第五章透鏡及其應用第1節(jié)透鏡基礎夯實

凸透鏡和凹透鏡1.【新課標·物理觀念】如圖所示,關于透鏡的主光軸和光心,

下列說法正確的是

()

B

A.主光軸就是通過透鏡中心的任意一條直線,圖中CC'是其中

一條主光軸B.薄透鏡的光心可以認為就在透鏡的中心,它位于主光軸上,

圖中的O點就是光心的位置C.凸透鏡有主光軸,凹透鏡沒有主光軸D.凸透鏡有光心,凹透鏡沒有光心解析主光軸是通過兩個球面球心的直線,圖中CC'是主光軸,

故A錯誤;主光軸上有個特殊的點,通過這個點的光傳播方向

不變,這個點叫作透鏡的光心,薄透鏡的光心可以認為就在透

鏡的中心,故B正確;凸透鏡和凹透鏡都有主光軸和光心,

故C、D錯誤。2.【新特色·教材圖片變式】把放大鏡的鏡片拆出來,如圖甲

所示,從側面看,這個透鏡是中間厚、邊緣薄,還是中間薄、邊

緣厚?________________。觀察圖乙中的透鏡,其中與圖甲

中的透鏡形狀類似的有_________,我們把這類透鏡叫凸透

鏡。繼續(xù)觀察圖乙中的透鏡,形狀是中間薄、邊緣厚的有

_____________,我們把這類透鏡叫__________。

凹透鏡

c、d、e

a、b

中間厚、邊緣薄

解析如圖甲所示,從側面看,這個透鏡中間厚、邊緣薄,圖乙

中的透鏡與圖甲中的透鏡形狀類似的有a、b,我們把這類透

鏡叫凸透鏡;形狀是中間薄、邊緣厚的透鏡有c、d、e,我們把

這類透鏡叫凹透鏡。

透鏡對光的作用3.關于透鏡對光的作用,下列說法正確的是

()A.凸透鏡只對平行光束有會聚作用B.凸透鏡對發(fā)散光束有會聚作用C.凹透鏡對發(fā)散光束有會聚作用D.凹透鏡對會聚光束沒有發(fā)散作用

B

解析凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用,故選B。4.某球形透鏡太陽能系統(tǒng),通過透鏡聚光之后再發(fā)電。此透鏡

是

()A.凸透鏡,對光具有會聚作用B.凸透鏡,對光具有發(fā)散作用C.凹透鏡,對光具有會聚作用D.凹透鏡,對光具有發(fā)散作用

A

解析由題意可知,通過透鏡聚光之后再發(fā)電,說明該透鏡對

光有會聚作用,是凸透鏡。5.如圖取一個大燒杯,里面充以煙霧,倒扣在桌面上,在燒杯底

上方放一個凸透鏡或凹透鏡,用手電筒射出一束平行光,垂直

照射透鏡。此過程在探究透鏡___________,燒杯中充以

煙霧是為了_________。由實驗現象可得出的實驗結論是

凸透鏡對光具有_______作用,凹透鏡對光具有_______作用。發(fā)散

會聚

顯示光路

對光的作用

解析在圖乙、丙中,光束經透鏡之后變窄或變寬,此過程在

探究透鏡對光的作用;當光照到煙霧中時,可以看到光的路徑,

燒杯中充以煙霧是為了顯示光路;光束經凸透鏡之后先變窄

后變寬,說明凸透鏡對光具有會聚作用;光束經凹透鏡之后變

寬,說明凹透鏡對光具有發(fā)散作用。

焦點和焦距6.【新特色·教材圖片變式】一束跟主光軸平行的光通過透鏡

的光路如圖所示,下列說法正確的是

()A.F點為該凸透鏡的焦點B.任意一束平行光經過凸透鏡后都可以會聚于F點C.若把圖中凸透鏡的上半部分用手遮住,該凸透鏡對光將不具有會聚作用D.若在F點放一個發(fā)光的小燈泡,該凸透鏡對小燈泡發(fā)出的光

將不具有會聚作用

A

解析平行于主光軸的光經凸透鏡折射后會聚在焦點,所以,

F點為該凸透鏡的焦點,故A正確,B錯誤;若把圖中凸透鏡的上

半部分用手遮住,仍有光透過凸透鏡,該凸透鏡對光仍具有會

聚作用,故C錯誤;若在F點放一個發(fā)光的小燈泡,根據光路可

逆知,小燈泡發(fā)出的光經凸透鏡折射后平行于主光軸,通過凸

透鏡后的光比原來更靠近主光軸,因此凸透鏡對光仍具有會

聚作用,故D錯誤。7.【新課標·科學態(tài)度與責任】(2025廣東湛江期末)公元前2

世紀,西漢淮南王劉安的《淮南萬畢術》記載:“削冰令圓,舉

以向日,以艾承其影,則火生。”其描述的現象如圖所示,下列

說法正確的是

()A.“削冰令圓”指將冰削成凹透鏡

C

B.“舉以向日”指冰透鏡平行于地面放置C.“以艾承其影”的“影”指冰透鏡的焦點D.“則火生”是因為冰透鏡能反射太陽光解析古人將冰磨成一種冰透鏡,該透鏡中間厚、邊緣薄,屬

于凸透鏡,故A錯誤。凸透鏡正對太陽,能使太陽光會聚于焦

點,所以“舉以向日”指冰透鏡正對太陽放置,故B錯誤。凸

透鏡對光具有會聚作用,冰透鏡正對太陽,能使太陽光會聚于

焦點,“以艾承其影”中的“影”指冰透鏡的焦點,從而能點

燃艾草取火,故C正確,D錯誤。8.(2023山東煙臺中考)光通過透鏡會發(fā)生折射,請將圖中的入

射光線或折射光線補畫完整。

解析過焦點的光經凸透鏡折射后平行于主光軸;過光心的

光傳播方向不變;與主光軸平行的光經凸透鏡折射后過凸透

鏡的焦點。

9.(2025江蘇靖江期中聯考)小明利用太陽光測量凸透鏡的焦

距。

(1)如圖所示的兩種操作方案中,正確的是圖_________(選填

“A”或“B”)所示方案;

B

(2)采用正確的操作方案,適當調整位置后,當在白紙上出現一個_____________的光斑時,光斑到凸透鏡中心的距離為20

cm,則該凸透鏡的焦距為__________cm;(3)若在測量另一凸透鏡焦距的過程中,小明發(fā)現白紙上的焦

點不易確定,于是他移動白紙找到兩次成等大光斑的位置,分

別測出了光斑到凸透鏡中心的距離為6cm和12cm,則焦距為

_________cm。

9

20

最小、最亮

解析

(1)太陽光平行于主光軸入射,經凸透鏡折射后會聚在

焦點上,如圖所示的兩種操作方案中,正確的是圖B所示方

案。(2)采用正確的操作方案,適當調整位置后,當白紙上出現

一個最小、最亮的光斑時,此位置就是該凸透鏡的焦點,此光

斑到凸透鏡中心的距離為焦距,所以該凸透鏡的焦距為20

cm。(3)若在測量另一凸透鏡焦距的過程中,小明發(fā)現白紙上

的焦點不易確定,于是他移動白紙找到兩次成等大光斑的位

置,分別測出了光斑到凸透鏡中心的距離為6cm和12cm,在焦

點前后等距的地方找到兩次成等大光斑的位置,焦點就在兩個位置的中點,則凸透鏡的焦距為f=

×(12cm+6cm)=9cm。能力提升10.【新中考·逆向思維】(2025陜西西安期末,★★☆)教室里

的日光燈(LED)的發(fā)光芯片上都封裝了硅膠透鏡。資料顯示,

光通過硅膠透鏡后會產生會聚現象。如圖的光路顯示了一些

透鏡對光的作用,與日光燈硅膠透鏡對光的作用相同的是

()

A

A.①④

B.③④

C.①③

D.①②解析由題意知,光通過硅膠透鏡后會產生會聚現象,則日光

燈硅膠透鏡相當于凸透鏡;由圖知,①④圖中的折射光線相對

于入射光線是會聚的,②③圖中的折射光線相對于入射光線

是發(fā)散的,所以與日光燈硅膠透鏡對光的作用相同的是①④。11.(2025河南長葛期末,★★☆)如圖所示,虛線框內有一透鏡,

讓一束平行光垂直射向該透鏡,在墻壁上得到了一個較大的

光斑。關于虛線框內的透鏡,下列說法正確的是

()A.一定是凹透鏡,它對光有發(fā)散作用

D

B.一定是凸透鏡,它對光有會聚作用C.可能是凹透鏡,它對光有會聚作用D.可能是凸透鏡,它對光有會聚作用解析讓一束平行光垂直射向該透鏡,在墻壁上得到了一個

較大的光斑,說明該透鏡可能對光有發(fā)散作用,則虛線框內的

透鏡可能是凹透鏡。如果透鏡到墻壁的距離較遠,虛線框內

的透鏡也可能是凸透鏡,此時該透鏡對光有會聚作用,也能在

墻壁上得到一個較大的光斑,如圖所示。故選D。

12.(2025廣西貴港覃塘期中,★★☆)某香水的主要成分是易

燃酒精。如圖所示為兩個裝有該香水的瓶子,透明玻璃瓶蓋

形狀各異,容易在陽光下引發(fā)火災的是______(選填“a”或

“b”),原因是這類透鏡對光具有_______(選填“會聚”或

“發(fā)散”)作用。

會聚

a

解析

a瓶子的玻璃瓶蓋中間厚、邊緣薄,是凸透鏡,對光具有

會聚作用,容易在陽光下引發(fā)火災;b瓶子的玻璃瓶蓋中間薄、

邊緣厚,是凹透鏡,對光具有發(fā)散作用,不容易在陽光下引發(fā)火

災。13.(2024江蘇南京秦淮期末,★★☆)小芳先在紙上畫了一個

小于凸透鏡大小的圓環(huán),如圖所示,將凸透鏡正對太陽光,在其

下方距透鏡10cm處的白紙上的光斑恰好與圓環(huán)重合,這個現

象表明凸透鏡對光有_______作用;當將該凸透鏡靠近白紙

垂直移動6cm時,白紙上的光斑再次與圓環(huán)重合,此過程中光

斑________________(選填“先變小后變大”或“先變大后

變小”),通過計算可以得到該凸透鏡的焦距為_______cm。

7

先變小后變大

會聚

解析透鏡下方光斑的大小小于透鏡的大小,這表明光會聚

了,即凸透鏡對光具有會聚作用;當將該透鏡靠近白紙垂直移

動6cm時,白紙上的光斑再次與圓環(huán)重合,說明凸透鏡的焦點

在兩次光斑的中間,可知此過程中光斑先變小后變大,兩次光

斑之間的距離為6cm,凸透鏡的焦點到第一次光斑的距離為

×6cm=3cm,凸透鏡的焦點到第二次光斑的距離也為3cm,所

以凸透鏡的焦距為10cm-3cm=7cm。14.【新中考·創(chuàng)新實驗】(2024陜西咸陽秦都期中,★★☆)探

究透鏡對光的作用。過程如圖所示,在注有清水的試管內留有一稍大的空氣泡,使太陽光從試管的正上方向下照射,觀察試管下方的白紙現象可以發(fā)現白紙上與空氣泡相對應的位置有一橢圓黑影,而其他部分是一條與試管平行的亮線分析這是因為試管充滿水的地方相當于

透鏡,而空氣泡與周圍的水組成

透鏡凹凸解析試管充滿水的地方,中間比邊緣厚,相當于凸透鏡,凸透

鏡對光有會聚作用,會聚成一條亮線;由于空氣泡的存在,空氣

泡與周圍的水形成中間薄、邊緣厚的凹透鏡,凹透鏡對光有

發(fā)散作用,在空氣泡下方對應的位置有黑影。15.(2025北京順義期末,★☆☆)根據圖中給出的入射光線a、

b和其折射光線a'、b',在虛線框內畫出一個適當的透鏡。

解析平行光經過透鏡折射后,發(fā)生了會聚現象,故此透鏡是

凸透鏡。

16.(2023湖北恩施中考,★☆☆)如圖,一束光經平面鏡反射后,

平行于凹透鏡的主光軸射向透鏡,請畫出平面鏡和經過凹透

鏡后的折射光線。

解析作出反射光線與入射光線夾角的平分線,即法線,然后

作法線的垂線,垂線所在位置便是平面鏡的位置;平行于主光

軸的光經凹透鏡折射后,其折射光線的反向延長線過焦點,由

此作出折射光線。

17.(2024山西臨汾期末,★★☆)小明家里放著三塊直徑相同

的凸透鏡,肉眼無法分辨它們的聚光能力。請你選擇適當的

器材幫他找出會聚能力最強的那塊凸透鏡。(1)還需要的實驗器材:_______________。(2)實驗步驟:________。(3)實驗結論:__________________________________________。

最厚的凸透鏡,焦距最小,對光的會聚能力最強見解析

白紙、刻度尺

解析

(1)需要用刻度尺測量焦距,故需要刻度尺;要利用凸透

鏡和太陽光在白紙上找到焦點,故需要白紙。(2)讓凸透鏡正

對著太陽光(要注意必須是正對,保證太陽光與凸透鏡的主光

軸平行),調整凸透鏡和白紙之間的距離,直到太陽光在白紙上

會聚成一個最小、最亮的光斑,利用刻度尺測出這個光斑到

凸透鏡光心的距離,記作L1,就是凸透鏡的焦距;換用另外兩塊

凸透鏡分別重復上述步驟,測出光斑到凸透鏡光心的距離,分

別記作L2、L3。(3)實驗中發(fā)現凸透鏡越厚,最小、最亮的光斑

離凸透鏡光心越近,則可得結論:最厚的凸透鏡,焦距最小,對光的會聚能力最強