5.1透镜
同步测试
1.选择题
1.炎炎夏日,汽车停在露天车场,若把装满水的矿泉水瓶留在车内,太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃,这是因为这瓶水( )
A.相当于一个凸透镜,会聚光线
B.相当于一个凸透镜,发散光线
C.相当于一个凹透镜,会聚光线
D.相当于一个凹透镜,发散光线
2.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。”图中关于该记载解释的光路图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.下列关于凸透镜和凹透镜的说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距越小,其对光的会聚作用就越小
B.凹透镜的焦距越小,其对光的发散作用就越小
C.光无论沿什么方向射向凹透镜的光心后,其传播方向不发生改变
D.光无论沿什么方向射向凸透镜后,都能会聚在凸透镜另一侧的焦点上
4.下列各镜片中,属于凹透镜的中( )
A.
B.
C.
D.
5.不平行的光束经凹透镜折射后,其折射光线( )
A.不能交于一点
B.一定是平行的
C.可能交于一点
D.一定交于一点
6.把一个焦距为10cm的凸透镜正对太阳放置,则温度最高的点是( )
A.和太阳同侧距凸透镜光心10cm
B.和太阳异侧距凸透镜光心10cm
C.和太阳同侧距凸透镜光心5cm
D.和太阳异侧距凸透镜光心5cm
7.如图所示,让一束平行光线经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。下列说法不正确的是( )
A.凸透镜的特点是中间厚、边缘薄
B.凸透镜是虚焦点
C.凸透镜对光有会聚作用
D.该凸透镜的焦距10cm
8.一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
9.截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体( )
A.可以看作两块凹透镜
B.可以看作一块凸透镜
C.可以看作两块凸透镜
D.对图示光束具有会聚作用
10.如图所示,甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm,下列说法不正确的是( )
A.凸透镜对光有会聚作用
B.凸透镜都有两个实焦点
C.乙透镜的焦距更大,其折光本领更强
D.平行光经过凸透镜后,都能会聚于一点
二.填空题
11.用手摸透镜感觉中间厚边缘薄的透镜叫
(选填“凸透镜”或“凹透镜”),对光线有
(选填“会聚”或“发散”)作用。
12.在以下四种透镜中,能对光线起会聚作用的是
,能对光线起发散作用的是
。
13.如图所示,让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,则该凸透镜的焦距为
cm。
14.如图所示,光屏上刚好得到清晰的像,该凸透镜的焦距为
cm。
15.如图所示,在某农村的草场上,一张塑料薄膜盖在草垛上,夏天下雨后,太阳光直射到草垛上,不久干草就被点燃了,这是因为带水薄膜的形状是中间厚、边缘薄相当于一个
镜,对光线有
作用。
三.作图题
16.如图F是透镜两个焦点所在的位置,一条光线平行主光轴射向凸透镜,请作出经凸透镜后的折射光线。
17.如图所示,请将通过凹透镜的光路补充完整。
四.实验探究题
18.辨别凸透镜和凹透镜的方法一般有如下三种:
(1)看透镜的形状:如甲图中凸透镜有
。
(2)将透镜靠近字,透过透镜看字:如乙图中
(选填“a”或”b”)是凹透镜。
(3)看透镜对光线的作用:如丙图中
(选填“a”或”b”)是凸透镜。
五.解答题
19.太阳光聚焦法是测量凸透镜焦距的最常用方法,某人用一束平行光沿着主光轴正对凸透镜照射,紧贴在另一侧的光屏不断向右侧移动,直到光屏上出现一个清晰的圆斑(圆斑的中心在主光轴上),已知平行入射光光柱的直径为D,光屏上光斑的直径为d,光屏到透镜的距离为H,请证明凸透镜的焦距f=。
参考答案
1.解:装满水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,这样就会使太阳光汇聚于一点,凸透镜焦点的温度高,达到易燃物的着火点,易燃物燃烧引起火灾,故A正确。
故选:A。
2.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。
3.解:A、凸透镜的焦距越小,对光的折射能力越大,故A错误;
B、凹透镜的焦距越小,其对光的发散作用就越大,故B错误;
C、光心的特点是通过光心的光线方向不发生改变,光无论沿什么方向射向凹透镜的光心后,其传播方向不发生改变,故C正确;
D、平行于主光轴的光线,射向凸透镜后,都能会聚在凸透镜另一侧的焦点上,故D错误。
故选:C。
4.解:如图,中间比边缘厚的透镜是ABD,即为凸透镜;中间比边缘薄的是C,即为凹透镜。
故选:C。
5.解:凹透镜对光线有发散作用,不平行的光束经过凹透镜折射后,一定变得比折射前发散,会出现:
(1)可能是会聚光束,交于一点,可能变成发散光束,不会交于一点,故AD错误,C正确;
(2)可能变成平行光线,这是折射前射向凹透镜焦点的光线,是一种特殊情况,B选项太绝对,故B错误;
故选:C。
6.解:凸透镜的焦距是10cm,太阳光是平行光,凸透镜正对太阳光,平行的太阳光平行于主光轴,经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是焦点,焦点温度最高,所以和太阳异侧距凸透镜光心后10cm温度最高。
故选:B。
7.解:(1)中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜,故A正确;
(2)跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,而且凸透镜是实焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是10cm,故选项ACD正确,B错误。
故选:B。
8.解:薄膜上的积水中间厚,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,干草又在凸透镜的焦点处,
就很容易引起干草的燃烧。故选A。
故选:A。
9.解:玻璃体被中空(中间是空气)分成了两部分,这两部分都是中间薄、边缘厚,都是凹透镜,对光线有发散作用,因此平行光经过玻璃砖后,会变得发散,故A正确。
故选:A。
10.解:
A、凸透镜对光线有会聚作用,故A正确;
B、凸透镜左右两侧的焦点都是实焦点,所以凸透镜都有两个实焦点,故B正确;
C、甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm,焦距越大,会聚能力越弱,故乙透镜的焦距更大,其折光本领更弱,故C错误;
D、凸透镜对光线有会聚作用,平行光线经过凸透镜后,都能会聚到一点上,故D正确。
故选:C。
11.解:中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后能会聚于一点(焦点),说明凸透镜对光线有会聚作用;
故答案为:凸透镜;会聚。
12.解:如图,甲丙透镜中间比边缘厚是凸透镜,对光线具有会聚作用;
乙丁透镜中间比边缘薄是凹透镜,对光线具有发散作用。
故答案为:甲丙;乙丁。
13.解:由图可知,刻度尺的分度值为1cm,行光线经凸透镜后会聚到一点,该点为凸透镜的焦点,则凸透镜的焦距f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm。
故答案为:10.0。
14.解:凸透镜成像时,物体放在距离凸透镜30cm处时,光屏到凸透镜的距离为30cm,物距等于像距,则光屏上得到倒立、等大的实像,所以30cm=2f,所以f=15cm。
故答案为:15。
15.解:
由图可知,带水薄膜的形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,即带水薄膜相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用,如果热量集中,会造成干草燃烧,造成火灾。
故答案为:凸透;会聚。
16.解:图中平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后会过另一侧的焦点,如图所示:
17.解:
过光心的光线经凹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反向延长过焦点,由此作图,如图所示:
18.解:(1)中间厚边缘薄的凸透镜是凸透镜,中间薄边缘厚的是凹透镜;所以(1)(4)(5)是凸透镜;
(2)由图可知,a是正立、缩小的像,是凹透镜;b是正立、放大的像,为凸透镜;
(3)凸透镜对光线有会聚作用,由图可知,a的光线会聚了,为凸透镜,b的光线发散了,是凹透镜。
故答案为:(1):(1)(4)(5);(2)a;(3)a。
19.证明:平行入射光光柱的直径为D,则AB=D,光屏上光斑的直径A′B′=d,光屏到透镜的距离为H,则O′F=f﹣H,△AOF∽△A′O′F,,即:,
,
化简得凸透镜焦距的大小:
f=.