人教版物理八年级上册13.透镜极限挑战演练（含答案及解析）

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13.透镜极限挑战
一．选择题（共7小题）
1．如图所示的两个透镜（　　）
A．都是向右凸出的，都是凸透镜 B．都是向右凹进的，都是凹透镜
C．a是凸透镜，b是凹透镜 D．b是凸透镜，a是凹透镜
2．关于凸透镜对光线的会聚作用，下列说法正确的是（　　）
A．所有光线除经过光心的光线外，经过凸透镜后，都偏向主光轴
B．所有平行光束经过凸透镜后都会会聚于焦点
C．无论是平行光、会聚光还是发散光经凸透镜后会聚于一点
D．一束光线经过凸透镜后会会聚在焦点
3．关于凹透镜对光线的发散作用，下列说法中正确的是（　　）
A．凹透镜对光的发散作用使得所有经过凹透镜的光都不能会聚在一点上
B．凹透镜是对平行主光轴的光起发散作用 C．凹透镜折射后的光线都会原来更散一些
D．原来会聚的光线经凹透镜折射后，一定不能会聚了
4．如图是小明同学画的一条通过凸透镜或凹透镜后折射的光线光路图，错误的是（　　）
A．B． C． D．
5．有一次，小明上学前_???è???·±??????é??_时，发现自己的近视镜和爷爷的老花镜混在一起，外形完全一样，如图所示，小明要想找出自己的眼镜，下列做法正确的是（　　）
A．用手摸镜时，中间厚边缘薄的是近视眼镜
B．拿着镜片近距离看书本上的字，把字放大的是近视眼镜
C．让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片后能只呈现一个暗斑的是近视眼镜
D．让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是近视眼镜
6．如图，正午时，太阳光直_?°???¨?°??????°é??_，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜20cm的地面上得到一个光斑，其直径与透镜直径相等，透镜的焦距是（　　）【版权所有：21教育】
A．10cm B．20cm C．30cm D．40cm
7．如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则该凸透镜的焦距是（　　）
A．0.7m B．0.3m C．0.4m D．0.1m
二．多选题（共1小题）
8．如图，一束平行光通过一个盒子后成为较宽的平行光，该盒子中的光学仪器可能是（　　）
A．先一个凸透镜，后一个凹透镜 B．先一个凹透镜，后一个凸透镜
C．两个凸透镜 D．两个凹透镜
三．填空题（共3小题）
9．在森林中旅游时，不要随意丢弃_é?????????????????_下雨瓶内灌了水，透明圆形饮料瓶装水后相当于　 　透镜，烈日出来后，它会使阳光　 　（填“发散”或“会聚”），可能引起森林大火。
10．凹透镜对光有发散_?????¨??????è?????_主光轴的光通过凹透镜后，会向　 　（选填“靠近”或“远离”）主光轴的方向偏折；无论透镜对光线起会聚作用还是发散作用，其实质都是光在传播的过程中，先后经过不同介质时发生　 　的缘故。
11．如图所示，把一个透明的玻璃球切成1、2、3、4、5块，其中不能使太阳光会聚到一点的是　 　块。
四．作图题（共2小题）
12．如图是射向凹透镜的两条光线，请画出这两条光线通过凹透镜后的折射光线。
13．如图所示，S是点光源，ab是射向平面镜后的一条反射光线，这条反射光线又射向凹透镜的焦点F，S′是光源S在平面镜中的像。请画出：
（1）光源S的位置；
（2）ab的入射光线；
（3）ab经凹透镜后的折射光线。
五．解答题（共2小题）
14．不同凸透镜对光的会聚程度是不同的，即每个凸透镜的焦距不一定相同。
小宇和小铭想探究“凸透镜的焦距长短究竟与哪些因素有关？”。于是他们进行了如下的实验：
（1）探究一：他们_?????¨??¤??????é??_程度、材料都相同，横截面积不同的凸透镜会聚太阳光，测量得到会聚点到光心的距离都是10cm，根据这个情况可得出结论：凸透镜的焦距大小与横截面积　 　（填“有关”或“无关”）
（2）探究二：他_?????¨??¤??????é??_程度、横截面积都相同，材料不同的凸透镜会聚太阳光，分别由玻璃、水晶制成。现在他们想要探究“凸透镜的焦距与制作材料是否有关”。在这次探究活动中，小宇和小铭共需准备哪些主要器材？简单说出实验步骤和需测量哪些物理量。
（3）根据所测量的物理量，得出相应的结论。
15．海上有风时，海面出现波浪，_???????????·é?????_圆弧形，O为圆心，圆弧形海面正下方的水中有一条鱼（用箭头AB表示），如图所示。此时，从圆弧形海面上方看到了水中的这条“鱼”。看到的“鱼”是鱼的缩小的虚像，请分析说明其原因。（注：可以在图上画光路图，以辅助说明）
13.透镜极限挑战
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．如图所示的两个透镜（　　）
A．都是向右凸出的，都是凸透镜 B．都是向右凹进的，都是凹透镜
C．a是凸透镜，b是凹透镜 D．b是凸透镜，a是凹透镜
【分析】根据凸透镜和凹透镜的定义进行判断，中间比边缘厚的是凸透镜，中间比边缘薄的是凹透镜。
【解答】a中间厚、边缘薄是凸透镜；b中间薄、边缘厚是凹透镜。
故选：C。
【点评】根据凸透镜和凹透镜的定义、或根据凸透镜和凹透镜对光线的作用进行判断都可以。
2．关于凸透镜对光线的会聚作用，下列说法正确的是（　　）
A．所有光线除经过光心的光线外，经过凸透镜后，都偏向主光轴
B．所有平行光束经过凸透镜后都会会聚于焦点
C．无论是平行光、会聚光还是发散光经凸透镜后会聚于一点
D．一束光线经过凸透镜后会会聚在焦点
【分析】（1）过光线的光线方向不变，凸透镜起会聚作用；
（2）平行与主光轴的光线会聚于焦点。
【解答】A、因为凸透镜起会聚作用，所以所有光线除经过光心的光线外，经过凸透镜后，都偏向主光轴，故A正确；www.21-cn-jy.com
BD、只有平行于主光轴的光线会聚于焦点，故BD错误；
C、从点光源发出的光线会会聚一点，平行于主光轴的光线会聚于焦点，其它光线经凸透镜折射后不会会聚一点，故C错误。
故选：A。
【点评】本题考查凸透镜的会聚作用、成像的实质以及特殊光线。
3．关于凹透镜对光线的发散作用，下列说法中正确的是（　　）
A．凹透镜对光的发散作用使得所有经过凹透镜的光都不能会聚在一点上
B．凹透镜是对平行主光轴的光起发散作用
C．凹透镜折射后的光线都会原来更散一些
D．原来会聚的光线经凹透镜折射后，一定不能会聚了
【分析】凹透镜对光线有发散作用，这里的发散，指的是折射光线和相应的入射光线比较而言，折射光线比入射光线远离主光轴，为发散。www-2-1-cnjy-com
【解答】凹透镜对光线有发散作用，会聚光线经过凹透镜折射后，一定变得比折射前发散，会出现三种情况：
①还是会聚光束，能相交一点，但是会聚程度明显减弱；
②变成平行光线，这是折射前射向凹透镜焦点的光线，是一种特殊情况；
③变成发散光束，这种情况下凹透镜对光线的发散能力很强；
综上可知，ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了学生对凹透镜对光线有发散作用的理解与掌握，明确发散的含义是关键。
4．如图是小明同学画的一条通过凸透镜或凹透镜后折射的光线光路图，错误的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】根据凸透镜有三条特殊光_??????è???????????_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。
凹透镜有三条特殊光_??????è???????????_光线其传播方向不变；指向另一侧焦点的光线经凹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凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。来分析此题。
【解答】A、过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，故本选项正确。
B、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线反向延长通过焦点，而不是折射光线过焦点，故本选项错误。
C、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故本选项正确。
D、指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴，故本选项正确。
故选：B。
【点评】本题考查凸透镜的三条特殊光线以及凸透镜对光线的会聚作用，理解三条特殊光线的内容解决此类问题的关键。
5．有一次，小明上学前取自己的眼_é?????????????°è??_己的近视镜和爷爷的老花镜混在一起，外形完全一样，如图所示，小明要想找出自己的眼镜，下列做法正确的是（　　）
A．用手摸镜时，中间厚边缘薄的是近视眼镜
B．拿着镜片近距离看书本上的字，把字放大的是近视眼镜
C．让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片后能只呈现一个暗斑的是近视眼镜
D．让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是近视眼镜
【分析】（1）中间厚边缘薄的是凸透镜，用于矫正远视眼；同时凸透镜能使得光线会聚，能成像；
（2）中间薄边缘厚的是凹透镜，用于矫正远视眼；同时凹透镜能使得光线发散；
【解答】
A、中间厚边缘薄的是凸透镜，用于矫正远视眼，故A错误；
B、拿着镜片看字，把字放大的是放大镜，即是凸透镜，是远视镜，故B错误；
C、让镜片正对太阳光，太阳光通过_é???????????è?????_现一个暗斑，即能使得光线发散，会在透镜后面出现一个光线较弱的区域，所以是凹透镜，即是近视镜，故C正确；
D、让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是凸透镜，即是远视镜，故D错误。
故选：C。
【点评】判断凸透镜和凹透镜的方法：比较中间和边缘的厚薄、阳光聚焦法、放大镜法、成实像的方法。这四种方法比较常用，一定要掌握。
6．如图，正午_???????¤?é????????_射在水平地面，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜20cm的地面上得到一个光斑，其直径与透镜直径相等，透镜的焦距是（　　）
A．10cm B．20cm C．30cm D．40cm
【分析】凸透镜对光线有会聚的作用；最小、最亮的光斑就是该凸透镜焦点的位置，焦点到透镜光心的距离就是焦距。
【解答】
在距透镜20cm的地面上得到一个直径与透镜直径一样大小的圆形光斑，这是太阳光经凸透镜折射后经过凸透镜的焦点继续向前传播形成的，且光斑位置到焦点的距离与凸透镜到焦点的位置相同，因此，透镜的焦距是此时总距离的一半，即×20cm＝10cm，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】考查了凸透镜焦距的求法，太阳光经凸透镜在光屏上出现最小最亮的光斑，就是凸透镜的焦点，此题的光斑不是凸透镜的焦点。
7．如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则该凸透镜的焦距是（　　）
A．0.7m B．0.3m C．0.4m D．0.1m
【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，从而判断凸透镜的焦距。
【解答】物体在平面镜中成像时_??????????????????_面镜对称，根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点F，根据焦距是焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距：f＝0.4m﹣0.3m＝0.1m。
故选：D。
【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。
二．多选题（共1小题）
8．如图，一束平行光通过一个盒子后成为较宽的平行光，该盒子中的光学仪器可能是（　　）
A．先一个凸透镜，后一个凹透镜 B．先一个凹透镜，后一个凸透镜
C．两个凸透镜 D．两个凹透镜
【分析】依据凸透镜对光线的会聚和凹透镜对光线的发散，尝试将不同的透镜进行组合，最后分析光线的变化情况，必要时可画草图进行分析。
【解答】A、经凸透镜折射后的光线会会聚到焦点，再从焦点射向凹透镜的光线会变得更加发散，所以A不可能；
B、如下图所示，平行光经凹透镜折射后会向外发散，发散的光再射向凸透镜时又会向中间会聚，所以有可能形成较宽的平行光；
C、如下图所示，经凸透_é??????°??????????_行光会会聚到焦点，经过焦点后继续向前会形成一束发散的光线，再射向新的凸透镜时又会向中间会聚，所以有可能形成较宽的平行光；
D、经凹透镜两次折射后的平行光会向外发散，使两条光线形成向外发散的趋势，但图中的光线依然平行，所以D没有可能。
故选：BC。
【点评】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，将二者以不同的形式组合起来，能使光线的变化更具多样性。
三．填空题（共3小题）
9．在森林中旅游时，不要随_?????????é????????_，因为下雨瓶内灌了水，透明圆形饮料瓶装水后相当于　凸　透镜，烈日出来后，它会使阳光　会聚　（填“发散”或“会聚”），可能引起森林大火。
【分析】透明圆塑料瓶装水后，中间后而边缘薄，类似于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。
【解答】因为瓶中进入水之后，_??????????°???????_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，会造成树叶燃烧，造成火灾；
故答案为：凸；会聚。
【点评】此题联系实际考查了_???é??é????????è??_作用，物理知识渗透在生活的每个角落，同学们要注意思考、积累。因此在森林中旅游，导游向你建议，不要随意丢弃玻璃瓶，就是这个道理。
10．凹透镜对光有_???????????¨??????_行于主光轴的光通过凹透镜后，会向　远离　（选填“靠近”或“远离”）主光轴的方向偏折；无论透镜对光线起会聚作用还是发散作用，其实质都是光在传播的过程中，先后经过不同介质时发生　折射　的缘故。
【分析】凹透镜对光线有发散作用，不单指对平行于主光轴的光线；光从一种介质斜射入另一种介质或者在同种不均匀介质中传播，会发生光的折射现象。
【解答】凹透镜对光有发散作用，平行于主光轴的光通过凹透镜后，偏折方向更远离主光轴，显得发散。
由图可以看出：光_???????°?????°????_透镜，然后由透镜斜射入空气时，光线发生了偏折。所以说无论透镜对光线起会聚作用还是发散作用，其实质都是因为光在传播的过程中先后经历不同的介质发生折射而引起的。21世纪教育网版权所有
故答案为：远离；折射。
【点评】本题考查了生活中的折射现象，重点考查用物理知识解释生活中常见现象的能力，多观察，多思考，注重理论联系实际是解决此类考题的关键。21教育名师原创作品
11．如图所示，把一个透明的玻璃球切成1、2、3、4、5块，其中不能使太阳光会聚到一点的是　第5　块。
【分析】凸透镜是中间厚，边缘薄，而凹透镜是中间薄、边缘厚。
【解答】根据凸透镜的特点：中间厚，边缘薄，如图所示，ACDE是属于凸透镜的，并且凸透镜对光线有会聚作用；
根据凹透镜的特点：中间薄、边缘厚，如图所示，B是凹透镜的，并且凹透镜对光线有发散作用；
因此第5块不能使太阳光会聚在一点。
故答案为：第5；
【点评】本题主要考查了对凸透镜和凹透镜的认识，比较简单，属于基础知识。
四．作图题（共2小题）
12．如图是射向凹透镜的两条光线，请画出这两条光线通过凹透镜后的折射光线。
【分析】在作凹透镜的光路图时，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】
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；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
。
【点评】凹透镜三条特殊光线的作_????????????é?????_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过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
13．如图所示，S是点光源，ab是射向平面镜后的一条反射光线，这条反射光线又射向凹透镜的焦点F，S′是光源S在平面镜中的像。请画出：
（1）光源S的位置；
（2）ab的入射光线；
（3）ab经凹透镜后的折射光线。
【分析】（1）根据平面镜成像的特点﹣﹣﹣物像对称，画出光源S的位置；
（2）连接Sa，可得ab的入射光线；
（3）延长线过凹透镜的焦点，折射光线平行于凹透镜的主光轴射出。
【解答】
（1）画出像S′关于镜面的对称点S，即为光源S的位置；
（2）连接Sa，可得ab的入射光线；
（3）ab的延长线过凹透镜的焦点，则折射光线平行于凹透镜的主光轴射出，如图所示：
【点评】本题考查了平面镜成像的特点（物像对称）和凹透镜的特殊光线，属于基础题目。
五．解答题（共2小题）
14．不同凸透镜对光的会聚程度是不同的，即每个凸透镜的焦距不一定相同。
小宇和小铭想探究“凸透镜的焦距长短究竟与哪些因素有关？”。于是他们进行了如下的实验：
（1）探究一：他们先用两个凸_é???¨?????????????_都相同，横截面积不同的凸透镜会聚太阳光，测量得到会聚点到光心的距离都是10cm，根据这个情况可得出结论：凸透镜的焦距大小与横截面积　无关　（填“有关”或“无关”）2·1·c·n·j·y
（2）探究二：他们_??¨??¤??????é???¨?_度、横截面积都相同，材料不同的凸透镜会聚太阳光，分别由玻璃、水晶制成。现在他们想要探究“凸透镜的焦距与制作材料是否有关”。在这次探究活动中，小宇和小铭共需准备哪些主要器材？简单说出实验步骤和需测量哪些物理量。【来源：21cnj*y.co*m】
（3）根据所测量的物理量，得出相应的结论。
【分析】（1）由于两个凸面程度、材料都相同，且焦距也相等，故说明凸透镜的焦距大小与横截面积无关。
（2）要利用控制变量法进行研究，应当控制凸面程度相等，材料不同，用刻度尺测量焦距后比较。
（3）由（2）得出的数据进行分析比较。
【解答】（1）由于测量的焦距相等，且凸面程度、材料都相同，横截面积不同，故说明凸透镜的焦距大小与横截面积无关。【出处：21教育名师】
故答案为：无关。
（2）分别让由玻璃、水晶制成的两个凸透镜会聚太阳光在纸上，用刻度尺测量出焦距f。
器材：纸、由玻璃、水晶制成凸面程度、横截面积都相同凸透镜各一个，刻度尺。
步骤：让凸透镜把阳光会聚在纸为一点，用刻度尺测量出这一点到凸透镜的距离f。
（3）若得出的两个焦距f是相等_?????????è????????_同的材料制成的凸面程度、横截面积相同的凸透镜的焦距与材料无关，若两个焦距不相等，则说明不同的材料制成的凸面程度、横截面积相同的凸透镜的焦距与材料有关。
【点评】本题考查了利用刻度尺测量凸透镜焦距的方法及探究焦距与材料、横截面积的关系的实验。
15．海上有风_????????·é???????°_波浪，某区域海面呈圆弧形，O为圆心，圆弧形海面正下方的水中有一条鱼（用箭头AB表示），如图所示。此时，从圆弧形海面上方看到了水中的这条“鱼”。看到的“鱼”是鱼的缩小的虚像，请分析说明其原因。（注：可以在图上画光路图，以辅助说明）21教育网
【分析】欲找出AB通过_?????§????°?é?????_成的像，我们只需找出其两个端点的成像情况即可；而要找出一个端点所成的像，就需要从这个点上引出两条光线，看其穿出圆弧形水面时的光线的方向，然后再将其反向延长，则其交战即是该点的像的位置，同理，再做出另一端点的成像情况，最后将二者连接起来，观察像的大小再做出结论。
【解答】如图所_?¤???????è??A???_射向圆心的光线，出射光线方向不变。来自A点斜射向界面的光线，出射光线远离法线偏折；两条出射光线反向延长线相较于A′点，A′是A的虚像；同理，B点成像于B′点，A′B′小于AB；所以，看到的“鱼”是鱼的缩小的虚像。
【点评】本题的特点是明确这一特征的水面对光线起到了怎样的作用，这才是本题的突破口。有一定的思维难度。
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