3.5奇妙的透镜一．选择题（共10小题）1．下列属于凹透镜的是（　　）A．B．C．D．2．小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小，当纸片远离透镜时，光斑一直变大，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距（　　）A．一定小于LB．一定大于LC．可能等于LD．可能小于L、也可能大于L3．关于透镜的下列说法正确的是（　　）A．凸透镜有实焦点B．凹透镜有实焦点C．凸透镜和凹透镜都有实焦点D．通过凸透镜的光都一定会聚到焦点4．下列关于凸透镜的说法中正确的是（　　）A．所有的凸透镜都只有右侧一个焦点B．一个凸透镜的焦距是随时变化的C．过光心的直线都叫主光轴D．凸透镜的焦距越小，对光的会聚能力越强5．如图所示，一束平行光经过中间为“空气凹透镜”的玻璃砖后将会（　　）5A．还是平行光B．发散C．会聚D．以上都有可能6．一块玻璃砖，中间有一饼形气泡，如图所示，一束平行光线经过玻璃砖后将（　　）A．被发散B．被会聚C．还是平行光D．无法判断7．如图所示的光路图中。完全正确的是（　　）A．B．C．D．8．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9．正午时，太阳光垂直照射水平地面，取一直径是15cm的圆形的薄透镜正对阳光，在距透镜12cm的地面上得到一个光斑，其直径是5cm，若将透镜向上移动少许，光斑变小，则透镜的焦距是（　　）A．6cmB．12cmC．18cmD．24cm10．将点燃的蜡烛放在凸透镜前，在透镜另一侧的光屏上得到清晰放大的像，如图所示，图中凸透镜焦距用f表示，与图中标注的L1和L2的大小关系正确的是（　　）A．L1＞fB．L1＞2fC．L1＜f＜L2D．f=　5第Ⅱ卷（非选择题）请点击修改第Ⅱ卷的文字说明评卷人得分二．填空题（共10小题）11．在学习凸透镜时，小可利用平行光源照射凸透镜后交于A点（如图所示），说明凸透镜对光有　　作用。小可认为A点就是该凸透镜的焦点，请对他的观点作出评判：　　。12．如图示一种小手电筒。为了能照的更远些，发光的二极管前方是一个塑料的凸透镜，这是利用了凸透镜对光线有　　作用；在使用手电筒时，不能将电池的正负极装反了，这是因为发光二极管具有　　的特点。13．在利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小华将凸透镜正对阳光，再把一张白纸放在它的下方，如图所示，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L．你认为凸透镜的焦距f　　（可能大于/等于/一定小于）距离L．然后小华将凸透镜逐渐远离白纸，如果光斑变大，则凸透镜的焦距f一定　　（大于/等于/小于）刚才测得的距离L。14．如图所示，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。由图可知，凸透镜对光线具有　　作用，该凸透镜的焦距是　　cm。515．凸透镜的焦距是表示凸透镜对光线会聚能力的一个物理量，两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别为4cm和6cm，那么焦距为　　cm的凸透镜对光线会聚的能力强一些。16．如图所示，是一款人脸识别门禁一体机，它通过摄像镜头捕捉人脸信息，并将所拍图象与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行比对。该摄像镜头相当于一个凸透镜，它对光线有　　作用。17．如图所示的四块玻璃制成的透镜中，属于凸透镜的是　　，属于凹透镜的是　　。对透过的光线有会聚作用的透镜的是　　，对透过的光线有发散作用的透镜的是　　（写字母）。18．在森林里游客如果随地丢弃装水的透明圆饮料瓶，可能会引起森林火灾，这是因为饮料瓶相当于　　镜，它对光有　　作用；透过装了水矿泉水瓶看手指，看到的手指是　　的（选填“放大”、“缩小”或“不变”）。19．如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中一个透镜对光线起的作用与另外三个不同，这个透镜的是　　（选填“a”、“b”、“c”、“d”），它对光线起　　作用。20．在防盗门上安装一只“猫眼”，屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人是一个正立、缩小的像，根据你的判断这个“猫眼”相当于　　镜。　三．作图题（共2小题）521．黑箱内有一只焦距为3cm的透镜和一只平面镜。请在黑箱内填上光学仪器，画出完整的光路，标明入射角的度数。22．如图所示，OO'为凸透镜的主光轴，S'为点光源S经凸透镜所成的像，SA为光源S发出的一条光线。请在图中适当的位置画出凸透镜，并完成光线SA通过凸透镜的光路图。四．实验探究题（共2小题）23．为了粗测出凸透镜的焦距，小强拿一张白纸和一把刻度尺，利用太阳光作光源进行了实验。请将以下实验步骤的每一步叙述补充完整。（1）拿一个凸透镜　　着太阳光；（2）再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与　　的距离，直到纸上的光斑变得最　　最　　；（3）最后测量这个光斑到　　的距离，即为凸透镜的焦距。24．在探究“凸透镜成像规律”的实验中。（1）如图1平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=　　cm；（2）如图2光屏上呈现清晰的像，　　就是根据这一原理制作成的；（3）如图3保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中　　处能观察到烛焰的像；（4）如图4在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是　　眼镜（“近视”或“远视”）。5参考答案与试题解析　一．选择题（共10小题）1．【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ABD，中间比边缘薄的是C．所以属于凹透镜的是C。故选：C。　2．【分析】根据纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，根据凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大可推断焦点在光斑之前，从而判断焦距。太阳光可看做是平行光，平行光照射到凸透镜上经过折射后会聚到焦点，若光屏到透镜的距离小于或大于焦距的距离，则在光屏上形成的光斑都不是最小的。【解答】解：由于光斑到凸透镜的距离为l时，即像距为l时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f≠l；若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此f一定小于l．故BCD错误，故A正确。故选：A。　3．【分析】①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚的点叫焦点，且是实焦点，故凸透镜对光线有会聚作用；②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线会交于一点，叫做凹透镜的焦点，且是虚焦点，故凹透镜对光线有发散作用。【解答】解：ABC、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后能够会聚在主光轴上的一点，所以凸透镜有实焦点；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线会交于主光轴上一点，所以凹透镜有虚焦点；故A正确，BC错误；D、平行于主光轴的光经过凸透镜后一定会聚到焦点，但其它入射光线不一定会聚到焦点上。故D错误。故选：A。　4．【分析】（1）对于一个凸透镜，有两个焦点，即左右各有一个；（2）同一个凸透镜的焦距是不变的；（3）透镜所在两个球的球心的连线叫做主光轴；（4）对于凸透镜，其焦距越短，会聚能力就越强。【解答】解：A、所有的凸透镜的左右两侧都有两个焦点，故A错误；B、同一个凸透镜的焦距是不变的，故B错误；C、透镜所在两个球的球心的连线叫做主光轴，故C错误；D、对于凸透镜，其焦距越短，会聚能力就越强，故D正确；故选：D。　5．【分析】可以看作是两个凸透镜组合在一起了，而凸透镜对光线有会聚作用。【解答】解：中间为“空气凹透镜”的玻璃砖可看作是两个凸透镜组合在一起了，而光线经过凸透镜后会变得会聚，经过两个凸透镜变得更加会聚。故选：C。　6．【分析】要判断光线通过玻璃砖后会怎样，关键是要看玻璃砖属于什么透镜。图中，玻璃砖是被气泡分成了两部分，这两部分都属于凹透镜，凹透镜对光有发散作用。【解答】解：（1）如果不对图片进行分析，很容易误选B，因为凸形气泡不是玻璃元件，故它不是凸透镜；（2）玻璃砖被气泡分成两部分，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。故选：A。　7．【分析】要解答本题需掌握：①凸透镜对光线有会聚作用。②凹透镜对光线有发散作用。③在光的反射现象中，反射角等于入射角。④光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角。【解答】解：A、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后将发散出去，而此图中光线会聚了，故本选项错误；B、在光的反射现象中，反射角等于入射角，而此图中反射角大于入射角，故本选项错误；C、光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，而此图中折射角大于入射角了，故本选项错误；D、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在焦点上，故本选项正确。故选：D。　8．【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：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。　9．【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。得到的是5cm的光斑，说明太阳光经凸透镜未过焦点会聚的光斑。【解答】解：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。在距透镜12cm的地面上得到一个光斑，说明太阳光经凸透镜未过焦点会聚的。将透镜向上移动少许，光斑变小，说明太阳光经凸透镜是没过焦点会聚的光斑。由图知EF=5cm，AB=15cm；因为△AOB∽△EOF；所以=，因为CO=f，CD=12cm，=，解得：f=18cm。故选：C。　10．【分析】凸透镜成像的规律：当u＞2f时，成倒立、缩小的实像。此时f＜v＜2f。当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f。【解答】解：由图知，光屏上成倒立、放大的实像，则f＜L1＜2f，故A正确，BC错误；L1＞f，L2＞L1＞f，所以f＜，故D错误。故选：A。　二．填空题（共10小题）11．【分析】凸透镜对光线具有会聚作用；平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到焦点上。【解答】解：由图可知，平行光线经过凸透镜后会汇聚到某一点，这说明凸透镜有会聚作用；平行于主光轴的光线经过凸透镜后会汇聚到焦点上，由于图中平行光线不一定平行于主光轴，故无法判定A点是否为焦点。故答案为：会聚；只有平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后才会聚到焦点上。　12．【分析】凸透镜对光线有会聚作用，可使平行光会聚在一点上，从焦点发出的光线经过凸透镜后会变为平行光线。二极管具有单向导电性。【解答】解：凸透镜对光线具有会聚作用，从焦点发出的光线经过凸透镜后会变为平行光线，把小灯泡放在凸透镜的焦点上，凸透镜能使小灯泡发出的光线变成平行光，能照的更远些；将电池的正负极装反了灯不发光，说明发光二极管具有单向导电性。故答案为：会聚；单向导电。　13．【分析】（1）这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，从这两种可能进行分析。（2）一定要明确焦点之前的光线是会聚的，焦点之后的光线是发散的。【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点，这点是凸透镜的焦点，光线到达焦点并且继续向前射出，这个非最小的光斑可能在焦点之前，也可能在焦点之后。如果光斑在焦点之前，焦距会大于L，如果光斑在焦点之后，焦距会小于L。如果凸透镜远离白纸，此时光斑变大，说明光斑在焦点之后，焦距小于L。如果凸透镜远离白纸，此时光斑变小，说明光斑在焦点之前，焦距大于L。故答案为：（1）可能大于；（2）小于。　14．【分析】通过甲图所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距。【解答】解：由图可知，凸透镜对光线具有会聚作用；平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点；焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距f=41.0cm﹣30.0cm=11.0cm。故答案为：会聚；11.0。　15．【分析】解答本题要知道：①焦距的概念（焦点到光心的距离叫焦距）；②凸透镜的焦距越小，凸透镜的会聚能力越强。【解答】解：根据焦距的定义，焦距是焦点到透镜光心的距离，焦距越短，平行光经凸透镜折射后的会聚点离光心越近，说明对光线会聚的能力更强。故焦距为4cm的凸透镜对光的会聚能力强。故答案为：4。　16．【分析】凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜成像规律之一是：当u＜2f时，成倒立、缩小的实像。照相机等就是根据这个原理制成的。【解答】解：人脸识别门禁一体机上安装的摄像镜头相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。故答案为：会聚。　17．【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，凸透镜对光线具有会聚作用；中间比边缘薄的透镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。【解答】解：如图，bd透镜中间比边缘厚是凸透镜，对光线具有会聚作用；ac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：bd；ac；bd；ac。　18．【分析】丢弃的饮料瓶类似于凸透镜，会使太阳光会聚到一点，从而使局部的温度过高，从而引起火灾；放大镜成正立放大的虚像。【解答】解：装水的饮料瓶中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，它能使太阳光会聚于焦点，焦点处的光最集中，温度最高，可点燃枯草、枯枝和树叶等易燃物。透过装了水矿泉水瓶看手指，此时的矿泉水瓶相当于放大镜，故看到的手指是放大的。故答案为：凸透；会聚；放大。　19．【分析】首先要仔细观察入射光线和折射光线的特点，然后再根据凸透镜和凹透镜的光学特点来作出选择。【解答】解：从四个光线通过透镜的情形可知，a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有c的入射光线经透镜折射后，折射光线变得会聚了，所以是凸透镜，它对光线起会聚作用。故答案为：c；会聚。　20．【分析】“猫眼”是由两块透镜组合而成。当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜。物镜的焦距极短，它将室外的人或物成一缩得很小的正立虚像，此像正好落在目镜的第一焦点之内，目镜起着放大镜的作用，最后得到一个较为放大的正立虚像，所以防盗门镜的作用相当于一个凹透镜。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：“猫眼”是由两块透镜组合而成。当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜。最后看到来客的正立、缩小的像，所以防盗门的“猫眼”相当于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。　三．作图题（共2小题）21．【分析】根据入射光线和光线经平面镜反射后的光线特点分析，由凸透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚在焦点上，结合几何知识即可确定光线经平面镜反射后的反射角的度数。【解答】解：因为平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚在焦点，所以折射光线（平面镜的入射光线）正好经过焦点上，反向延长反射光线，与折射光线交于A，过A做出法线，再过A点做法线的垂线，可得平面镜的位置。由题知，BO=OF=f=3cm，在Rt△OBF中，∠OFB=45°，反射角也等于45°，如图所示：　22．【分析】本题的关键是确定凸透镜的位置，根据过凸透镜光心的光线传播方向不变，找到凸透镜的光心，根据已知的主光轴画出凸透镜的位置；根据点光源发出的光线SA经凸透镜折射后通过它的像点S′，完成光路图。【解答】解：过凸透镜光心的光线传播方向不变，所以连接SS′，交凸透镜的主光轴于一点（该点为光心），过交点垂直主光轴画出凸透镜；入射光线SA交凸透镜于点A，连接AS′并用箭头标出光的传播方向，即为入射光线SA的折射光线。　四．实验探究题（共2小题）23．【分析】（1）根据凸透镜对光线的会聚作用来分析即可。（2）要解决此题，首先要掌握焦点的概念：平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点。（3）根据焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可。【解答】解：（1）太阳光相当于平行光，故利用凸透镜对平行光的会聚作用可以粗侧凸透镜的焦距；故应使凸透镜正对着太阳光。（2）太阳光在白纸上会聚成的最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点。故把一张纸放在凸透镜的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变得最小、最亮即可。（3）测出焦点到凸透镜的距离，便为凸透镜的焦距。故答案为：（1）正对；（2）纸；小；亮；（3）凸透镜。　24．【分析】（1）图中测量凸透镜焦距的方法：平行光聚焦法，亮点为焦点，焦点到光心的距离为就焦距，由此可以确定其焦距是多少；（2）当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；光的折射中光路是可逆的，据此进行分析；（3）u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像；（4）远视眼成因：眼球晶状体的曲度过小，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的后方造成远视眼。【解答】解：（1）由图甲知，焦点到凸透镜的距离为20.0cm﹣10.0cm=10.0cm，所以凸透镜的焦距为f=10.0cm；（2）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u=15cm，2f＞u＞f，凸透镜成倒立放大的实像；（3）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，此时u=16cm﹣10cm=6cm，u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察；（4）将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明提前成像了，故放置的是使光线会聚的凸透镜，这种眼镜是用来矫正远视眼的。故答案为：（1）10.0；（2）倒立、放大；（3）B；（4）远视。