第五單元《透鏡及其應用》1.透鏡（雙基過關）（解析版）

八年級物理大單元設計第五單元透鏡及其應用1.透鏡知識點一、透鏡及其對光線的作用1.透鏡：至少有一個外表面是球面的一部分，用透明材料制成的鏡片。2.透鏡的種類：（1）凸透鏡：①概念：中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡；②圖示：③應用實例：放大鏡、老花鏡。（2）凹透鏡：①概念：中間薄，邊緣厚的透鏡叫凹透鏡；②圖示：③應用實例：近視眼鏡。（3）辨析凸透鏡或凹透鏡的方法：①觀察或隔著鏡布去摸鏡片，感覺透鏡中間和邊緣的厚薄，從而分辨凸透鏡和凹透鏡；②可以迎著光線去透射，對光線有會聚作用的是凸透鏡，對光線有發(fā)散作用的是凹透鏡。3.主光軸和光心：（1）主光軸：①概念：通過透鏡兩個球面球心的直線叫做主光軸，簡稱主軸。②圖示：如圖點劃線C1C2。（2）光心：①概念：主光軸上有個特殊的點，通過這個點的光線傳播方向不變，這個點叫做透鏡的光心，用字母“O”表示。②圖示：如圖上圖中的點O。4.凸透鏡對光線的作用（1）凸透鏡對光有會聚作用，凸透鏡又叫會聚透鏡。（2）理解：凸透鏡對光有會聚作用，不是指光經凸透鏡后一定會聚在一點上，而是指光經凸透鏡折射后，折射光線向主光軸偏折，如圖。5.凹透鏡對光線的作用（1）凹透鏡對光有發(fā)散作用，凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。（2）理解：凹透鏡對光有發(fā)散作用，是指光經凹透鏡折射后，折射光線偏離主光軸，經凹透鏡折射后的光線也可能相交于一點，如圖?；A自測1．（2023·全國·八年級校聯考假期作業(yè)）圖所示的六個透鏡中，屬于凹透鏡的是（）A．①③⑤ B．②④⑤C．③⑤⑥ D．④⑤⑥【答案】C【解析】根據凸透鏡和凹透鏡的形狀特點可知，①②④都是中間厚、邊緣薄的透鏡，都是凸透鏡；③⑤⑥都是中間薄、邊緣厚的透鏡，都是凹透鏡，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。2．（2023·湖南株洲·統考一模）裝了水的球形玻璃魚缸，相當于一個（）A．凸透鏡 B．凹透鏡 C．平面鏡 D．凸面鏡【答案】A【解析】裝了水的圓形玻璃缸中間厚，邊緣薄，相當于一個放大鏡，放大鏡其實質就是凸透鏡。故選A。3．（2023秋·廣東廣州·八年級執(zhí)信中學?？计谀┤鐖D所示，一束光經過一個透鏡后會聚于主光軸上的A點，取掉透鏡后，光會聚于B點，則該透鏡的種類以及對光線起的作用分別是（

）A．凸透鏡會聚 B．凹透鏡會聚 C．凸透鏡發(fā)散 D．凹透鏡發(fā)散【答案】D【解析】放上透鏡的會聚點A要比不放透鏡的會聚點B更要遠離透鏡，由此可知，該透鏡對光線有發(fā)散作用，所以該透鏡是發(fā)散透鏡即凹透鏡，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。4．（2023·內蒙古包頭·校考三模）下列說法中正確的是（）A．凹透鏡只對平行光有發(fā)散作用B．漫反射不遵循光的反射定律C．人離平面鏡越近，人在平面鏡中所成的像就越大D．一束太陽光通過三棱鏡可以分解為不同的色光【答案】D【解析】A．凸透鏡對光線有發(fā)散作用，不單指對平行光，故A錯誤；B．根據光的特性可知，漫反射也遵循光的反射定律，故B錯誤；C．由平面鏡成像特點可知，平面鏡成像與物體是等大的，不管人離平面鏡遠還是近，人在平面鏡中所成的像始終與物體是等大的，因此人離平面鏡越近，人在平面鏡中所成的像不會越大，故C錯誤；D．當太陽光經過三棱鏡后，會分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光，這是光的色散現象，故D正確。故選D。5．（2023·全國·八年級校聯考假期作業(yè)）如圖所示是兩束激光分別射向并通過甲、乙兩透的傳播路徑，甲、乙透的類型分別是（）A．甲、乙都是凸透鏡 B．甲、乙都是凹透鏡C．甲是凸透鏡，乙是凹透鏡 D．甲是凹透鏡，乙是凸透鏡【答案】C【解析】從圖知，通過甲透鏡的光線比入射光線向主光軸靠攏，對光有會聚作用，因此甲是是凸透鏡；通過乙透鏡的光線比起入射光線更加遠離主光軸，所以乙對光線有發(fā)散作用，故乙為凹透鏡，綜上分析知，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。6．（2023春·八年級校聯考單元測試）一家汽車美容店的門口貼著如圖所示的“愛車小貼主”，這是因為車身上的小水珠相當于，對光有作用。

【答案】凸透鏡會聚【解析】[1][2]凸透鏡對光有會聚作用。水滴好比一個小的凸透鏡，對平光有會聚作用。7．（2023·北京·北京市陳經綸中學分校?？家荒＃┤鐖D所示，有一個中空的平行玻璃磚，中空部分的形狀猶如一個凸透鏡。有一束平行光從左側垂直入射玻璃磚，從右側出射之后，是（選填“會聚”或“發(fā)散”）光束。請說明你判斷的理由（可畫圖輔助說明）?！敬鸢浮堪l(fā)散見解析【解析】[1][2]中空部分的形狀猶如一個凸透鏡，但不是玻璃元件，則中空部分兩側的玻璃磚是中間薄、邊緣厚，即兩側的玻璃相當于兩個凹透鏡，因此對照過去的平行光有發(fā)散作用。8．（2023秋·天津武清·八年級天津英華國際學校校考期末）晴朗的夏日中午，往樹或花的葉子上澆水，常常會把葉子燒焦，其原因是：這時葉面上的水珠相當于鏡，它對光具有作用，使葉子的溫度升高，而將葉子燒焦?！敬鸢浮客雇笗邸窘馕觥縖1][2]圓形的小水珠相當于一個凸透鏡，對光線有會聚作用，可以使平行的太陽光會聚在一起，會聚點的溫度較高從而使葉片被燒焦，所以如果晴朗的夏日中午，往樹或花的葉子上澆水，常常會把葉子燒焦。知識點二、透鏡的焦點、焦距及三條特殊光線1.焦點：（1）平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚于主軸上一點，這一點叫凸透鏡的焦點（F）。凸透鏡的焦點有兩個，分別位于凸透鏡的兩側，是實際光線會聚而成的，叫實焦點。如下圖甲。（2）平行于凹透鏡主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線會交于主光軸上一點，這一點叫凹透鏡的焦點（F）。凹透鏡也具有兩個焦點，分別位于凹透鏡兩側。由于凹透鏡的焦點是由折射折射光線的反向延長線相交而成，叫虛焦點。如上圖乙。2.焦距（1）定義：焦點到光心的距離叫焦距，用f表示。上兩圖中已標出焦距。（2）凸透鏡的焦距長短反映了凸透鏡對光線會聚能力的強弱，焦距越短，會聚能力越強；凹透鏡的焦距長短反映了凹透鏡對光線發(fā)散能力的強弱，焦距越短，發(fā)散能力越強。（3）相同口徑的凸透鏡，表面越凸，焦距越短，會聚作用就越強，光線通過透鏡后偏折得越厲害。（4）粗略測量凸透鏡焦距的方法——平行光聚焦法如圖所示，將凸透鏡正對著太陽光(可看成是平行光)，再拿一張紙放在它的另一側，來回移動，直到紙上的光斑最小、最亮，測量這個光斑到凸透鏡光心的距離，即為該凸透鏡的焦距。3.透鏡的三條特殊光線：（1）凸透鏡的三條特殊光線：①通過凸透鏡光心的光線傳播方向不發(fā)生改變，如圖甲；②過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后，折射光線平行于主光軸，如圖乙；③平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡折射后，折射光線過焦點，如圖丙。甲乙丙（2）凹透鏡的三條特殊光線：①通過凹透鏡光心的光線傳播方向不發(fā)生改變，如圖甲；②射向凹透鏡的光線，如果其延長線通過焦點，則該光線經凹透鏡折射后，折射光線平行于主光軸，如圖乙；③平行于凹透鏡主光軸的光線經凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過凹透鏡的焦點，如圖丙。甲乙丙基礎自測：9．（2023·全國·九年級專題練習）關于凸透鏡的焦點和焦距，下列說法錯誤的是（）A．凸透鏡有兩個實焦點B．凸透鏡兩個焦點之間的距離叫焦距C．平行于主光軸的光線經過凸透鏡后會聚于焦點D．把點光源放在焦點上，通過凸透鏡后的折射光線一定平行于主光軸【答案】B【解析】AC．平行于主光軸的光線經凸透鏡的折射后將會聚于一點，這個點是實際光線會聚而成，因此是實焦點，凸透鏡左右兩側各有一個實焦點。故AC正確，AC不符合題意；B．凸透鏡中心到焦點的距離稱為焦距。故B錯誤，B符合題意；D．平行于主光軸的光線經凸透鏡的折射后將會聚于焦點處，根據光路是可逆的，若把點光源放在焦點上，通過凸透鏡后的折射光線一定平行于主光軸。故D正確，D不符合題意。故選B。10．（2023春·八年級校聯考課時練習）如圖所示，將凸透鏡正對太陽光，其下方的白紙上呈現一個光斑，這時光斑到凸透鏡的距離為20cm。若在凸透鏡遠離白紙的過程中光斑一直變大，則凸透鏡的焦距（）A．一定大于20cmB．一定等于20cmC．一定小于20cmD．可能小于20cm，也可能大于20cm【答案】C【解析】由于光斑到凸透鏡的距離為20cm時，即像距為20cm時，紙上呈現一個并非最小的光斑，這個光斑可能是焦點之后的，也可能是焦點之前的光斑，所以凸透鏡的焦距f≠20cm；若凸透鏡遠離紙的過程中光斑一直變大，說明凸透鏡的焦點不在光斑之后，故焦點應在光斑之前，因此f一定小于20cm，故C符合題意。故選C。11．（2023秋·江蘇·八年級?？计谀┬⌒峭瑢W利用太陽光測量凸透鏡的焦距，方法如圖所示。他注意到讓凸透鏡正對陽光，光斑并非最小最亮，凸透鏡中心的距離l，那么凸透鏡的實際焦距（）A．一定小于l B．一定大于lC．可能等于l D．可能小于l、也可能大于l【答案】D【解析】凸透鏡對光線有會聚作用，太陽光相當于平行光線，經凸透鏡折射后在焦點之前是會聚光線，經過焦點之后又會變成發(fā)散光線，光斑并非最小最亮，表明其可能是焦點之前，也可能是焦點之外。故可能小于l、也可能大于l，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。12．（2023春·河南新鄉(xiāng)·八年級?？茧A段練習）最簡單的透鏡的兩個表面都是球面的一部分，通過兩個球心的直線叫做透鏡的，到凸透鏡光心的距離叫做焦距?！敬鸢浮恐鞴廨S焦點【解析】[1]透鏡的兩個表面都是球面的一部分，通過兩個球心的直線也通過透鏡的光心，我們將這條直線叫做透鏡的主光軸。[2]凸透鏡能將平行于主光軸的光線會聚在一點上，這點叫做凸透鏡的焦點，焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距。13．（2023秋·八年級校聯考課時練習）請將所示光路補充完整。【答案】，【解析】平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點；過凸透鏡光心的光線傳播方向不改變。如圖所示：平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點，過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變，如圖所示：知識點三、利用透鏡對光的作用作圖1.實際生活中有些光學元件既用到了面鏡，又用到了透鏡，解決這類問題，可用綜合分析法，即綜合各種元件對光的作用完成光路，或填充相應的光學元件。2.判斷透鏡類型的技巧：用虛線延長入射光線與折射光線做比較（1）延長線在折射光線外側→凸透鏡；（2）延長線在折射光線內側→凹透鏡。3.透鏡光路作圖方法：判斷透鏡類型→判斷所給光線的特點→根據三條特殊入射光線的折射特點作圖。4.利用透鏡的三條特殊光線尋找像點物體發(fā)出的光通過透鏡后都可能成像，尋找像點的方法：通過物體上的某點A，向透鏡引出任意兩條特殊光線（可以是過光心的光線、過透鏡焦點的光線或平行于主光軸的光線中的兩條），若出射光線能相交于一點，則該點為物體上A點的實像點；若出射光線不能相交于一點，但其反向延長線相交于一點，則該點為物體上A的虛像點。5.光學綜合作圖要熟記光的反射定律和光的折射規(guī)律。要根據以下內容完成光路圖：(1)平面鏡與凸透鏡的聯系：平面鏡的反射光線也是過凸透鏡焦點的入射光線；(2)對于凸透鏡：過焦點的入射光線經凸透鏡折射后平行于主光軸射出；(3)對于平面鏡：反射光線與入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角。基礎自測：14．（2023春·八年級校聯考課時練習）在框內填上適當的透鏡。

【答案】見解析【解析】[1]平行光線被發(fā)散，所以是凹透鏡。如圖所示：

[2]要相交的光線平行，不再相交，光線被發(fā)散了，是凹透鏡。如圖所示：

15．（2023·河南平頂山·統考一模）在物理學習過程中，我們要對物理現象的原理有深刻的認識才能靈活應用。比如研究凸透鏡能成實像時，焦點以外的某點光源發(fā)出的光經過凸透鏡折射后，所有的折射光線都被會聚在同一個點，這個點就叫做這個點光源的實像。根據這個原理請你較準確地畫出S發(fā)出的光線SA經過凸透鏡后的折射光線。（F是凸透鏡的焦點，S是一個點光源，點O為光心）

【答案】

【解析】平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點，通過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不變，這兩條折射光線的交點為S的像點；點光源S發(fā)出的光經凸透鏡折射后一定過像點，據此可作出SA光線的折射光線，如圖所示：

16．（2023·山東聊城·統考三模）用一條光線照射凸透鏡，折射光線a恰好經過凸透鏡另一側焦點。然后經水平地面上的平面鏡反射，請在圖中畫出a的入射光線并標出反射角度數。

【答案】

【解析】圖中提供的是經凸透鏡折射后的折射光線，該折射光線過凸透鏡的焦點，根據平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點，對應的入射光線應與主光軸平行；圖中的折射光線入射到平面鏡上，先過入射點垂直平面鏡畫出法線（用虛線），入射角為90°﹣30°＝60°，則反射角等于入射角等于60°，在法線右側畫出反射光線，如圖所示：

17．（2023·重慶·九年級專題練習）如圖所示，MN是平面鏡，S'是點光源S在平面鏡中所成的像，S發(fā)出的一條光線經平