第五單元《透鏡及其應(yīng)用》1.透鏡（分層訓(xùn)練）（解析版）

八年級物理大單元設(shè)計第五單元透鏡及其應(yīng)用1.透鏡[基礎(chǔ)達標練]知識點1透鏡及其對光線的作用1．（2023春·海南儋州·八年級校考期中）如圖四種玻璃透鏡中（）A．只有①是凸透鏡 B．只有②是凸透鏡C．只有①和③是凸透鏡 D．只有④是凹透鏡【答案】C【解析】由圖可知，①③都是中間厚，邊緣薄，是凸透鏡；②④是中間薄，邊緣厚，是凹透鏡，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。2．（2023·新疆·九年級校聯(lián)考專題練習(xí)）如圖，透過水珠可以將荷葉上的紋理看得更清，水珠相當于（）A．平面鏡B．玻璃板C．凸透鏡D．凹透鏡【答案】C【解析】水珠中間厚，邊緣薄，相當于凸透鏡。葉片的紋理在它的焦點以內(nèi)，所以通過水珠可以看到正立、放大的虛像，此時相當于放大鏡，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。3．（2023春·遼寧錦州·八年級校考期中）在2000多年前，我國古人已能“照冰取火”，它們用冰磨成一種冰鏡，使太陽光透過它能點燃柴草取火，這種冰鏡應(yīng)為（）A．平面鏡 B．凹透鏡 C．凸透鏡 D．凹面鏡【答案】C【解析】AD．透明冰塊磨制成一個光學(xué)器件，光線可以透過，故AD不符合題意；C．可以取火是因為這個光學(xué)透鏡可以使光線會聚，凸透鏡又叫會聚透鏡可以使光線會聚，故C符合題意；B．凹透鏡是發(fā)散透鏡，故B不符合題意。故選C。4．（2023春·廣東梅州·八年級校考開學(xué)考試）在下列虛框中放入適當?shù)耐雇哥R或凹透鏡，光路圖成立。其中放入凸透鏡的是（）

A．甲和丁 B．乙和丁 C．丙和丁 D．乙和丙【答案】A【解析】甲、丁兩圖中，光線經(jīng)過透鏡后變會聚了，為凸透鏡；乙、丙兩圖中，光線經(jīng)過透鏡后變發(fā)散了，為凹透鏡。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。5．（2023秋·八年級校聯(lián)考課時練習(xí)）如圖所示將放大鏡正對太陽光，在白紙上看見中間亮邊緣暗的原因是放大鏡是鏡，它對射向它的太陽光有作用。

【答案】凸透鏡會聚【解析】[1][2]平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，該點是凸透鏡的焦點；焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距；將放大鏡正對太陽光，在白紙上看見中間亮邊緣暗的原因是放大鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用。6．（2023秋·八年級校聯(lián)考課時練習(xí)）小明為辨別直徑相同的兩個透鏡的類型，分別將它們正對太陽，把一張紙放在透鏡下方等距的位置如圖甲所示，在紙上得到相應(yīng)的光斑A、B，透鏡與光斑的大小如圖乙所示（d1<d<d2）。其中，形成A光斑的是（選填“凸”或“凹”）透鏡，為了判斷形成B光斑的是哪種類型的透鏡，小明將透鏡遠離紙片，觀察光斑的大小一直變大，你認為該透鏡（選填“一定”、“可能”或“一定不”）是凹透鏡?！敬鸢浮客箍赡堋窘馕觥縖1]因為凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線起發(fā)散作用，所以根據(jù)圖示可知，光斑A一定是對光線起了會聚作用形成的，所以形成A光斑的是凸透鏡。[2]光斑B可能是對光線起了發(fā)散作用形成的，也可能是光線經(jīng)凸透鏡會聚到焦點后，繼續(xù)向前傳播，形成放大的光斑，因此形成光斑A的一定是凸透鏡，形成光斑B的可能是凹透鏡。7．（2023春·河南新鄉(xiāng)·八年級統(tǒng)考期中）我國出土的文物“水晶餅”為中部鼓起的透明圓餅，古籍記載“正午向日，以艾承之，即火燃”。因為“水晶餅”對光有作用，是透鏡?！敬鸢浮繒弁埂窘馕觥縖1][2]“水晶餅”中間厚、邊緣薄，屬于凸透鏡，凸透鏡使太陽光發(fā)生折射，對光線有會聚作用。8．（2023·安徽六安·?？级＃┤鐖D根據(jù)光通過透鏡前后的方向，判斷（選填“甲”或“乙”）為凸透鏡。

【答案】甲【解析】左圖中，光線經(jīng)過透鏡后變會聚了，甲透鏡為凸透鏡；右圖中，光線經(jīng)過透鏡后變發(fā)散了，乙透鏡為凹透鏡。知識點2透鏡的焦點、焦距及三條特殊光線9．（2023秋·河南商丘·八年級統(tǒng)考期末）一束跟主光軸平行的光通過凸透鏡的光路如圖所示。下列說法中正確的是（）A．O點為該凸透鏡的焦點B．任意一束平行光經(jīng)過凸透鏡后都可以會聚于F點C．OF的距離越短，說明透鏡的折光能力越強D．若把圖中凸透鏡的上半部分用手遮住該凸透鏡對光不具有會聚作用【答案】C【解析】A．O點是凸透鏡的中心，叫光心，不是焦點，故A錯誤；B．只有與凸透鏡主光軸平行的光束經(jīng)凸透鏡折射后才會會聚于焦點，故B錯誤；C．凸透鏡的焦點F到光心O的距離叫焦距，凸透鏡的折光能力越強，焦點到光心的距離也就是焦距OF越短，故C正確；D．把圖中凸透鏡的上半部分用手遮住，并不改變凸透鏡的形狀，不影響凸透鏡的會聚光線的性質(zhì)，只是穿過凸透鏡的光線變少，故D錯誤。故選C。10．（2023秋·湖北武漢·八年級?？计谀┤鐖D所示，甲、乙兩個凸透鏡的焦距分別是3cm和5cm，下列說法不正確的是（

）A．凸透鏡對光有會聚作用B．凸透鏡都有兩個實焦點C．乙透鏡的焦距更大，其折光本領(lǐng)更強D．平行光經(jīng)過凸透鏡后，都能會聚于一點【答案】C【解析】AB．凸透鏡對光有會聚作用，凸透鏡都有兩個實焦點，左邊一個，右邊一個，A、B正確，不合題意；C．乙透鏡的焦距是5cm，甲透鏡的焦距是3cm，乙透鏡的焦距更大，其折光本領(lǐng)較弱，C錯誤，符合題意；D．從圖甲和圖乙可以看到，平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，都能會聚于一點，D正確，不合題意。11．（2023春·四川內(nèi)江·九年級威遠中學(xué)校校考期中）安全常識：夏天不要隨意將瓶裝礦泉水放置在汽車儀表臺上。這是由于瓶裝礦泉水在陽光下，相當于一個（選填字母“a—凹透鏡”或“b—凸透鏡”），它對光線有會聚作用，可能將陽光會聚在上，導(dǎo)致附近的材料長時間高溫被引燃。【答案】b焦點【解析】[1][2]由于瓶中水的形狀是中間厚、邊緣薄，符合凸透鏡的形狀特點，瓶裝礦泉水在陽光下，對光線有會聚作用，可能將陽光會聚在焦點上，會造成樹葉燃燒，造成火災(zāi)。12．（2023·全國·八年級校聯(lián)考假期作業(yè)）如圖所示，小麗同學(xué)將一個凸透鏡正對太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)，改變透鏡與紙的距離，直到紙上出現(xiàn)一個最小、最亮的光斑。小麗測出光斑到透鏡中心的距離為20cm，這個光斑所處的位置就是該透鏡的，它的焦距為cm?！敬鸢浮拷裹c的位置20【解析】[1][2]凸透鏡正對著太陽光，平行的太陽光平行于主光軸，經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一個最小、最亮的光斑，這個光斑所處的位置就是該透鏡的焦點的位置，所以光斑到光心的距離是凸透鏡的焦距；光斑到透鏡中心的距離為20cm，所以凸透鏡的焦距是20cm。13．（2023·江蘇南通·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，畫出圖中光線通過透鏡后的折射光路，F(xiàn)為透鏡的焦點；

【答案】

【解析】過光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變，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，如下圖

14．（2023·全國·九年級專題練習(xí)）如圖所示，請畫出點光源S所發(fā)出的兩束光經(jīng)過凸透鏡后的折射光線和點光源S通過凸透鏡所成的像S`。

【答案】

【解析】過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸，如圖所示：

知識點3利用透鏡對光的作用作圖15．（2023·重慶·九年級專題練習(xí)）請根據(jù)畫出的光線，在答圖中虛線框內(nèi)畫出一個適當?shù)耐哥R。

【答案】

【解析】平行的光線經(jīng)透鏡折射后變得發(fā)散，因此該透鏡起發(fā)散作用，為凹透鏡，如下圖所示

16．（2023·遼寧阜新·統(tǒng)考模擬預(yù)測）A點為燭焰上的一點，請通過作圖確定凸透鏡的一個焦點F和A點在光屏上的像的位置。

【答案】

【解析】從A點做過光心O的光線，過光心的光線方向不發(fā)生改變，交光屏與一點；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，與過光心的光線會聚于一點；這個點就是A的像點，平行于主光軸的光線過凸透鏡后和主光軸的交點F就是焦點，如圖

17．（2023春·山東威海·八年級統(tǒng)考期末）如圖所示，一條與主光軸垂直的光線經(jīng)平面鏡反射后射向右邊的凸透鏡。請畫出經(jīng)過平面鏡反射后的反射光線以及經(jīng)過凸透鏡折射后的折射光線。

【答案】

【解析】過入射點垂直于鏡面作出法線，已知入射光線與平面鏡的夾角為，可知反射角等于入射角等于則反射光線平行于凸透鏡的主光軸；再根據(jù)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點畫出折射光線；如圖所示：

18．（2023·全國·九年級校聯(lián)考專題練習(xí)）如圖，一束光經(jīng)平面鏡反射后，平行凹透鏡的主光軸射向透鏡，請畫出平面鏡和經(jīng)過凹透鏡后的折射光線。

【答案】

【解析】畫出入射光線和反射光線的夾角平分線，與平分線垂直的位置是平面鏡的位置，平行于凹透鏡主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散射出，其折射光線的反向延長線經(jīng)過焦點，如圖所示：

19．（2023·重慶·九年級專題練習(xí)）如圖所示，一束光射向凸透鏡，請畫出該光經(jīng)過凸透鏡、凹透鏡的折射光路。

【答案】

【解析】過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸，平行于主光軸的光線經(jīng)過凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過凹透鏡的虛焦點，如圖所示：

20．（2023·遼寧葫蘆島·統(tǒng)考二模）如圖，S'是空氣中點光源S經(jīng)水面形成的像，光線為點光源S射向水面后的一條反射光線，水面與凸透鏡的主光軸重合。請畫出：（1）根據(jù)平面鏡成像特點，做出點光源S，并畫出入射光線；（2）水中的折射光線的大致位置；（3）經(jīng)過凸透鏡的折射光線。

【答案】

【解析】平面鏡成像中，像與物關(guān)于平面鏡對稱，先做出像S＇關(guān)于平面鏡的對稱點S，即為光源S，連接S與入射點F表上箭頭，得到入射光線；過F點作法線，光從空氣中射入水中，水中的折射角小于空氣中的入射角，據(jù)此畫出入射光線；光過凸透鏡的焦點入射，光線平行于主光軸射出，如圖所示：

[能力提升練]21．（2023·全國·八年級校聯(lián)考假期作業(yè)）如圖所示，畫出了光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中是凹透鏡的是（）A．只有d B．只有b和d C．只有c D．只有a、b、d【答案】D【解析】凸透鏡對光具有會聚作用，凹透鏡對光具有發(fā)散作用。因此從四個光線通過透鏡的情形可知，a、b、d的折射光線相對于入射光線是發(fā)散的，所以都是凹透鏡；只有c是凸透鏡，且入射光線是從某點發(fā)出的，折射光線變得會聚了。故選D。22．（2023春·八年級校聯(lián)考課時練習(xí)）張鳳利用太陽光測量凸透鏡的焦距。他讓凸透鏡正對陽光，但沒有仔細調(diào)節(jié)紙片與透鏡的距離，在紙片上的光斑并不是最小時，就測出了光斑到凸透鏡中心的距離f，那么凸透鏡的實際焦距（）A．一定小于f B．一定大于fC．可能等于f D．可能小于f，也可能大于f【答案】D【解析】在紙片上的光斑并不是最小時，就測出了光斑到凸透鏡中心的距離f，這個距離既有可能是在焦點內(nèi)的距離，這時小于焦距f，也有可能是焦點外的距離，這時大于焦距f，所以既可能小于f，也可能大于f，故D符合題意。故選D。23．（2023·安徽池州·校聯(lián)考模擬預(yù)測）用光路圖解釋現(xiàn)象是學(xué)習(xí)光學(xué)的一種有效途徑，下列光路圖正確的是（）A．坐井觀天B．光從空氣中斜射人水中C．凸透鏡對光的作用D．凹透鏡對光的作用【答案】C【解析】A．坐井觀天中，光從井外射向井中，所以光的方向錯誤，故A錯誤；B．光從空氣中斜射人水中，折射角小于入射角，所以折射光線靠近法線偏折，故B錯誤；C．凸透鏡對光具有會聚作用，能將平行于主光軸的光折射到過焦點，故C正確；D．凹透鏡對光具有發(fā)散作用，能將平行于主光軸的光折射發(fā)散，且折射光的方向延長線過虛焦點，故D錯誤。故選C。24．（2023春·上海青浦·八年級統(tǒng)考期末）在外出游玩時我們要提升安全意識，如：在森林里不能隨意丟棄裝有水的透明礦泉水瓶；因為它相當于一個透鏡，對太陽光有作用，可能會導(dǎo)致森林火災(zāi)；從岸上看清澈池塘的深度比實際的要淺，這是由于光的現(xiàn)象造成的，所以我們不要貿(mào)然下水，以免發(fā)生意外。【答案】凸會聚折射【解析】[1][2]在森林里不能隨意丟棄裝有水的透明礦泉水瓶，因為礦泉水瓶為圓柱形，瓶內(nèi)有水時相當于一個凸透鏡，對太陽光有會聚作用，使溫度升高，可能會導(dǎo)致森林火災(zāi)。[3]從岸上看清澈池塘的深度比實際的要淺，這是由于光從水中斜射入空氣中時發(fā)生折射造成的，所以我們不要貿(mào)然下水，以免發(fā)生意外。25．（2023·全國·九年級校聯(lián)考專題練習(xí)）兩只激光筆并排放置，它們發(fā)出的光束經(jīng)過透鏡（未畫出）的光路如圖所示，說明該透鏡對光有作用。

【答案】發(fā)散【解析】由圖可知，光線經(jīng)過透鏡后，傳播范圍比通過透鏡之前傳播范圍大，說明該透鏡對光有發(fā)散作用。26．（2023秋·八年級校聯(lián)考課時練習(xí)）如圖所示，在注有清水的試管內(nèi)留有一稍大的空氣泡，使太陽光從試管的正上方向下照，觀察試管下方的白紙，可以發(fā)現(xiàn)白紙上與空氣泡相對應(yīng)的位置較（選填“亮”或“暗”），這是因為氣泡與周圍水組成透鏡，太陽光射向空氣泡和它下方的水后，出射光線會被（選填“會聚”或“發(fā)散”）。

【答案】暗凹發(fā)散【解析】[1][2][3]由于氣泡的存在，氣泡周邊的水形成中間薄邊緣厚的凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散的作用，故在氣泡的下面對應(yīng)的位置較暗。27．（2023·全國·八年級校聯(lián)考假期作業(yè)）如圖所示，一束光線經(jīng)過一個透鏡后相交于主光軸上的A點，取走透鏡后，光線相交于B點，則該透鏡起到（會聚/發(fā)散）作用，是透鏡，由此說明，能把光線相交于一點的透鏡（一定/不一定/一定不）是凸透鏡。

【答案】發(fā)散凹不一定【解析】[1][2][3]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；由于凸透鏡對光線有會聚作用，所以凸透鏡可以將光線會聚于一點；但在此種情況下，會聚的入射光線經(jīng)過凹透鏡折射后也會會聚于一點，由此可知，能夠使光線會聚于一點的不一定是凸透鏡。28．（2023·江蘇蘇州·統(tǒng)考二模）物理學(xué)家牛頓曾用如圖所示的實驗裝置來研究太陽光的色散現(xiàn)象，該裝置主要由三個三棱鏡（標記為1、2、3）和一個凸透鏡構(gòu)成，三棱鏡2與三棱鏡3之間的光束應(yīng)為（白/彩色）光；其中凸透鏡對光束具有作用；如果緊貼凸透鏡放置一光屏遮擋住凸透鏡的一半，那么墻上的彩色光帶將會（不變/變窄/變寬）。

【答案】白會聚不變【解析】[1]太陽光是復(fù)色光，經(jīng)過三棱鏡后分解成七種色光，三棱鏡2與三棱鏡3之間的光束是重新聚攏的太陽光，因此是白色的。[2]由圖可知，凸透鏡將分散的光線重新匯聚，因此凸透鏡對光線有會聚作用。[3]如果緊貼凸透鏡放置一光屏遮擋住凸透鏡的一半，透過光線偏折的角度不變，因此墻上的彩色光帶不變，只是射到墻上的光線會減少，光帶變暗。29．（2023春·黑龍江大慶·九年級?？计谥校┤鐖D所示，一束光線經(jīng)凹透鏡折射后，射向與凹透鏡主光軸平行的平面鏡上，請畫出：（1）射向凹透鏡的入射光線；（2）經(jīng)平面鏡的反射光線。

【答案】

【解析】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，據(jù)此畫出折射光線；過平面鏡的入射點垂直于鏡面作出法線，根據(jù)反射角等于入射角，在法線右側(cè)作出反射光線，如圖所示：

30．（2023·遼寧葫蘆島·統(tǒng)考一模）如圖所示，AB是平面鏡上方物體，B點發(fā)出的一條光線a，經(jīng)平面鏡反射后的光線b射向凹透鏡，再經(jīng)過凹透鏡折射后，沿光線c方向平行于主光軸射出，請畫出：（1）物體AB在平面鏡中所成的像A′B′；（2）光線a、b；（3）右側(cè)焦點F的位置。

【答案】

【解析】分別作出物體AB端點A、B關(guān)于平面鏡的對稱點A′、B′，用虛線連接A′、B′，即為AB在平面鏡中的像A′B；連接B′C與平面鏡的交點可得入射點M，連接BM，即為入射光線a，MC為反射光線b；折射光線平行于凹透鏡的主光軸射出，則MC的延長線過凹透鏡的焦點，即延長MC交凹透鏡的主光軸于點F，點F為凹透鏡右側(cè)焦點，如圖所示：

31．（2023·全國·九年級校聯(lián)考專題練習(xí)）物理課上，羅老師在水平桌面上放置一塊平面鏡，用一支帶凸透鏡的手電筒豎直向下照射在平面鏡上，側(cè)面的同學(xué)幾乎不能看到經(jīng)平面鏡反射后的光，同學(xué)們通過作圖明白了其中的道理。如圖所示，F(xiàn)為凸透鏡的焦點，一條光線經(jīng)過焦點F射向凸透鏡。請在圖中畫出該條光線經(jīng)過凸透鏡后的折射光線和經(jīng)過平面鏡后的反射光線。

【答案】

【解析】凸透鏡中，過焦點的光線平行于主光軸射出；平面鏡中，垂直于鏡面入射的光線，反射光線垂直鏡面，與入射光線重合，如圖所示：

32．（2023·山東濰坊·統(tǒng)考三模）如圖所示，凸透鏡的主光軸與水面重合，是凸透鏡的焦點，水中有一平面鏡，是一束與水面平行的光線。請畫出光線經(jīng)凸透鏡折射后進入水中，再經(jīng)過水中的平面鏡反射后恰好過點的光路。

【答案】

【解析】平行于主光軸的入射光線經(jīng)過凸透鏡折射后，折射光線過焦點，根據(jù)像與物體關(guān)于平面鏡對稱，畫出P在平面鏡中形成的像P'，連接FP'，與平面鏡交于M點，F(xiàn)M是水中的折射光線，也是平面鏡的入射光線，連接MP，可得經(jīng)平面鏡反射的反射光線，如圖所示：

33．（2023秋·八年級校聯(lián)考課時練習(xí)）小明在學(xué)習(xí)了凸透鏡后，想探究凸透鏡的焦距大小與什么因素有關(guān)，于是他讓平行光通過如圖（a）的四個透鏡（其中甲、乙和丙、丁是兩組形狀相同的凸透鏡，它們分別用玻璃、塑料和水晶制成）。（1）當與主光軸平行的光經(jīng)過甲、丙兩凸透鏡后會聚于焦點處，如圖（b）所示，比較兩次實驗數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是：在凸透鏡的材料相同時，凸透鏡表面越凸，凸透鏡的焦距越（選填“大”或“小”）；（2）如果要探究凸透鏡的焦距大小與材料的關(guān)系，應(yīng)選擇兩個透鏡，這里主要用到的一個物理研究方法是；（3）聯(lián)想到如圖（c）光的色散現(xiàn)象，如果分別用紅光和紫光測同一個凸透鏡的焦距