3.5 沪粤版八年级上册物理第三章《光和眼睛》奇妙的透镜 专题训练含答案及解析

简单1、中间厚边缘薄的透镜是________透镜，中间薄边缘厚的透镜是________透镜．【分析】透镜分为两种：中间厚，边缘薄的叫凸透镜．中间薄，边缘厚的叫凹透镜．【解答】中间厚，边缘薄的叫凸透镜．中间薄，边缘厚的叫凹透镜．故答案为：凸；凹．2、凸透镜能使平行于主光轴的光_________在一点，这个点叫做_________，用符号_________表示，这一点到光心的距离叫做_________，用符号_________表示．【分析】根据凸透镜焦点和焦距的定义进行解答．【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，用F表示；焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，用f表示．故答案为：会聚；焦点；F；焦距；f．3、如图所示，属于凸透镜的是_________；属于凹透镜的是_________．【分析】中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜，而中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用．【解答】根据凸透镜和凹透镜的形状特点可知，ABC都是中间厚、边缘薄的透镜，都是凸透镜，DE都是中间薄、边缘厚的透镜，都是凹透镜．故答案为：ABC；DE．4、把一个玻璃球分成A、B、C、D、E五块，其截面如图所示，其中能使光线会聚的是_________．【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．故答案为：ACDE．5、给你一个透镜，怎样判断它是凸透镜还是凹透镜？根据你所学的光学知识，简要写出三种判断方法．【分析】（1）中间比边缘厚的是凸透镜；中间比边缘薄的是凹透镜．（2）凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散的作用．（3）凸透镜能作为放大镜使用成放大的像；凹透镜成缩小的像．【解答】答：（1）用手去摸，中间厚、两边薄的说明是凸透镜（不提倡用手摸，可直接观察）（2）透镜正对着太阳光移动，另一侧能得到最小最亮的点说明是凸透镜，出现一个暗圈的是凹透镜．（3）能作为放大镜使用的是凸透镜．把透镜放在字的附近去看字，能起放大作用的是凸透镜，缩小的是凹透镜．6、夏季，晴朗的中午，如果向菜叶上喷洒水，会在叶片上留下小黄斑，这是因为水珠相当于_________镜，对于光线有_________作用．【分析】圆形的小水珠相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，黄色的烫伤斑点说明此处的温度较高，将其与凸透镜的会聚作用联系在一起，即可得到答案【解答】小水珠对光线有会聚作用，可以使平行的太阳光会聚在一起，会聚点的温度较高从而使叶片被烫伤，所以中午，如果向菜叶上喷洒水，会在叶片上留下小黄斑．故答案为：凸透；会聚．7、如图是太阳光通过虚线框内某光学元件后将纸烧焦的现象，由此可知该元件是_________，用到这一元件的光学器件有_________（只举一例）．【分析】凸透镜对光线的会聚作用，知道平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚于焦点．同时掌握凸透镜的应用，知道照相机、放大镜、幻灯机都要用到凸透镜．【解答】从图中可以看出这种元件对光线有会聚作用，所以是凸透镜．放大镜、照相机、幻灯机都用到了凸透镜．故答案为：凸透镜；照相机．8、作图：（1）完成图中的光路图：（2）如图画出了光线通过某一透镜前后光线的方向，请在图中虚线框内画出相应的透镜：【分析】做好本题，要知道平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于凹透镜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，再根据图中给出的光路图作出折射光线或填入适当的透镜．【解答】（1）过凸透镜焦点的光线折射光线平行于主光轴画；过凸透镜焦点的光线折射光线过焦点画；平行于凹透镜主光轴的光线折射光线要反向延长通过焦点，如图所示：（2）第一图光线会聚过焦点，放入凸透镜；第二图光线发散反向延长过焦点，放入凹透镜，如图：9、透镜对着太阳，在离透镜中心3厘米处，形成一个极小的光斑，该透镜是_________透镜，它的焦距是_________厘米．【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】透镜对着太阳，在离透镜中心3厘米处，形成一个极小的光斑，即说明该透镜对光线有会聚作用，即为凸透镜，其焦距即为光斑到透镜的距离，即为3cm．故答案为：凸；3．10、舞台上用的一种追光灯，是由凸透镜和光源组成的．如果要产生平行光，光源应放在凸透镜的__________处．【分析】要解决此题，需要掌握凸透镜对光线的会聚作用．并掌握三条特殊的光线通过凸透镜的情况：（1）过光心的光线，过凸透镜后其传播方向不改变；（2）平行主光轴的光线，经过凸透镜后折射光线过焦点；（3）过焦点射向凸透镜的光线，折射后将平行于主光轴传播．【解答】由凸透镜的作用知，过焦点射向凸透镜的光线，折射光线平行于主光轴．故答案为：焦点．11、下列关于凸透镜或凹透镜的几幅光路图中，错误的是（）A．B．C．D．【分析】要正确做好本题，必须知道：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，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凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点．【解答】A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线过焦点画，此选项是正确的；B、平行于凹透镜主光轴的光线折射后折射光线反向延长过焦点，此选项是正确的；C、平行于凹透镜主光轴的光线折射后折射光线直接过焦点（正确作法如B），此选项是错误的；D、过凸透镜焦点的光线折射后折射光线平行于主光轴画，此选项是正确的；故选C．12、完成图中的光路图【分析】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的光线的反向延长线过焦点；过光心的光线传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．【解答】13、如图展示了一些你熟悉的物理实验．请说出每个实验的实验目的．【分析】一束平行光经过凸透镜后，会聚为一点，是研究凸透镜对光线的会聚作用．【解答】甲：研究凸透镜对光线的会聚作用．简单1. 在2000多年前，我国古人已能“照冰取火”，它们用冰磨成一种冰镜，使太阳光透过它能点燃柴草取火，这种冰镜应为（）A．平面镜B．凹透镜C．凸透镜D．凹面镜【分析】辨别凸透镜和凹透镜可以从形状上判断；也可以从对于光线是会聚还是发散来判断．【解答】透明冰块磨制成一个光学器件，光线可以透过，则AD不符合题意；可以取火是因为这个光学透镜可以使光线会聚，凸透镜又叫会聚透镜可以使光线会聚，故C符合题意；凹透镜是发散透镜，故B不符合题意；故选C．2. 如图所示的光学元件中，对光有发散作用的是（）A．丙和丁B．甲和丁C．甲和乙D．乙和丁【分析】中间比边缘厚的透镜为凸透镜，对光线有会聚作用；中间比边缘薄的透镜为凹透镜，对光线有发散作用．【解答】凹透镜是指中间比边缘薄的透镜，凹透镜对光线有发散作用，符合这个特点的透镜有乙和丁．故选D．3. 一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件（）A．只能是平面镜或凸透镜B．只能是凸透镜或凹透镜C．只能是凹透镜或平面镜D．平面镜、凸透镜和凹透镜均可【分析】有以下几种可能：（1）可以为平面镜的入射光线和反射光线；（2）凸面镜的入射光线和反射光线；（3）凸透镜的过焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线；（4）凹透镜通过另一侧焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线．【解答】若用平面镜或凸面镜，光路如图：若用凸透镜，光路如图：若用凹透镜，光路如图：故选D．4. 关于光现象，下列说法正确的是（）A．人远离平面镜时，平面镜中的像越来越小B．物体经小孔成的像是正立的、缩小的实像C．光从空气射入水中时，传播方向一定改变D．图中空气泡对入射的平行光线具有发散作用【分析】A、根据平面镜成像的特点（物距等于相距、物象等大）分析判断；B、小孔成像的成像原理是光的直线传播，成的像是倒立的，其大小由物体距离小孔的远近决定；C、当光从空气斜射入水时，光的传播方向会发生变化，当光垂直水面入射时，传播方向不发生改变；D、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】A、人远离平面镜时，平面镜中的像也远离，但像的大小与物体等大，故A错；B、小孔成像成的像是倒立的，可以是放大的、缩小的、也可以是等大的，其大小由物体距离小孔的远近决定，故B错；C、当光垂直水面入射时，传播方向不发生改变，故C错；D、玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚的凹透镜，因此对平行光有发散作用，故D正确．故选D．5. 一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法中正确的是（）A．一定是平行光束B．一定是会聚光束C．折射光束比原来的光束会聚一些D．一定是发散光束【分析】凸透镜对光线有会聚作用，不同的入射光线经过凸透镜折射后，其折射光线的传播方向不同，但有一个共同点：折射光束比原来的光束要会聚一些．【解答】题目中对这束入射光没有说明其特点，所以入射光不能确定：若入射光线过凸透镜的焦点，则折射光线是平行光；若入射光线是平行光或是会聚的光线，经过凸透镜折射后，一定会形成会聚光束；若是发散程度较小的入射光线经过凸透镜折射后也有可能形成会聚光束；若入射光线是发散程度很大的入射光线，经过凸透镜会聚后，其折射光线有可能仍是发散光束．由于入射光线的情况不确定，所以经过凸透镜折射后的折射光线的情况也不能确定，以上几种情况都有可能．但由于凸透镜对光线有会聚作用，所以经过凸透镜会聚后的折射光束一定会比原来的入射光束要会聚一些．综上分析故选C．6. 如图所示的透镜对光线起什么作用．【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】第一个透镜对光线有发散作用，所以是凹透镜；第二个透镜对光线有会聚作用，所以是凸透镜．故答案为：发散；会聚．7. 如图所示，一束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点，取走透镜后，光线相交于B点，则该透镜起到______（会聚/发散）作用，是_______透镜，由此说明，能把光线相交于一点的透镜______（一定/不一定/一定不）是凸透镜．【分析】根据题目中放透镜与不放透镜的会聚点位置的变化确定该透镜对光线的作用．从而得到此题的答案．【解答】放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用；所以该透镜是发散透镜即凹透镜；由于凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜可以将光线会聚于一点；但在此种情况下，会聚的入射光线经过凹透镜折射后也会会聚于一点，由此可知，能够使光线会聚于一点的不一定是凸透镜．故答案为：发散；凹；不一定．8. 如图是微型手电筒所用的小灯泡，小灯泡前端的A部分相当于______，对光有______作用．【分析】通过观察图片中A部分的形状判断出与其类似的光学元件，并判断出它的光学作用．【解答】小灯泡前端的A部分中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用．故答案为：凸透镜，会聚．9. 如图所示，完成下面的光路图．【分析】凸透镜有三条特殊光线：过光心的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线：过光心的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．【解答】对于凸透镜，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，过光心的光线其传播方向不变，如下图所示：对于凹透镜，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；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，如下图所示：难题1. 如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线．已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点．由图可知，下列说法中正确的是（）A．透镜是凸透镜，距离OP小于焦距B．透镜是凸透镜，距离OP大于焦距C．透镜是凹透镜，距离OQ小于焦距D．透镜是凹透镜，距离OQ大于焦距【分析】根据光线经透镜后会聚的特点，可判定此透镜为凸透镜，再根据平行主光轴的光线经凸透镜后汇聚焦点，可知P点在焦点的左侧，然后即可判定OP和焦距的关系．【解答】由图中可知，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线．经透镜的作用后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜；因为平行主光轴的光线经凸透镜后汇聚焦点，而a光线如果不发生折射，他将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距．用排除法可知，只有选项A是正确的．故选A．2. 用一直径为20cm的凸透镜正对着太阳光，在凸透镜的另一侧15cm处，有一垂直透镜主光轴的光屏，光屏上显现出一个直径是10cm的光斑，则凸透镜的焦距是（）A．10cm B．20cm C．30cm D．无法确定【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10cm的光斑，说明太阳光经凸透镜未过焦点会聚的，或已过焦点会聚的光斑．【解答】（1）当太阳光未过焦点会聚的光斑，图如下：AB＝20cm，CD＝10cm，OE＝15cm，OF＝f．因为△AFB∽△CFD，所以AB OFCD EF＝即20cm f10cm f15cm-＝，解得f＝30cm．（2）当太阳光过焦点会聚的光斑，如图：AB＝20cm，CD＝10cm，OE＝15cm，OF＝f．因为△AFB∽△CFD，所以AB OFCD EF＝即20cm f10cm15cm f-＝，解得f＝10cm．故A、C符合题意．故选A、C．3.如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，凸透镜和平面镜相距为d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点A，则此凸透镜的焦距为（）A．d B．d2C．3d2D．2d3【分析】（1）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点，这个点就是焦点，透镜光心到焦点的距离就是焦距；（2）平面镜成像的特点是：虚像，物像等大、物像等距、物像连线与镜面垂直．【解答】由图可见，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后应该会聚在焦点，由于平面镜的反射作用，根据平面镜成像的特点，A点就是焦点F的像，因此焦点F到镜面的距离等于A到镜面的距离．由于A是凸透镜与平面镜的中点，即1OA d2=，∴凸透镜的焦距13f d OA d d d22=+=+=．故选C．4. 戴老花镜的老李、老王，戴近视镜的小黄，三人去南极探险．这一天南极阳光明媚，三人从大本营出发了．中午，他们停下休息，准备生火做饭和取暖，却发现打火机丢了．而现在离大本营非常远，面对眼前白茫茫的雪和无尽头的冰，他们应该怎样取得火种呢？办法：______．理由：______．【分析】解决此题要知道中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，老花镜就是凸透镜；凸透镜对光线有会聚作用．【解答】办法：让太阳光对准老花镜，把可燃物放在透镜的焦点上，就可以取火了；理由：凸透镜对光线有会聚作用．故答案为：让太阳光对准老花镜，把可燃物放在透镜的焦点上，就可以取火了；凸透镜对光线有会聚作用．5.如图所示，MN 为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来．【分析】选取物体上的一点，找出其对应的像点，结合凸透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的，过焦点的；过光心的．利用其对应的入射光线的特点，可以确定凸透镜的位置，焦点的位置．【解答】（1）在烛焰上取一点S，在其成的像上找出其对应的像点S′，连接SS′，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；（2）过S点做平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S′，折射光线与凸透镜右侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置，因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点．同理可以做出凸透镜左侧的焦点F．答案如下图所示：6. 请你帮助小钢设计一个实验，在不打开瓶盖和不损坏玻璃瓶的情况下，如图所示，使透明玻璃瓶内系有一个泡沫塑料小球的细绵线断掉．请写出实验所需的器材、实验方法、实验原理．实验器材：实验方法：实验原理：【分析】解决此题要结合凸透镜对光线有会聚作用，可以将太阳光集中于焦点，此处受到太阳光照射而温度升高，如果无奈的达到棉线的燃点，即可烧断棉线．【解答】答：实验器材：凸透镜；实验方法：将凸透镜正对太阳光使其焦点会聚在细线的某点上并照射一段时间；实验原理：凸透镜对光线有会聚作用．7. 小琦在家做实验时，把点光源变为了一束平行光，于是她想能不能再借助凸透镜或凹透镜把一束宽的平行光变为一束窄的平行光呢？你能帮她解决这个问题吗？说出你的方法．【分析】凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线，经凸透镜后会聚在焦点上，经过焦点的光线，经过凸透镜后平行射出．【解答】如图所示，可以把两个凸透镜平行放置，两个透镜之间的距离为两个透镜的焦距之和．8. 为了探究“大小、形状完全相同的凸透镜的焦距是否与制作材料有关”，陈明同学准备了三个大小、形状完全相同的凸透镜，并且知道它们分别是由玻璃、水晶、塑料制成的，请你帮他设计这次探究的全过程，并完成如下工作：（1）在探究活动前，你有哪些猜想？（2）这次探究还需要哪些辅助器材？（3）写出这次探究的主要步骤．（4）请设计出关于实验现象或实验数据的记录表格．（5）在这次探究过程中，你运用的一种主要的科学研究方法是什么？【分析】（1）凸透镜的焦点：平行光经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这个点是凸透镜的焦点．焦距：光心到焦点的距离是焦距．据此进行猜想．（2）探究是需要的器材就是：三只大小、形状完全相同但材料不同的凸透镜，刻度尺．（3）我们用测量焦距的方法依次测出玻璃、水晶、塑料不同材料制成的凸透镜的焦距，比较焦距，得出结论．（4）实验中需要记录的数据就是三个不同凸透镜的焦距，据此画出实验数据记录表格（5）凸透镜的焦距和凸透镜的凸度、大小有光，在探究凸透镜的焦距和材料的关系，我们采用了三只大小、形状完全相同的凸透镜，就是为了保证凸透镜的凸度和大小不变，这种探究方法叫控制变量法．【解答】答：（1）在探究活动前，提出猜想：“大小、形状完全相同的凸透镜的焦距与制作材料有关”．猜想是任意的，只要有猜想依据就可以．（2）实验器材：平行光源制造平行光；分别由玻璃、水晶、塑料制成三只大小、形状完全相同的凸透镜；用光屏呈接焦点；光具座；刻度尺测量焦距．（3）实验步骤：①把平行光源、玻璃凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整它们的中心在同一高度．让平行光源垂直照射玻璃凸透镜，前后移动光屏，在光屏上出现最亮最小的点，用刻度尺量得光心到焦点的距离f1．②用水晶凸透镜替代玻璃凸透镜重复上面的实验记录f2．③用塑料凸透镜替代水晶凸透镜重复上面的实验记录f3．④比较三种凸透镜的焦距是否相同，如果相同，则焦距与制作材料无关；如果三种凸透镜的焦距不同，则焦距与制作材料有关；（4）设计实验表格：记录三个不同材料有一行，凸透镜的焦距f 1、f 2、f 3，如图．材料玻璃f1水晶f2塑料f3焦距f/cm（5）凸透镜的焦距和凸透镜的凸度、大小有光，在探究凸透镜的焦距和材料的关系，我们采用了三只大小、形状完全相同的凸透镜，就是为了保证凸透镜的凸度和大小不变，所以本实验中主要应用了控制变量法．故答案为：（1）大小、形状完全相同的凸透镜的焦距与制作材料有关；（2）平行光源；分别由玻璃、水晶、塑料制成三只大小、形状完全相同的凸透镜；光屏；光具座；刻度尺．（3）主要的步骤：①把平行光源、玻璃凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整它们的中心在同一高度．让平行光源垂直照射玻璃凸透镜，前后移动光屏，在光屏上出现最亮最小的点，用刻度尺量得光心到焦点的距离f1．②用水晶凸透镜替代玻璃凸透镜重复上面的实验记录f2．③用塑料凸透镜替代水晶凸透镜重复上面的实验记录f3．④比较三种凸透镜的焦距是否相同，如果相同，则焦距与制作材料无关；如果三种凸透镜的焦距不同，则焦距与制作材料有关；（4）表格同上；（5）本实验中主要应用了控制变量法．9. 如图所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上．请在图中画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线，并标出反射角的度数．【分析】（1）根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点来作出入射光线；（2）反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角来作；根据反射定律作出反射光线，反射光线与法线的夹角为反射角．【解答】（1）经凸透镜的折射光线过焦点，则入射光线平行于主光轴；（2）过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，因为入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角为：90°－30°＝60°，则反射角也为60°，根据反射角等于60°在法线右侧作出反射光线，并标出反射角；如图所示：难题1、如图一塑料薄膜组成的棚顶下堆放着一堆干草，夏天的雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上．对于下列讨论，正确的说法是（）A．水和塑料薄膜共同起凸透镜作用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．薄膜上的积水形成一个大的平凸透镜，如果其焦点恰好在干草处，干草有可能燃烧。