2020-2021學(xué)年八年級(jí)物理上冊(cè)4.2透鏡考點(diǎn)突破與練習(xí)含解析新版蘇科版

4.2透鏡知道凸透鏡和凹透鏡的定義；知道凸透鏡的光心、焦點(diǎn)和焦距；理解凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線的作用；掌握三條特殊光線，經(jīng)凸透鏡或凹透鏡折射后的傳播方向；光的會(huì)聚、發(fā)散的判定；三條特殊光線的作圖；凸透鏡和凹透鏡：透鏡：用透明物質(zhì)制成的、外表為球面一局部的光學(xué)元件〔至少一個(gè)外表是球面的一局部〕。主光軸：通過(guò)透鏡的兩個(gè)球面球心的直線叫主光軸，簡(jiǎn)稱“主軸〞，畫主光軸應(yīng)用“點(diǎn)劃線〞。光心：每個(gè)透鏡主光軸上都有個(gè)特殊的點(diǎn)，但凡通過(guò)該點(diǎn)的光，其傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫透鏡的光心。用字母“O〞表示，可以認(rèn)為薄透鏡的光心就在透鏡的中心。透鏡對(duì)光的作用：凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用判斷光線是否被會(huì)聚，可用延長(zhǎng)入射光線的方法判斷。假設(shè)入射光線延長(zhǎng)線在折射光線外側(cè)，那么光線被會(huì)聚，透鏡是凸透鏡。凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用判斷光線是否被發(fā)散，同樣可用延長(zhǎng)入射光線的方法來(lái)判斷。假設(shè)入射光線延長(zhǎng)線在折射光線內(nèi)側(cè)，那么光線被發(fā)散，透鏡是凹透鏡。凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距焦點(diǎn)：凸透鏡能使與主光軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫凸透鏡的焦點(diǎn)。用字母“F〞表示。焦距：焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離(FO)叫焦距，用字母“f〞表示。凹透鏡的焦點(diǎn)和焦距焦點(diǎn)：凹透鏡能使與主光軸平行的光線通過(guò)它后變得發(fā)散，且這些發(fā)散光線反向延長(zhǎng)線相交在主光軸上的一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫凹透鏡的虛焦點(diǎn)。用字母“F〞表示。焦距：虛焦點(diǎn)F到凹透鏡光心O的距離(FO)叫焦距，用字母“f〞表示。三條特殊光線：凸透鏡找焦點(diǎn)：要正對(duì)平行光源，如太陽(yáng)光，在凸透鏡的另一側(cè)放一張白紙，調(diào)節(jié)凸透鏡到白紙之間的距離，使白紙上出現(xiàn)最小最亮的光斑。另外還可以通過(guò)成倒立等大實(shí)像、兩倍焦距法找凸透鏡的焦距?？键c(diǎn)一 認(rèn)識(shí)透鏡例1以下透鏡中，對(duì)光有會(huì)聚作用的有〔C〕A．一種 B．兩種 C．三種 D．四種【答案】C【解析】中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，故圖2、圖3、圖4符合題意；考點(diǎn)二 透鏡的會(huì)聚、發(fā)散作用例2關(guān)于凸透鏡對(duì)光的作用，下面說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔C〕A．光通過(guò)凸透鏡后會(huì)變成平行光B．只對(duì)平行光有會(huì)聚作用C．對(duì)任何光都有會(huì)聚作用D．對(duì)不平行的光有發(fā)散作用【答案】C【解析】凸透鏡對(duì)任何光線都具有會(huì)聚作用。變式1光通過(guò)透鏡的光路如下圖，正確的圖是〔B〕【答案】B【解析】判斷光線是否被會(huì)聚，可用延長(zhǎng)入射光線的方法判斷。假設(shè)入射光線延長(zhǎng)線在折射光線外側(cè)，那么光線被會(huì)聚，透鏡是凸透鏡，應(yīng)選B；考點(diǎn)三 透鏡的焦點(diǎn)與焦距例3為了粗測(cè)出凸透鏡的焦距，小明拿一張白紙和一把刻度尺，利用太陽(yáng)光作光源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟的每一步表達(dá)補(bǔ)充完整?！?〕拿一個(gè)凸透鏡著太陽(yáng)光；〔2〕再把一張紙放在它的，改變透鏡與的距離，直到紙上的光斑變得；〔3〕最后測(cè)量這個(gè)光斑到的距離?！敬鸢浮俊?〕正對(duì)；〔2〕另一側(cè)，紙，最小、最亮；〔3〕凸透鏡【解析】〔1〕太陽(yáng)光相當(dāng)于平行光，故利用凸透鏡對(duì)平行光的會(huì)聚作用可以粗側(cè)凸透鏡的焦距；故應(yīng)使凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光?！?〕太陽(yáng)光在白紙上會(huì)聚成的最小、最亮的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)。故把一張紙放在凸透鏡的另一側(cè)，改變透鏡與紙的距離，直到紙上的光斑變得最小、最亮即可?！?〕測(cè)出焦點(diǎn)到凸透鏡的距離，便為凸透鏡的焦距考點(diǎn)四 三條特殊光線、作圖題例4完成圖中的光路圖【答案】如以下圖【解析】〔1〕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(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)；過(guò)光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變；〔2〕延長(zhǎng)線過(guò)另一側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸；過(guò)光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變；〔3〕通過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸；過(guò)光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變，如下圖：一、單項(xiàng)選擇題1．一束光經(jīng)凸透鏡折射后，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A．一定是平行光束 B．一定是會(huì)聚光束C．一定是發(fā)散光束 D．A、B、C三種情形都有可能2．如下圖，將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，其正下方的紙上呈現(xiàn)一個(gè)并非最小的光斑，這時(shí)光斑到凸透鏡的距離為L(zhǎng)，對(duì)于該凸透鏡的焦距與距離大小關(guān)系的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．L等于f B．L一定大于fC．L一定小于f D．L可能大于f，L也可能小于f3．醫(yī)生檢查耳道時(shí)常戴一個(gè)鏡子，這是〔〕A．凹鏡，發(fā)散光線，增大照射面B．凹鏡，會(huì)聚光線，使耳道處照得更亮便于觀察C．凹鏡，成縮小正立的虛像D．凹鏡，成縮小倒立的實(shí)像4．如下圖，虛線框內(nèi)為一透鏡，MN為透鏡的主光軸，O是透鏡光心，a〔雙箭頭〕和b〔單箭頭〕是射向透鏡的兩條光線．光線a通過(guò)透鏡之后與MN交于P點(diǎn)，光線b通過(guò)透鏡之后與MN交于Q點(diǎn)．由圖可知，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．透鏡是凸透鏡，距離OP小于焦距B．透鏡是凸透鏡，距離OP大于焦距C．透鏡是凹透鏡，距離OQ小于焦距D．透鏡是凹透鏡，距離OQ大于焦距5．關(guān)于區(qū)分凸透鏡和凹透鏡，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A．放在太陽(yáng)光下，出現(xiàn)一大塊光斑的是凸透鏡。B．用透鏡觀察景物，放大的是凹透鏡。C．用手摸形狀，中間較邊緣薄的是凹透鏡。D．以上做法都對(duì)。6．以下光路圖中，正確的選項(xiàng)是〔〕A． B． C． D．7．不正確用眼等原因都會(huì)導(dǎo)致患上近視眼，有近視眼的人大多數(shù)是采用戴近視眼鏡進(jìn)行矯正，現(xiàn)取一塊近視眼鏡片研究，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是〔〕A．鏡片的中央比邊緣薄B．對(duì)光有發(fā)散作用C．對(duì)光線具有會(huì)聚作用D．是一塊凹透鏡8．在圖甲、乙所示的虛線方框內(nèi)各放置一個(gè)透鏡，發(fā)光點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的兩束光通過(guò)透鏡前后的方向如下圖，那么〔〕A．甲為凹透鏡，乙為凸透鏡B．甲為凸透鏡，乙為凹透鏡C．甲、乙都為凸透鏡D．甲、乙都為凹透鏡二、填空題9．人站在豎直的平面鏡前2m處，他的像到鏡面的距離是m；要使燈泡發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后成平行光，燈泡應(yīng)放在凸透鏡的位置。10．如下圖，將凸透鏡正對(duì)著陽(yáng)光，把一張白紙放在它的另一側(cè)，來(lái)回移動(dòng)白紙，直到白紙上的光斑變得最小、最亮，此時(shí)該亮斑距凸透鏡的距離為8cm，那么該凸透鏡的焦距是cm。通過(guò)晶瑩剔透的露珠，我們可以更清楚地看到小草的葉脈，這是利用了(選填“放大鏡〞、“幻燈機(jī)〞或“照相機(jī)〞)的原理。太陽(yáng)出來(lái)后，由于發(fā)生(填寫物態(tài)變化的名稱)，露珠會(huì)慢慢消失。11．同學(xué)們?cè)谟懻摗叭绾卧谝巴馍妯暤膯?wèn)題時(shí)提出：在野外如果沒有打火機(jī)，怎么生火取暖呢？一位同學(xué)想出了一個(gè)“削冰取火〞的方法．你認(rèn)為“削冰〞就是把冰制成鏡，“取火〞應(yīng)把要點(diǎn)燃的物體放在位置；這是利用了該透鏡光有作用．12．某同學(xué)把一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，再把一張白紙放在它的另一側(cè)，適當(dāng)調(diào)整位置后，在白紙上出現(xiàn)一個(gè)很小很亮的光斑，經(jīng)過(guò)測(cè)量得出光斑到凸透鏡中心的距離為20cm，那么該凸透鏡的焦距為cm．13．為了防止森林火災(zāi),在森林里不允許隨意丟棄透明的飲料瓶,這是由于雨水進(jìn)入飲料瓶后相當(dāng)于一個(gè)，它對(duì)太陽(yáng)光的作用可能導(dǎo)致森林火災(zāi)。三、作圖題14．如下圖，請(qǐng)畫出入射光線經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后的折射光線和這條折射光線再經(jīng)平面鏡MN反射后的反射光線．15．如圖是射向凹透鏡的兩條光線，請(qǐng)畫出這兩條光線通過(guò)凹透鏡后的折射光線．16．在圖中畫出對(duì)應(yīng)的折射光線。17．如圖，請(qǐng)作出凸透鏡的入射光線和進(jìn)入水中的折射光線．18．如下圖，請(qǐng)畫出通過(guò)透鏡后的折射光線.19．如下圖，兩條入射光線過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)F和光心O，分別畫出經(jīng)過(guò)透鏡后的光線?！病乘?、綜合題20．閱讀解答菲涅爾透鏡甲圖中圖1是平凸透鏡的截面圖，由光學(xué)知識(shí)可知，平行光由平凸透鏡左側(cè)垂直入射，在透鏡中傳播方向不變，只有經(jīng)透鏡另一側(cè)曲面時(shí)才會(huì)發(fā)生偏折，并會(huì)聚于焦點(diǎn)。假設(shè)在圖2中將平凸透鏡陰影局部去掉，保存圖中曲面的白色局部并將其向左平移到透鏡左側(cè)平面處，即為圖3這樣的透鏡叫做菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡與平凸透鏡一樣，仍能將平行于主光軸的光線會(huì)聚于焦點(diǎn)。與平凸透鏡相比，光在菲涅爾透鏡中傳播時(shí)減少了在透鏡中直線傳播的局部，只保存透鏡發(fā)生折射的曲面，因此，在節(jié)省透鏡材料的同時(shí)也減少了光在透鏡中傳播的光能損失。菲涅爾透鏡有著廣泛的應(yīng)用，如圖乙所示為閃光燈上用到的菲涅爾透鏡，從上方俯視，它由數(shù)個(gè)同心圓紋路的玻璃組成。(1)根據(jù)短文可知，將平凸透鏡改良為菲涅爾透鏡仍能聚光，是因?yàn)?2)下面關(guān)于菲涅爾透鏡的說(shuō)法，不正確的選項(xiàng)是A．使用菲涅爾透鏡的，閃光燈局部可以做得更薄B．與相同直徑的平凸透鏡相比，光能損失減少C．菲涅爾透鏡是由一圈圈凸透鏡和凹透鏡組成D．與相同直徑的平凸透鏡相比，所用材料減少(3)如圖丙所示，F(xiàn)、OO'分別是菲涅爾透鏡的焦點(diǎn)和主光軸，請(qǐng)畫出入射光線經(jīng)過(guò)菲涅爾透鏡的光路。(4)菲涅爾透鏡是聚光太陽(yáng)能系統(tǒng)中重要的光學(xué)部件之一，它能提高太陽(yáng)能板上單位面積獲得的光能.如圖丁所示，一太陽(yáng)能板置于菲涅爾透鏡下方的一半焦距處，那么與不放置菲涅爾透鏡相比，太陽(yáng)能板上受光照局部的光能提高為原來(lái)的幾倍？〔不考慮光傳播過(guò)程中的能量損失〕參考答案1．D【詳解】只有通過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸；凸透鏡對(duì)所有不過(guò)透鏡中心的光線都有會(huì)聚作用，不僅僅是只對(duì)平行光線；所有平行于凸透鏡主光軸的光線都可以會(huì)聚到焦點(diǎn)上；不平行于主光軸的光線也能會(huì)聚，但是不能會(huì)聚到焦點(diǎn)上，因此，所有光線經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后的光線一定都比原來(lái)會(huì)聚一些。應(yīng)選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤，D正確。應(yīng)選D。2．D【詳解】由于光斑到凸透鏡的距離為L(zhǎng)時(shí)，紙上呈現(xiàn)一個(gè)并非最小的光斑，這個(gè)光斑可能是在焦點(diǎn)之后，也可能是在焦點(diǎn)之前。假設(shè)光斑在焦點(diǎn)之前，那么凸透鏡的焦距大于L，假設(shè)光斑在焦點(diǎn)之后，那么凸透鏡的焦距小于L，故D正確，ABC錯(cuò)誤。應(yīng)選D。3．B【詳解】凹面鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，在醫(yī)學(xué)上，醫(yī)生檢查耳道就利用這點(diǎn)聚集光線，看清耳道內(nèi)的病情。應(yīng)選B。4．A【詳解】由圖中可知，a〔雙箭頭〕和b〔單箭頭〕是射向透鏡的兩條光線．經(jīng)透鏡的折射作用后光線會(huì)聚，由此可判定此透鏡為凸透鏡；因?yàn)槠叫兄鞴廨S的光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚焦點(diǎn)，而a光線如果不發(fā)生折射，他將射向OP的外側(cè)，又因?yàn)閍不是平行主光軸的光線，所以經(jīng)凸透鏡折射后光線一定在焦點(diǎn)的左側(cè)，所以此時(shí)OP小于焦距．平行主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚焦點(diǎn)，而b光線如果不發(fā)生折射，將會(huì)偏離主光軸射出，又因?yàn)閎不是平行主光軸的光線，所以經(jīng)凸透鏡折射后光線一定在焦點(diǎn)的右側(cè)，所以此時(shí)OQ大于焦距．故A正確．5．C【詳解】A．放在太陽(yáng)光下，出現(xiàn)一大塊光斑，說(shuō)明對(duì)光線起發(fā)散作用，所以是凹透鏡，故A錯(cuò)誤；B．用透鏡觀察景物，使景物放大的透鏡是凸透鏡，故B錯(cuò)誤；CD．用手摸形狀，中間較邊緣薄的是凹透鏡，邊緣薄、中間厚的是凸透鏡，故C正確，D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。6．A【詳解】A．通過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸，故A正確；B．入射光線平行于主光軸，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后，折射光線過(guò)焦點(diǎn)，故B錯(cuò)；C．過(guò)焦點(diǎn)的光線對(duì)于凹透鏡不屬于特殊光線，經(jīng)凹透鏡后更遠(yuǎn)離主光軸，故C錯(cuò)；D．平行于主光軸的入射光線經(jīng)過(guò)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選A。7．C【詳解】近視眼是由于物體成像在視網(wǎng)膜前，需用凹透鏡矯正．凹透鏡是中間薄兩邊厚，對(duì)光具有發(fā)散作用．而凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，鏡片的中央比邊緣厚，所以近視眼鏡片有以下特征：鏡片的中央比邊緣薄、是一塊凹透鏡、對(duì)光有發(fā)散作用，所以選項(xiàng)ABD正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，應(yīng)選C。8．C【解析】【分析】根據(jù)凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線的作用分析．凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用．【詳解】一束光通過(guò)甲、乙透鏡后，折射光線都靠近主光軸，都變得會(huì)聚了，因此兩圖都應(yīng)是凸透鏡．應(yīng)選C9．2焦點(diǎn)【詳解】[1]據(jù)題意知，人與鏡面的距離為2m，那么像到鏡面的距離也是2m。[2]由凸透鏡焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡后的折射光線平行于主光軸，所以燈泡的應(yīng)放在凸透鏡的焦點(diǎn)處，光線經(jīng)凸透鏡后平行射出。10．8放大鏡汽化【解析】【分析】【詳解】[1]平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距；太陽(yáng)光會(huì)聚在透鏡另一側(cè)8cm處，焦距為8cm。[2]露珠中間厚，邊緣薄，形成一個(gè)水凸透鏡，葉脈在水凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，成正立放大的虛像，和放大鏡的原理是相同的。[3]太陽(yáng)出來(lái)后，露珠會(huì)慢慢消失是水變成水蒸氣，是汽化現(xiàn)象。11．凸透焦點(diǎn)會(huì)聚【解析】【分析】【詳解】[1]因?yàn)橥雇哥R對(duì)光有會(huì)聚作用，在野外用它可以生火取暖，方法是削冰成凸透鏡；[2][3]讓太陽(yáng)光平行于它的主光軸入射到凸透鏡上，把可燃物放在焦點(diǎn)處，利用凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用，焦點(diǎn)處的溫度很高，從而點(diǎn)燃可燃物．12．20【解析】【分析】【詳解】凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用，當(dāng)平行光照射在凸透鏡上時(shí)，會(huì)會(huì)聚到異側(cè)焦點(diǎn)，太陽(yáng)光可看做平行光，當(dāng)太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)凸透鏡在異側(cè)20cm處形成最小最亮的光斑，那么可得到焦距為20cm．13．凸透鏡會(huì)聚【解析】【分析】丟棄的飲料瓶類似一個(gè)凸透鏡，對(duì)光有會(huì)聚作用【詳解】(1)瓶子進(jìn)入水后，呈現(xiàn)一個(gè)中間厚、邊緣薄的形狀，相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡；(2)凸透鏡使光會(huì)聚于一點(diǎn)，熱量上升，溫度升高，容易引發(fā)火災(zāi)。14．見解析所示【解析】【分析】【詳解】〔1〕平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過(guò)焦點(diǎn)；〔2〕過(guò)平面鏡的入射點(diǎn)垂直鏡面作出法線，根據(jù)反射角等于入射角，在法線右側(cè)作出反射光線；如下圖：15．如以下圖所示【解析】【分析】【詳解】射向凹透鏡光心的光線折射光線方向不變；射向凹透鏡對(duì)面焦點(diǎn)的光線折射光線將平行于主光軸；如以下圖所示．16．【解析】【分析】利用凸透鏡、凹透鏡的三條特殊光線作圖?！驹斀狻康谝粋€(gè)圖中，入射光線經(jīng)過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)，那么折射光線平行于主光軸；第二個(gè)圖中，入射光線平行于主光軸，那么經(jīng)過(guò)凹透鏡的折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)；第三個(gè)圖中，入射光線經(jīng)過(guò)凸透鏡的光心，那么折射光線的傳播方向不改變。所以做圖如下：17．【解析】【分析】【詳解】經(jīng)凸透鏡折射后過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的光線，入射光線一定平行于主光軸，光由空氣斜射入水中，折射角小于入射角，作圖如下圖：18．【解析】【分析】【詳解】入射光線延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)，那么折射光線經(jīng)過(guò)凹透鏡后平行于主光軸．如下圖：19．【解析】【分析】【詳解】根據(jù)凸透鏡有三條特殊光線的特點(diǎn)知道，過(guò)光心的光線折射光線與入射光線在一條直線上，而且方向相同；過(guò)焦點(diǎn)的光線折射光線平行于主光軸，故光路圖