2024-2025學(xué)年八年級(jí)物理全冊(cè)4.5科學(xué)探究：凸透鏡成像一含解析新版滬科版

Page74.5科學(xué)探究：凸透鏡成像（一）透鏡一、單選題1．據(jù)央視新聞報(bào)道，我國(guó)臺(tái)灣省臺(tái)中市一輛小客車，因車主將礦泉水順手放在儀表盤上的防滑墊上，導(dǎo)致防滑墊起火（如圖所示）。這瓶礦泉水所起的作用相當(dāng)于（）A．平面鏡 B．三棱鏡 C．凸透鏡 D．凹透鏡【答案】C【解析】裝有水的礦泉水瓶由于中間厚邊緣薄，相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，而凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用，射入車內(nèi)的光線經(jīng)礦泉水瓶折射后集中于它的焦點(diǎn)上，時(shí)間一長(zhǎng)正好使放置于此處的物品起火。2．關(guān)于透鏡及其應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）A．凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用B．凸透鏡只能成實(shí)像，凹透鏡只能成虛像C．近視眼鏡的鏡片是凸透鏡D．放大鏡是凹透鏡【答案】A【解析】A．對(duì)光有會(huì)聚作用的是凸透鏡，對(duì)光有發(fā)散作用的是凹透鏡，故A正確；B．依據(jù)凸透鏡成像規(guī)律物距小于1倍焦距時(shí)成虛像，物距大于1倍焦距成實(shí)像；實(shí)際凹透鏡也可能成實(shí)像，不過(guò)成像方法有些特別，先得用其他透鏡產(chǎn)生一個(gè)虛像，則虛像（即虛光源）在凹透鏡下可以呈現(xiàn)出一個(gè)實(shí)像，故B錯(cuò)誤；C．近視眼鏡的鏡片是凹透鏡，故C錯(cuò)誤；D．放大鏡是凸透鏡，故D錯(cuò)誤。故選A。3．如圖所示的透鏡中最適合用來(lái)視察細(xì)小物體的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】由圖可知，ABC都是中間薄、邊緣厚的透鏡，都是凹透鏡；只有D是凸透鏡，凸透鏡可以做放大鏡運(yùn)用，此時(shí)物體在一倍焦距內(nèi)，凸透鏡成正立、放大的虛像，因此最適合用來(lái)視察細(xì)小物體的是D。故選D。4．如圖所示，對(duì)光有會(huì)聚作用的透鏡有（）A．①③⑤ B．②④⑤⑥ C．①②③ D．②④⑥【答案】A【解析】對(duì)光線有會(huì)聚作用的透鏡是凸透鏡，對(duì)光線有發(fā)散作用的透鏡是凹透鏡；由圖可知，①③⑤透鏡中間比邊緣厚是凸透鏡，故A符合題意。故選A。5．關(guān)于透鏡，下列說(shuō)法正確的是（）A．凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，因此通過(guò)凸透鏡的光肯定會(huì)聚在焦點(diǎn)上B．凸透鏡只對(duì)平行光有會(huì)聚作用C．平行于主光軸的光，通過(guò)凹透鏡后肯定經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)D．凸透鏡和凹透鏡都有焦點(diǎn)，凸透鏡有實(shí)焦點(diǎn)，凹透鏡有虛焦點(diǎn)【答案】D【解析】A．透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用，通過(guò)凸透鏡的光不肯定會(huì)聚到焦點(diǎn)或一點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．凸透鏡對(duì)全部光線有會(huì)聚作用，故B錯(cuò)誤；C．平行于主光軸的光通過(guò)凹透鏡后會(huì)發(fā)散，不會(huì)經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．凸透鏡和凹透鏡都有焦點(diǎn)，凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)，凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)，故D正確。故選D。6．早在我國(guó)西漢時(shí)期成書的《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中就有關(guān)于冰透鏡的記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生?！眻D中關(guān)于該記載說(shuō)明的光路圖正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】由冰透鏡對(duì)著大陽(yáng)卻能聚光，使艾絨著火，由此可知冰透鏡是凸透鏡，因?yàn)橥雇哥R對(duì)光線有會(huì)聚作用，且行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚成一點(diǎn)，故選A。7．小星同學(xué)利用太陽(yáng)光測(cè)量凸透鏡的焦距，方法如圖所示．他留意到讓凸透鏡正對(duì)陽(yáng)光，但沒(méi)有細(xì)致調(diào)整紙片與透鏡的距離，在紙片上的光斑并不是最小，當(dāng)紙片遠(yuǎn)離透鏡時(shí)，光斑始終變大，就測(cè)出了光斑到凸透鏡中心的距離L，那么，凸透鏡的實(shí)際焦距A．肯定小于LB．肯定大于LC．可能等于LD．可能小于L、也可能大于L【答案】A【解析】由于光斑到凸透鏡的距離為L(zhǎng)時(shí)，即像距為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≠l；若紙片遠(yuǎn)離透鏡時(shí)，光斑始終變大，說(shuō)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肯定小于L．故BCD錯(cuò)誤，故A正確．故選A．8．凸透鏡是很多光學(xué)儀器的重要組成部分，小紅學(xué)習(xí)了凸透鏡的學(xué)問(wèn)后提出了以下有關(guān)凸透鏡的說(shuō)法，其中不正確的是（）A．凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用B．凸透鏡可以矯正近視眼的視力C．凸透鏡所成的“實(shí)像”和“物體”分別在凸透鏡的兩側(cè)D．凸透鏡既可以成“實(shí)像”，也可以成“虛像”【答案】B【解析】A．凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡，對(duì)光有會(huì)聚作用，故A項(xiàng)正確；B．近視眼使物體的像成在了視網(wǎng)膜的前方，因此須要用凹透鏡來(lái)矯正，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．在凸透鏡成像中，實(shí)像和物體分別在凸透鏡的兩側(cè)，虛像和物體在凸透鏡的同一側(cè)，故C項(xiàng)正確；D．由凸透鏡成像規(guī)律可知，凸透鏡既可以成實(shí)像，也可以成虛像，故D項(xiàng)正確。故選B。9．凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，所以凸透鏡又叫作會(huì)聚透鏡．下列各圖是光通過(guò)透鏡前后的光路圖，據(jù)此推斷圖中的透鏡不屬于凸透鏡的是()A． B． C． D．【答案】C【解析】A圖，平行光線經(jīng)透鏡后，相交于一點(diǎn)，起會(huì)聚作用是凸透鏡；B圖，發(fā)散的光線經(jīng)透鏡后，發(fā)散減輕了，所以起會(huì)聚作用，是凸透鏡；C圖中的光線經(jīng)過(guò)透鏡后，顯得更發(fā)散了，所以交戰(zhàn)向右移動(dòng)，起發(fā)散作用，是凹透鏡；D圖，從一點(diǎn)發(fā)出的光線，以透鏡折射后，平行射出，對(duì)光線起了會(huì)聚作用，符合凸透鏡的特點(diǎn)．故C不屬于凸透鏡．10．把一塊薄玻璃板按如圖所示方式以球形割面切開(kāi)，成為2個(gè)薄透鏡，然后沿主軸分開(kāi)肯定的距離，假如一束平行光沿主軸投射到1個(gè)透鏡上，則（）A．無(wú)論平行光是從哪邊入射，經(jīng)過(guò)2個(gè)透鏡折射后仍是平行光B．平行光從右邊入射，經(jīng)過(guò)2個(gè)透鏡折射后肯定是會(huì)聚光束C．平行光從右邊入射，經(jīng)過(guò)2個(gè)透鏡折射后可能是會(huì)聚光束，也可能是發(fā)散光束D．平行光從左邊入射，經(jīng)過(guò)2個(gè)透鏡折射后肯定是發(fā)散光束【答案】B【解析】A、2個(gè)薄透鏡沿主軸分開(kāi)肯定的距離，焦點(diǎn)分開(kāi)，位置不合適時(shí)，無(wú)論平行光是從哪邊入射，都不能得到平行光，故A錯(cuò)誤。BC、平行光從右邊入射，右邊透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，左邊透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，且分開(kāi)后相當(dāng)于光源位于凸透鏡的焦點(diǎn)以外，故經(jīng)過(guò)2個(gè)透鏡折射后肯定是會(huì)聚光束，故B正確，C錯(cuò)誤。D、平行光從左邊入射，凸透鏡先對(duì)光線會(huì)聚，在焦點(diǎn)后又是發(fā)散的，由于兩個(gè)透鏡的距離不確定，所以經(jīng)過(guò)2個(gè)透鏡折射后可能是會(huì)聚光束，也可能是發(fā)散光束。故D錯(cuò)誤。填空題11．近視眼鏡的鏡片是________透鏡，它對(duì)光線具有________（填“會(huì)聚”或“發(fā)散”）作用．【答案】凹發(fā)散【解析】近視眼是晶狀體曲度變大，會(huì)聚實(shí)力增加，應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡使光線推遲會(huì)聚，因凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，所以近視眼應(yīng)當(dāng)配戴凹透鏡才能看清遠(yuǎn)處的物體．12．依據(jù)圖中光的傳播路徑，可知方框內(nèi)的透鏡是______（選填“凸”或“凹”）透鏡?！敬鸢浮堪肌窘馕觥坑山o出的光線可知，原本向中間會(huì)聚的光線經(jīng)透鏡折射后變得延遲會(huì)聚，故虛線框內(nèi)的是凹透鏡。13．如圖所示，鉛筆斜插入裝有水的圓柱形玻璃杯中，從側(cè)面看鉛筆似乎在水面處折斷了，這是光的______現(xiàn)象。水中部分看起來(lái)比水面上的部分要粗一些，這是因?yàn)槭⑺膱A柱形玻璃杯相當(dāng)于______（選填“凸”或“凹”）透鏡?！敬鸢浮空凵渫埂窘馕觥縖1]從側(cè)面看鉛筆似乎在水面處折斷了，這屬于光的折射現(xiàn)象；[2]水中部分看起來(lái)比水面上的部分要粗一些，這是因?yàn)槭⑺膱A柱形玻璃杯相當(dāng)于凸透鏡，物體在透鏡焦點(diǎn)以內(nèi)，此時(shí)起的是放大鏡的作用。14．如圖是“新冠”疫情防控期間各小區(qū)，公共場(chǎng)所的“出入碼”，用于掃碼的手機(jī)攝像頭相當(dāng)于一個(gè)________透鏡，與________(選填“近”或“遠(yuǎn)”)視眼鏡的鏡片相同?【答案】凸遠(yuǎn)【解析】[1]通過(guò)智能手機(jī)的攝像頭掃描二維碼（如圖甲）可快速獲得網(wǎng)絡(luò)信息，手機(jī)攝像頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用。[2]遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片是凸透鏡，所以手機(jī)攝像頭的鏡片與遠(yuǎn)視眼的鏡片相同。15．如圖所示，凸透鏡對(duì)光有_____________作用，當(dāng)光從凸透鏡進(jìn)入空氣折射角___________入射角(選填“大于”、“小于”或“等于”)。【答案】會(huì)聚大于【解析】[1]由圖可知，平行光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚到某一點(diǎn)，這說(shuō)明凸透鏡有會(huì)聚作用。[2]凸透鏡是玻璃制成的，由光的折射規(guī)律可知，當(dāng)光從凸透鏡進(jìn)入空氣折射角大于入射角。16．如圖所示，一束光經(jīng)過(guò)一個(gè)透鏡后會(huì)聚于主光軸上的點(diǎn)A，取下透鏡后，光會(huì)聚于B點(diǎn)，則該透鏡是_____透鏡。【答案】凹【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。17．將一個(gè)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)，其下方20cm處的白紙上呈現(xiàn)出一個(gè)較小的光斑。說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有_____作用；若將該透鏡向紙面再靠近一小段距離的過(guò)程中，光斑始終變大，由此可以推斷該透鏡的焦距肯定_____20cm（選填“大于”、“等于”或“小于”）。【答案】會(huì)聚大于【解析】[1]將一個(gè)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)，其下方的白紙上呈現(xiàn)出一個(gè)較小的光斑，說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；[2]如題圖所示，白紙最初距凸透鏡20cm，若將該透鏡向紙面再靠近一小段距離，光斑始終變大，則沒(méi)有經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)，該透鏡的焦距肯定大于20cm。18．如圖，一束平行光垂直照耀在直徑為a的圓孔上，圓孔中有一凹透鏡，在距離圓孔為L(zhǎng)的光屏上得到直徑為b的圓形亮斑，則這個(gè)凹透鏡的焦距為_(kāi)_____。【答案】【解析】由凹透鏡的三條特別光線知，平行于凹透鏡主光軸的光線，經(jīng)凹透鏡折射后變得發(fā)散，但其反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)；將圖中折射光線反向延長(zhǎng)，與主光軸交于點(diǎn)F，則O、F之間的距離就是焦距f，如圖所示：利用幾何學(xué)問(wèn)可以求得：。作圖題19．如圖所示，有一點(diǎn)光源S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后，反射光線經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后與主光軸平行（F為透鏡的焦點(diǎn)），請(qǐng)畫出：①入射光線；②反射光線；③經(jīng)凸透鏡折射后的折射光線。（____）【答案】【解析】作出光源S關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)，可得像的位置S′，連接S′F作出反射光線，與平面鏡的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，連接入射點(diǎn)與S的連線即為入射光線，再依據(jù)通過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸作出折射光線，如圖（見(jiàn)答案）所示。20．請(qǐng)完成圖中的光路。（______）【答案】【解析】過(guò)入射點(diǎn)作出法線，此時(shí)入射角是45°，反射角也是45°，依據(jù)反射角等于入射角作出反射光線，且其恰好平行于主光軸，依據(jù)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過(guò)焦點(diǎn)的特點(diǎn)可以做出通過(guò)凸透鏡的光路圖，如下圖所示：。21．光線通過(guò)圖中虛線框中的透鏡，傳播方向發(fā)生了變更，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中填上合適的透鏡?！敬鸢浮俊窘馕觥坑蓤D示知，透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，所以應(yīng)是凹透鏡，作圖如下：試驗(yàn)題22．如圖是英國(guó)物理學(xué)家牛頓曾經(jīng)做過(guò)的光的色散試驗(yàn)。試驗(yàn)中將一束太陽(yáng)光投射到玻璃三棱鏡上，在棱鏡后側(cè)光屏上的AB范圍內(nèi)可以視察到不同顏色的光，則：（1）試驗(yàn)中，將溫度計(jì)放到AB范圍A處的外側(cè)，會(huì)看到__________；B處應(yīng)當(dāng)是_______光；該試驗(yàn)說(shuō)明：我們平?？吹降淖匀还馐怯蒧____、橙、_____、綠、藍(lán)、_____、______混合而成的。（2）從試驗(yàn)看出，光線經(jīng)過(guò)三棱鏡后是向它的________偏折（填“頂角”或“底邊”），這一規(guī)律可以用來(lái)類比說(shuō)明凸透鏡對(duì)光的_________作用和凹透鏡對(duì)光的_________作用。（3）如圖所示，假如分別用紅光和藍(lán)光以平行于主軸的方向照耀凸透鏡，之后它們的光路會(huì)略有差異，圖中通過(guò)b點(diǎn)的光線是___________光（填“紅”或“藍(lán)”）。【答案】溫度計(jì)示數(shù)上升紫紅黃靛紫底邊會(huì)聚發(fā)散紅【解析】(1)[1][2]太陽(yáng)光經(jīng)三棱鏡后發(fā)生色散，圖中位置從A到B依次呈現(xiàn)紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等七種顏色的色光；紅外線具有熱效應(yīng)，它位于紅色光的外面，所以溫度計(jì)放應(yīng)放在A處的外側(cè)示數(shù)會(huì)上升；故B處為紫光；[3][4][5][6]該試驗(yàn)說(shuō)明：我們平?？吹降淖匀还馐怯杉t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等七種色光混合而成的；(2)[7]依據(jù)光的折射規(guī)律，光透過(guò)三棱鏡時(shí)，發(fā)生兩次折射，最終的折射光線是向三棱鏡的底邊偏折的；[8][9]這一規(guī)律可以用來(lái)類比說(shuō)明凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用；(3)[10]因?yàn)榧t光的折射率最小，因此圖中b點(diǎn)的光線是紅光。23．小明和小華利用太陽(yáng)光測(cè)量凸透鏡的焦距，（1）小明上午其次課下課后，將凸透鏡與水平地面平行放置，調(diào)整凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現(xiàn)一個(gè)最小的亮點(diǎn)，小明用刻度尺測(cè)出此點(diǎn)到凸透鏡光心的距離視為焦距．小華卻告知他，這個(gè)距離不是凸透鏡的焦距，其理由是__________；（2）如圖所示，小華實(shí)行正確的操作步驟在白紙屏上形成了一個(gè)最小最亮的光斑．由圖可知，該凸透鏡的焦距是_________cm．（3）測(cè)量焦距后，他們想進(jìn)一步探究凸透白紙屏鏡的焦距可能與什么因素有關(guān)．經(jīng)過(guò)探討后，他們提出了以下幾種猜想：猜想1：與凸透鏡玻璃的顏色有關(guān)；猜想2：與照耀太陽(yáng)光的亮度有關(guān)；猜想3：與凸透鏡球形表面彎曲程度有關(guān)；猜想4：與凸透鏡的直徑大小有關(guān)．①依據(jù)所學(xué)學(xué)問(wèn)，他們經(jīng)過(guò)探討。推斷猜想1是_______（選填“正確”或“錯(cuò)誤"）的。你認(rèn)為他們推斷的依據(jù)是_________；②為了驗(yàn)證猜想2是否正確，他們調(diào)整照耀到同一凸透鏡上太陽(yáng)光的亮度進(jìn)行多次試驗(yàn)，發(fā)覺(jué)所得焦距基本相等、這說(shuō)明猜想2是_______（選填“正確”或“錯(cuò)誤"）的．③小華他們?cè)隍?yàn)證猜想2后，又選用直徑和球形表面彎曲程度都不相同間的無(wú)色玻璃凸透鏡進(jìn)行多次試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想3是否正確．你認(rèn)為小華他們的試驗(yàn)____（選填“能”成“不能"）驗(yàn)證猜想3是否正確，理由是________?！敬鸢浮看藭r(shí)凸透鏡沒(méi)有正對(duì)太陽(yáng)光放置13.0正確見(jiàn)解析錯(cuò)誤不能見(jiàn)解析【解析】(1)[1]太陽(yáng)光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，太陽(yáng)光經(jīng)凸透鏡后將會(huì)聚在焦點(diǎn)。所以把光屏置于另一側(cè)，變更光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，這個(gè)光斑便為焦點(diǎn)。測(cè)出光斑到凸透鏡的距離，便是焦距。而上午第2節(jié)課下課后，將凸透鏡與水平地面平行放置，此時(shí)凸透鏡沒(méi)有正對(duì)太陽(yáng)光放置（太陽(yáng)光沒(méi)有與凸透鏡的主光軸平行），所以這個(gè)亮點(diǎn)不是凸透鏡的焦點(diǎn)位置。(2)[2]焦點(diǎn)在處，透鏡光心在處，所以，焦距；(3)①[3][4]太陽(yáng)光通過(guò)有色的