光从玻璃砖左侧入射,在右侧放置一张白纸,下列说法正确的是( )
A.白纸上的光圈大小大于入射光束,向右移动白纸光圈变小
B.白纸上的光圈大小大于入射光束,向右移动白纸光圈变大
C.白纸上的光圈大小小于入射光束,向右移动白纸光圈变大
D.白纸上的光圈大小等于入射光束,向右移动白纸光圈不变
【答案】B
【分析】两侧面均为球面或一侧是球面另一侧是平面的透明体,中间部分较薄,称为凹透镜,分为双凹、平凹及凸凹透镜三种,凹透镜对光线起发散作用。
【解答】解:因为玻璃砖内有一个“椭圆形的气泡”所以玻璃砖相当于两个中间薄,边缘厚的凹透镜,对光线有发散作用,故当一束平行光线垂直射到玻璃砖上时,其光线透过玻璃砖后的光线将比原来发散,所以,白纸上的光圈大小大于入射光束,向右移动白纸光圈会变的更大。
故选:B。
【点评】解决本题关键是看玻璃砖的形状和对它光的作用。
23.如图所示,太阳光从左上方射下来,在镜的附近放一小纸片,在纸片上可以得到一个很小很亮的光斑,由此可以判断( )
A.若纸片放在a处,则MN处放的是凸透镜
B.若纸片放在a处,则MN处放的是凹透镜
C.若纸片放在b处,则MN处放的是凸透镜
D.若纸片放在b处,则MN处放的是凹透镜
【答案】C
【分析】首先根据“在纸片上可以得到一个很小很亮的光斑”可确定透镜的类型,然后根据透镜对光线的作用确定纸片和透镜的位置。
【解答】解:(1)太阳光射向地球,可以认为是平行光,在纸片上可以得到一个很小很亮的光斑,则这个透镜是凸透镜,因为凹透镜对光线有发散作用,太阳光经凹透镜会变为发散光线,不会会聚成点;所以在纸上不能接到最小最亮的点,故BD错误;
(2)由图可知,若纸片放在b处,则MN处放的是凸透镜。若纸片放在a处,那么纸片将挡住太阳光,故A错误;
故选:C。
【点评】掌握凸透镜对光线有会聚作用和凹透镜对光线有发散作用是解答此题的关键,此题有一定的拔高难度,属于中等题。
24.已知图中的凹透镜和凸透镜的焦距相同,根据两种透镜对光线的作用,画出已知光线的入射光线和折射光线。
【答案】
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:根据光路可逆可知,平行于主光轴的光线经过凹透镜后会发散,发散光线的反向延长线过焦点,据此做出凹透镜的入射光线;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,其折射光线过焦点;如图所示:
【点评】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;②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;③过光心的光线传播方向不改变。
凸透镜的三条特殊光线:①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;③过光心的光线传播方向不改变。
25.如图所示,把一凸透镜放在平面镜前,一束平行主光轴的光束通过凸透镜会聚F点后又射向平面镜。当用眼睛在平面镜前观察时,感觉光束恰好是从M点处射来的,则光束经过凸透镜的会聚点F到M点的距离是 0.6 m,该凸透镜的焦距是 0.2 m。
【答案】见试题解答内容
【分析】眼睛观察镜子时,感到光束是在M点发出的,根据物像关于平面镜对称,可以确定凸透镜焦点的位置,从而判断光束会聚处和M点的距离。凸透镜的焦距。
【解答】解:
由题知,一束平行主光轴的光束通过凸透镜会聚F点后又射向平面镜,则凸透镜的焦点在平面镜前面,
当用眼睛观察镜子时,感觉光束似乎是从M点处射来的,则焦点(镜前光线的会聚点)为物点,M为像点;
而物体在平面镜中成像时,物像关于平面镜对称,根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点F,如图所示:
光束会聚处F和M点的距离s=2×0.3m=0.6m;
焦距是焦点到光心的距离,则凸透镜的焦距:f=0.5m﹣0.3m=0.2m。
故答案为:0.6;0.2。
【点评】本题关键是根据平面镜成像特点判断凸透镜焦点的位置。
26.小明为判别直径相同的两透镜的类型,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 (凸/凹)透镜,判断的理由是 凸透镜对光具有会聚作用 ,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 是凹透镜(一定/可能/一定不)。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线起发散作用进行分析。
【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;凸透镜对光具有会聚作用;可能。
【点评】本题考查凸透镜、凹透镜对光线的作用,属于基础内容考查范围。
27.物理学习小组,选择如图甲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”,小组同学应选择图甲中的 A、C 两个凸透镜。
(2)器材确定后,小明让一束平行光穿过透镜来测量凸透镜的焦距,操作方案如图乙所示,他的方案 不合理 (选填“合理”或“不合理”),原因是: 光束没有平行于凸透镜的主光轴入射 。
(3)正确操作后,得到如图丙所示的实验现象,比较图丙中两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越 小 。
【答案】(1)A、C;
(2)不合理光束没有平行于凸透镜的主光轴入射;
(3)小。
【分析】(1)利用控制变量法进行分析;
(2)平行光平行主光轴射入,在白纸上得到最小最亮的光斑,光斑到凸透镜光心的距离为透镜的焦距;
(3)通过图丙进行分析,得出结果。
【解答】解:(1)若想探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”,应改变凸透镜的弯曲程度,其它条件相同,故应选A、C两个凸透镜;
(2)若想测量凸透镜的焦距,应该让平行光平行主光轴射入,在白纸上得到最小最亮的光斑,光斑到凸透镜光心的距离为透镜的焦距;
(3)由图丙可知,右边的凸透镜凸度更大,且焦距小于左边凸透镜的焦距,故可以得出:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越小。
故答案为:
(1)A、C;
(2)不合理光束没有平行于凸透镜的主光轴入射;
(3)小。
【点评】本题考查凸透镜成像规律的相关问题,难度不大。
28.三棱镜是一种重要的光学元件,光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢?小越用红光以一定角度射到三棱镜上,光路图如图1所示。改变入射角度,光路图如图2、图3所示。
(1)经过两次折射后,红光均向三棱镜的 底面BC (选填“顶角A”或“底面BC”)偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗?小越选用其他不同的单色光重复上述实验,发现了同样的规律。
(2)了解了小越的探究后,老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考,如图4所示。小越经过分析和综合,理解了凸透镜对光具有 会聚 作用的原因。
(3)利用三棱镜还可以进行的探究实验是 研究白光是由哪些颜色的光组成的 。
【答案】(1)底面BC;(2)会聚;(3)研究白光是由哪些颜色的光组成的;
【分析】(1)由图1、图2、图3分析可知,红光向哪个方向偏折;
(2)凸透镜可以看出是两个三棱镜,两个三棱镜底边BC重合,当光线传播到凸透镜上,光线会向BC偏折;
(3)三棱镜还可以研究光的色散现象;
【解答】解:(1)由图1、图2、图3分析可知,红光都向底面BC偏折;
(2)凸透镜可以看出是两个三棱镜,两个三棱镜底边BC重合,当光线传播到凸透镜上,光线会向BC偏折,即起到会聚作用;
(3)三棱镜还可以研究光的色散,研究白光是由哪些光组成的;
故答案为:(1)底面BC;(2)会聚;(3)研究白光是由哪些颜色的光组成的;
【点评】本题考查了光的折射、凸透镜的会聚作用,属于中档题。
29.放大镜是科学观察中最常见的仪器,小科利用塑料瓶自制了一个放大镜,并测定放大镜的焦距。
【设计原理】凸透镜是一种中间厚、边缘薄的透镜,对光具有 会聚 作用。
【器材选择】塑料瓶,水,剪刀,胶水,注射器
【设计制作】
(1)取镜面:为了实验效果更理想,选取 无色透明 (选填“白色不透明”、“无色透明”或“茶色透明”)的塑料瓶,在凸起部位画等大的圆,并剪下。
(2)注水并密封:将镜面凸起部位朝外,装满水并用胶水密封,如图1。
(3)测焦距:小科将放大镜正对平行光源,将刻度尺竖直放置,零刻度线紧贴桌面,然后沿着刻度尺上下移动凸透镜,直到桌面上出现最小最亮的光斑,如图2所示,则放大镜的焦距为 1.20cm 。
【项目评价】请将自制放大镜的评价量表补充完整
优秀 合格 待改进
能放大且图像清晰 能放大但图像不清晰 不能放大
【实践反思】
结合上述实践,请简单阐述为什么不能在森林里随意丢弃装满水的塑料瓶? 装有液体的饮料瓶相当于一个凸透镜,在太阳光的照射下,由于凸透镜对光线的会聚作用,易引燃位于焦点处的树叶等 。
【答案】会聚;(1)无色透明;(3)1.20cm;能放大但图像不清晰;装有液体的饮料瓶相当于一个凸透镜,在太阳光的照射下,由于凸透镜对光线的会聚作用,易引燃位于焦点处的树叶等。
【分析】凸透镜对光线有会聚作用;
(1)塑料瓶应当透光,选择无色透明的瓶子;
(3)根据刻度尺可以读出透镜的焦距;合格产品也能放大,但是清晰度与优秀产品不同。装有饮料的饮料瓶相当于一个凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,容易引发火灾。
【解答】解:凸透镜对光线有会聚作用;
(1)塑料瓶应选择透光性好的,即无色透明的。
(3)根据刻度尺可以读出透镜的焦距为1.20cm。合格产品也能放大,但是因为透光度、形状等问题,可能导致成像不够清晰,与优秀的相比差在清晰度。装有液体的饮料瓶相当于一个凸透镜,在太阳光的照射下,由于凸透镜对光线的会聚作用,易引燃位于焦点处的树叶等。
故答案为:会聚;(1)无色透明;(3)1.20cm;能放大但图像不清晰;装有液体的饮料瓶相当于一个凸透镜,在太阳光的照射下,由于凸透镜对光线的会聚作用,易引燃位于焦点处的树叶等。
【点评】本题考查了透镜会聚作用、放大镜的原理等透镜方面的知识,结合实验进行探究,属于较为简单的问题。
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