人教版八年级上学期物理《5.1 透镜》 同步练习(word版 带答案)

5.1
透镜
一．选择题
1．小明用放大镜看说明书上很小的字，当距离字15cm时能看清楚，则该放大镜的焦距可能是（　　）
A．
20cm
B．
15cm
C．
10cm
D．
5cm
2．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
3．如图所示的光学作图中正确的是（　　）
A．光的反射
B．平面镜成像
C．光的折射
D．光通过凸透镜
4．下列各镜片中，属于凹透镜的中（　　）
A．
B．
C．
D．
5．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
6．图所示的透镜中，属于凸透镜的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．光线经过甲乙两透镜后的折射光线如图所示，下列对两透镜类型的分析正确的是（　　）
A．甲透镜的折射光线会聚于一点，说明甲透镜是凸透镜
B．乙透镜的折射光线是发散的，说明乙透镜是凹透镜
C．甲透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明甲透镜是凸透镜
D．乙透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明乙透镜是凸透镜
8．光线经过甲乙两透镜后的折射光线如图所示，则关于两透镜的类型，下列说法正确的是（　　）
A．甲是凸透镜，乙是凹透镜
B．甲是凹透镜，乙是凸透镜
C．甲、乙都是凸透镜
D．甲、乙都是凹透镜
9．在测量凸透镜的焦距时，小明将凸透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的下方，当纸上的光斑并非最小的时候，测得光斑到凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距（　　）
A．一定大于10cm
B．一定小于10cm
C．一定等于10cm
D．可能大于10cm，也可能小于10cm
10．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小于l，则凸透镜从此位置远离纸的过程中光斑会（　　）
A．一直变小
B．一直变大
C．先变大后变小
D．先变小后变大
11．如图，正午时，太阳光直射在水平地面，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
12．光通过透镜前后的方向如图所示。图甲和图乙中方框内的透镜依次是（　　）
A．凸透镜、凹透镜
B．凸透镜、凸透镜
C．凹透镜、凸透镜
D．凹透镜、凹透镜
13．如图所示，虚线方框内为透镜，透镜左侧的两束光经过透镜折射后的出射光如图所示。甲、乙两图中的虚线方框内（　　）
A．甲为凸透镜，乙为凹透镜
B．甲为凹透镜，乙为凸透镜
C．甲、乙都为凸透镜
D．甲、乙都为凹透镜
二．填空题
14．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。
15．透镜是由透明物质做成的一种光学器件，中间厚，边缘薄的叫　
　透镜，中间薄，边缘厚的透镜，叫　
　透镜。　
　透镜对光有会聚作用。　
　透镜对光有发散作用。
16．一束平行光正对凸透镜照射，调节光屏位置直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑。如图甲所示，则该凸透镜的焦距f＝　
　cm用寒暑表测量室外的温度，如图乙所示，温度计的示数是：　
　。
三．作图题
17．分别完成甲、乙图中的光路。
18．如图所示，平面镜垂直于凸透镜的主光轴，一条平行于凸透镜的主光轴的光线，经凸透镜折射和平面反射后，恰好通过凸透镜的光心。请你完成该光路，并确定凸透镜右侧焦点的位置。
19．发光点S发出的两条光线通过透镜的光路如图所示，
（1）该透镜是　
　透镜。（填“凸”或“凹”）
（2）光线a射向平行玻璃砖。在图中
①画出a的射向玻璃前表面的反射光；
②作出光线a穿透玻璃射向墙面的大致光路；
（3）将平行玻璃砖慢慢向墙面靠近，光线a在墙面形成的光斑会　
　（填“上移”、“下移”或“不动”）
20．如图所示，O为凸透镜的光心，F为焦点，请将图中两条光线的光路补充完整。
21．如图所示，SC、SD为点燃的蜡烛发出的两条光线，光线SC平行于凸透镜的主光轴，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点：光线SD斜射到平面镜上。请画出：
①光线SC经过凸透镜折射后的光线；
②光线SD经过平面镜反射后的光线。
四．实验探究题
22．早晨小明去上学，戴眼镜的时候发现和爷爷的老花镜混淆在了一起，请用两种方法区分开小明的近视眼镜和爷爷的远视眼镜。
①　
　
②　
　
23．图（a）是中间镂空的玻璃砖形成的空气凸透镜，当一束平行光射向空气凸透镜时，出射光线是会聚还是发散？请你进行以下探究：
（1）图（b）是中间镂空的玻璃砖形成的空气棱镜，请在图（b）中画出光线O1O2从空气进入玻璃后折射光线O2T的大致位置；
（2）对比分析图（a）、（b），可以猜想：图（a）空气凸透镜对光线有　
　作用；
（3）将空气凸透镜正对着太阳光，用白纸当光屏在另一侧来回移动，如果能在白纸上观察到很小很亮的光斑，说明　
　。
24．凸透镜对光有会聚作用。小羽为了研究凸透镜对不同颜色光的会聚作用。
（1）小羽第一次用红色平行光来研究凸透镜的会聚作用，实验如图甲所示，则他利用红色平行光测得凸透镜的焦距为　
　cm。
（2）小羽回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图乙所示），受此启发，于是他在图甲的实验装置中改用紫色平行光来进行实验，保持凸透镜的位置不变，要使紫色平行光也会聚在光屏上，则光屏沿光具座应该向　
　（选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动。
25．某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，如图所示。
（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜。再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示。让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将　
　（选填“偏离”或“偏向”）主光轴。如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度　
　（选填“会改变”或“不改变”）。在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是　
　。
（2）为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，物理兴趣小组人员做了如下实验：在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与　
　是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是　
　。
26．如图，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，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于　
　透镜，而气泡与周边的水组成　
　透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化？　
　。
27．在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为f，此时两个透镜之间的距离为L．在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为　
　。在本实验中通过平面镜的反射来判断　
　。
参考答案
一．选择题
1．解：小明用放大镜看说明书上很小的字，当距离字15cm时能看清楚，这表明15cm要小于焦距，即焦距大于15cm，故A符合题意。
故选：A。
2．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。
3．解：A、此时入射光线与镜面的夹角为50°，则入射角为90°﹣50°＝40°，反射角等于入射角也等于40°，而图中反射角等于50°，故A错误。
B、分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。故B正确；
C、当线从空气斜射入水中时，折射角应小于入射角，而图中的折射角大于入射角，故C错误；
D、通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，故D错误。
故选：B。
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：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。
6．解：根据透镜的概念，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。
故图中B为凸透镜，ACD为凹透镜。
故选：B。
7．解：光线经过甲之后，折射光线推迟会聚了，故甲应为凹透镜；光通过乙透镜后折射光线会聚了，因此乙为凸透镜。
故选：D。
8．解：光通过甲透镜后折射光线会聚了，因此甲为凸透镜；而光线经过乙之后，折射光线推迟会聚了，故乙应为凹透镜，如图所示。
故选：A。
9．解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点，这点为最小、最亮时是凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离为该透镜的焦距，
测得光斑到凸透镜的距离为10cm，而这个非最小的光斑可能在焦点之前，也可能在焦点之后，故该凸透镜的焦距可能大于10cm，也可能小于10cm。
故选：D。
10．解：光斑到凸透镜的距离为l，若f小于l，则说明该光斑在焦点之后（如下图）；
则凸透镜从此位置远离纸的过程中，相当于凸透镜不动，纸远离凸透镜，所以光斑会一直变大。故选：B。
11．解：
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。
12．解：光通过甲中透镜后折射光线变得会聚了，因此应是凸透镜。
光通过乙中透镜后折射光线变得发散了，因此应是凹透镜。
故选：A。
13．解：从一个发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此是凸透镜。
平行于主光轴的两束光通过乙透镜后折射光线变得会聚了，因此是凸透镜。
故选：C。
二．填空题
14．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。
15．解：中间厚，边缘薄，叫做凸透镜，凸透镜对光有会聚作用；中间薄，边缘厚，叫做凹透镜，凹透镜对光有发散作用。
故答案为：凸；凹；凸；凹。
16．解：甲图中，让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，由图可知：焦点到光心的距离是25.0cm﹣15.0cm＝10.0cm，所以凸透镜的焦距是10.0cm。
图乙中，液柱在零摄氏度以下，分度值为1℃，其示数为﹣22℃。
故答案为：10.0；﹣22。
三．作图题
17．解：甲图中，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；
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；
如图所示：
18．解：平面镜垂直于凸透镜的主光轴，一条平行于凸透镜的主光轴的光线，经过凸透镜后，折射光线经过平面镜反射后会照射到O上，首先做出O通过平面镜所处的像O'，则折射光线会经过O'，根据凸透镜对光线的作用可知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会过焦点，所以则O的像的位置O'即为焦点F的位置；
作图如下；
19．解：（1）由图可知经过透镜的折射光线比原来的入射光线会聚，说明该透镜是凸透镜；
（2）光线a射向玻璃表面时，过入射点作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角，在法线上侧的空气中画出反射光线；
光线从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，当光从玻璃斜射入空气时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角；如图所示：
（3）通过作图可以得到，无论玻璃砖水平移动到哪个位置，入射光线在玻璃砖内向下偏离一定的距离就是射出的光线，所以射出光线的位置不变，光斑不动。
故答案为：（1）凸；（2）见上图；（3）不动。
20．解：
通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
21．解：
①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，由此画出SC经凸透镜折射后的光线，如图所示：
②由图知，D为入射点，过D点作法线，根据反射角等于入射角作出SD的反射光线，如图所示：
四．实验探究题
22．解：小明的近视眼镜是凹透镜，爷爷的远视眼镜是凸透镜，根据凸透镜和凹透镜的成像特点设计方法如下：
方法一：放大镜法：将透镜放到书上，透过透镜看到书上的字变小的是凹透镜，即小明的近视眼镜；字变大的是凸透镜，即爷爷的远视眼镜。
方法二：成实像方法：将透镜放在眼前正对前面的景物，如果看到倒立缩小的物像是凸透镜，正立的是凹透镜。
方法三：阳光聚焦的方法：把透镜正对着太阳光，上下移动能在地面上出现最小最亮的光斑是凸透镜；同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜。
故答案为：①将透镜放到书上，透过透镜看到书上的字变小的是小明的近视眼镜；字变大的是爷爷的远视眼镜；
②将透镜放在眼前正对前面的景物，如果看到倒立缩小的物像是爷爷的远视眼镜，正立的是小明的近视眼镜。
23．解：（1）过入射点O2作法线，光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，由此作出折射光线，如图所示：
；
（2）由上图可知，当光线通过空气凸透镜时是发散的；
（3）将空气凸透镜正对着太阳光，用白纸当光屏在另一侧来回移动，通过在白纸上能否观察到很小很亮的亮点（光斑），说明空气凸透镜对光线有会聚作用；
故答案为：（1）见上图；（2）发散；（3）空气凸透镜对光线有会聚作用。
24．解：（1）在光屏上得到一个最小最亮的光斑，该点为凸透镜的焦点，由图知，焦点到凸透镜光心的距离为40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm；
（2）由乙图可知，紫光的偏折能力最强，所以，他在图甲的实验装置中改用紫色平行光来进行实验时，紫光会聚在光屏上时焦距小，故应将光屏靠近凸透镜。
故答案为：（1）10.0；（2）靠近。
25．解：
（1）由图可知，玻璃容器的形状相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度会发生改变；在玻璃容器中充入蚊香烟雾，当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径；
（2）在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；
故答案为：（1）偏向；会改变；观察光的路径；（2）液体种类；凸透镜对光的偏折射能力与凸透镜的凸起程度有关。
26．解：（1）圆柱型试管充满水的地方，中间比边缘厚，是水凸透镜，凸透镜对光线有会聚的作用，会聚成一条亮线。
（2）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，在气泡的下面对应的位置有黑影。
（3）亮线的位置相当于焦点的位置，如果把白纸从靠近试管向下移动过程中，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗，是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。
故答案为：凸；凹；先变细再变粗。
27．解：
当凸透镜的焦点位于凸透镜与凹透镜之间时，因为从凹透镜出来的光线为发散光线，所以不可能经过凸透镜焦点；
当凸透镜焦点位于凹透镜左边时，则可能从凹透镜出来的光线的反向延长线经过凸透镜的焦点；而射入凹透镜的光线为平行光线，故从凹透镜出来的光线的反向延长线也经过凹透镜的焦点，因而凹透镜的焦点与凸透镜的焦点重合，如图，所以凹透镜的焦距f′＝f﹣L。
在本实验中通过平面镜的反射来判断：在光的反射中，光路是可逆的。
故答案为：f﹣L；光路是可逆的。