第五單元《透鏡及其應(yīng)用》1.透鏡（雙基過關(guān)）（解析版）

八年級(jí)物理大單元設(shè)計(jì)第五單元透鏡及其應(yīng)用1.透鏡知識(shí)點(diǎn)一、透鏡及其對(duì)光線的作用1.透鏡：至少有一個(gè)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(yīng)用實(shí)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(yīng)用實(shí)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(duì)光線有會(huì)聚作用的是凸透鏡，對(duì)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(gè)球面球心的直線叫做主光軸，簡稱主軸。②圖示：如圖點(diǎn)劃線C1C2。（2）光心：①概念：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過這個(gè)點(diǎn)的光線傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心，用字母“O”表示。②圖示：如圖上圖中的點(diǎn)O。4.凸透鏡對(duì)光線的作用（1）凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡。（2）理解：凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，不是指光經(jīng)凸透鏡后一定會(huì)聚在一點(diǎn)上，而是指光經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線向主光軸偏折，如圖。5.凹透鏡對(duì)光線的作用（1）凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。（2）理解：凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，是指光經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線偏離主光軸，經(jīng)凹透鏡折射后的光線也可能相交于一點(diǎn)，如圖?；A(chǔ)自測1．（2023·全國·八年級(jí)校聯(lián)考假期作業(yè)）圖所示的六個(gè)透鏡中，屬于凹透鏡的是（）A．①③⑤ B．②④⑤C．③⑤⑥ D．④⑤⑥【答案】C【解析】根據(jù)凸透鏡和凹透鏡的形狀特點(diǎn)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(tǒng)考一模）裝了水的球形玻璃魚缸，相當(dāng)于一個(gè)（）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(dāng)于一個(gè)放大鏡，放大鏡其實(shí)質(zhì)就是凸透鏡。故選A。3．（2023秋·廣東廣州·八年級(jí)執(zhí)信中學(xué)?？计谀┤鐖D所示，一束光經(jīng)過一個(gè)透鏡后會(huì)聚于主光軸上的A點(diǎn)，取掉透鏡后，光會(huì)聚于B點(diǎn)，則該透鏡的種類以及對(duì)光線起的作用分別是（

）A．凸透鏡會(huì)聚 B．凹透鏡會(huì)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(huì)聚點(diǎn)A要比不放透鏡的會(huì)聚點(diǎn)B更要遠(yuǎn)離透鏡，由此可知，該透鏡對(duì)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(nèi)蒙古包頭·?？既＃┫铝姓f法中正確的是（）A．凹透鏡只對(duì)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(duì)光線有發(fā)散作用，不單指對(duì)平行光，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)光的特性可知，漫反射也遵循光的反射定律，故B錯(cuò)誤；C．由平面鏡成像特點(diǎn)可知，平面鏡成像與物體是等大的，不管人離平面鏡遠(yuǎn)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(huì)越大，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)太陽光經(jīng)過三棱鏡后，會(huì)分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種單色光，這是光的色散現(xiàn)象，故D正確。故選D。5．（2023·全國·八年級(jí)校聯(lián)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(duì)光有會(huì)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(yuǎn)離主光軸，所以乙對(duì)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(jí)校聯(lián)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?yàn)檐嚿砩系男∷橄喈?dāng)于，對(duì)光有作用。

【答案】凸透鏡會(huì)聚【解析】[1][2]凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用。水滴好比一個(gè)小的凸透鏡，對(duì)平光有會(huì)聚作用。7．（2023·北京·北京市陳經(jīng)綸中學(xué)分校?？家荒＃┤鐖D所示，有一個(gè)中空的平行玻璃磚，中空部分的形狀猶如一個(gè)凸透鏡。有一束平行光從左側(cè)垂直入射玻璃磚，從右側(cè)出射之后，是（選填“會(huì)聚”或“發(fā)散”）光束。請(qǐng)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(gè)凸透鏡，但不是玻璃元件，則中空部分兩側(cè)的玻璃磚是中間薄、邊緣厚，即兩側(cè)的玻璃相當(dāng)于兩個(gè)凹透鏡，因此對(duì)照過去的平行光有發(fā)散作用。8．（2023秋·天津武清·八年級(jí)天津英華國際學(xué)校?？计谀┣缋实南娜罩形?，往樹或花的葉子上澆水，常常會(huì)把葉子燒焦，其原因是：這時(shí)葉面上的水珠相當(dāng)于鏡，它對(duì)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?huì)聚【解析】[1][2]圓形的小水珠相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，對(duì)光線有會(huì)聚作用，可以使平行的太陽光會(huì)聚在一起，會(huì)聚點(diǎn)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(huì)把葉子燒焦。知識(shí)點(diǎn)二、透鏡的焦點(diǎn)、焦距及三條特殊光線1.焦點(diǎn)：（1）平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會(huì)聚于主軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫凸透鏡的焦點(diǎn)（F）。凸透鏡的焦點(diǎn)有兩個(gè)，分別位于凸透鏡的兩側(cè)，是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，叫實(shí)焦點(diǎn)。如下圖甲。（2）平行于凹透鏡主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線會(huì)交于主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫凹透鏡的焦點(diǎn)（F）。凹透鏡也具有兩個(gè)焦點(diǎn)，分別位于凹透鏡兩側(cè)。由于凹透鏡的焦點(diǎn)是由折射折射光線的反向延長線相交而成，叫虛焦點(diǎn)。如上圖乙。2.焦距（1）定義：焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，用f表示。上兩圖中已標(biāo)出焦距。（2）凸透鏡的焦距長短反映了凸透鏡對(duì)光線會(huì)聚能力的強(qiáng)弱，焦距越短，會(huì)聚能力越強(qiáng)；凹透鏡的焦距長短反映了凹透鏡對(duì)光線發(fā)散能力的強(qiáng)弱，焦距越短，發(fā)散能力越強(qiáng)。（3）相同口徑的凸透鏡，表面越凸，焦距越短，會(huì)聚作用就越強(qiáng)，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(duì)著太陽光(可看成是平行光)，再拿一張紙放在它的另一側(cè)，來回移動(dòng)，直到紙上的光斑最小、最亮，測量這個(gè)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(diǎn)的光線經(jīng)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(jīng)凸透鏡折射后，折射光線過焦點(diǎn)，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(diǎn)，則該光線經(jīng)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(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過凹透鏡的焦點(diǎn)，如圖丙。甲乙丙基礎(chǔ)自測：9．（2023·全國·九年級(jí)專題練習(xí)）關(guān)于凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)B．凸透鏡兩個(gè)焦點(diǎn)之間的距離叫焦距C．平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后會(huì)聚于焦點(diǎn)D．把點(diǎn)光源放在焦點(diǎn)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(jīng)凸透鏡的折射后將會(huì)聚于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)是實(shí)際光線會(huì)聚而成，因此是實(shí)焦點(diǎn)，凸透鏡左右兩側(cè)各有一個(gè)實(shí)焦點(diǎn)。故AC正確，AC不符合題意；B．凸透鏡中心到焦點(diǎn)的距離稱為焦距。故B錯(cuò)誤，B符合題意；D．平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡的折射后將會(huì)聚于焦點(diǎn)處，根據(jù)光路是可逆的，若把點(diǎn)光源放在焦點(diǎn)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(jí)校聯(lián)考課時(shí)練習(xí)）如圖所示，將凸透鏡正對(duì)太陽光，其下方的白紙上呈現(xiàn)一個(gè)光斑，這時(shí)光斑到凸透鏡的距離為20cm。若在凸透鏡遠(yuǎn)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(shí)，即像距為20cm時(shí)，紙上呈現(xiàn)一個(gè)并非最小的光斑，這個(gè)光斑可能是焦點(diǎn)之后的，也可能是焦點(diǎn)之前的光斑，所以凸透鏡的焦距f≠20cm；若凸透鏡遠(yuǎn)離紙的過程中光斑一直變大，說明凸透鏡的焦點(diǎn)不在光斑之后，故焦點(diǎn)應(yīng)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(jí)?？计谀┬⌒峭瑢W(xué)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(duì)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(shí)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(duì)光線有會(huì)聚作用，太陽光相當(dāng)于平行光線，經(jīng)凸透鏡折射后在焦點(diǎn)之前是會(huì)聚光線，經(jīng)過焦點(diǎn)之后又會(huì)變成發(fā)散光線，光斑并非最小最亮，表明其可能是焦點(diǎn)之前，也可能是焦點(diǎn)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(jí)?？茧A段練習(xí)）最簡單的透鏡的兩個(gè)表面都是球面的一部分，通過兩個(gè)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(diǎn)【解析】[1]透鏡的兩個(gè)表面都是球面的一部分，通過兩個(gè)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(huì)聚在一點(diǎn)上，這點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距。13．（2023秋·八年級(jí)校聯(lián)考課時(shí)練習(xí)）請(qǐng)將所示光路補(bǔ)充完整?！敬鸢浮?，【解析】平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點(diǎn)；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(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點(diǎn)，過光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變，如圖所示：知識(shí)點(diǎn)三、利用透鏡對(duì)光的作用作圖1.實(shí)際生活中有些光學(xué)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(duì)光的作用完成光路，或填充相應(yīng)的光學(xué)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(cè)→凸透鏡；（2）延長線在折射光線內(nèi)側(cè)→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(diǎn)→根據(jù)三條特殊入射光線的折射特點(diǎn)作圖。4.利用透鏡的三條特殊光線尋找像點(diǎn)物體發(fā)出的光通過透鏡后都可能成像，尋找像點(diǎn)的方法：通過物體上的某點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)，則該點(diǎn)為物體上A點(diǎn)的實(shí)像點(diǎn)；若出射光線不能相交于一點(diǎn)，但其反向延長線相交于一點(diǎn)，則該點(diǎn)為物體上A的虛像點(diǎn)。5.光學(xué)綜合作圖要熟記光的反射定律和光的折射規(guī)律。要根據(jù)以下內(nèi)容完成光路圖：(1)平面鏡與凸透鏡的聯(lián)系：平面鏡的反射光線也是過凸透鏡焦點(diǎn)的入射光線；(2)對(duì)于凸透鏡：過焦點(diǎn)的入射光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸射出；(3)對(duì)于平面鏡：反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角?；A(chǔ)自測：14．（2023春·八年級(jí)校聯(lián)考課時(shí)練習(xí)）在框內(nèi)填上適當(dāng)?shù)耐哥R。

【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(tǒng)考一模）在物理學(xué)習(xí)過程中，我們要對(duì)物理現(xiàn)象的原理有深刻的認(rèn)識(shí)才能靈活應(yīng)用。比如研究凸透鏡能成實(shí)像時(shí)，焦點(diǎn)以外的某點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)過凸透鏡折射后，所有的折射光線都被會(huì)聚在同一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就叫做這個(gè)點(diǎn)光源的實(shí)像。根據(jù)這個(gè)原理請(qǐng)你較準(zhǔn)確地畫出S發(fā)出的光線SA經(jīng)過凸透鏡后的折射光線。（F是凸透鏡的焦點(diǎn)，S是一個(gè)點(diǎn)光源，點(diǎn)O為光心）

【答案】

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

16．（2023·山東聊城·統(tǒng)考三模）用一條光線照射凸透鏡，折射光線a恰好經(jīng)過凸透鏡另一側(cè)焦點(diǎn)。然后經(jīng)水平地面上的平面鏡反射，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出a的入射光線并標(biāo)出反射角度數(shù)。

【答案】

【解析】圖中提供的是經(jīng)凸透鏡折射后的折射光線，該折射光線過凸透鏡的焦點(diǎn)，根據(jù)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的入射光線應(yīng)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(diǎn)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(cè)畫出反射光線，如圖所示：

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