人教版八年级物理上册同步考点专题训练 5.1 透镜(原卷版+解析版)
展开典例分析+变式训练
考点1 透镜的分类以及辨别凸、凹透镜的方法
1、透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2、透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3、透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4、凹透镜与凸透镜的辨别:
(1)触摸法:用手摸,凸透镜:中间厚两边薄,凹透镜:中间薄两边厚。
(2)成像法;放在书上的字上,放大是凸透镜,缩小是凹透镜。
(3)太阳聚焦法:把透镜放在阳光下,再放一张白纸在透镜下,若能在纸上找到一个很亮的点(焦点)即为凸透镜,否则为凹透镜。
【典例1】(2021秋•宣化区期末)如图所示,属于凹透镜的是( )
A.①②③B.①②④⑤C.①③⑤D.②④⑥
【典例2】(2021•宝应县校级模拟)小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,其操作正确的是 (选择“A”或“B”)。透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中,形成甲光斑的是 (选填“凸”或“凹”)透镜,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜,小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,你认为该透镜 (选填“一定”“可能”或“一定不”)是凹透镜。
【变式训练1】(2021秋•淮安区期末)如图所示,将一副眼镜放到太阳光下,依据地面上观察到的现象,可以判断镜片是( )
A.玻璃镜B.平面镜C.凸透镜D.凹透镜
【变式训练2】(2021秋•金沙县期末)中间厚、边缘薄的透镜叫 透镜,如:远视镜片、放大镜;中间薄、边缘厚的透镜叫 透镜,如:近视镜片,门上的猫眼。
【变式训练3】
考点2 主光轴、光心、焦点和焦距
透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
图(1) 透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
【典例3】(2021秋•长葛市期末)如图所示,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为l,该凸透镜的焦距为f,若f大于l,则凸透镜从此位置远离纸的过程中光斑会( )
A.一直变大 B.一直变小 C.先变小后变大 D.先变大后变小
【典例4】(2022•无锡模拟)小明为辨别直径相同的两个透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,其操作正确的是 (选择“A”或“B”)。透镜与光斑的大小如图2所示,d1<d,形成甲光斑的是 (选填“凸”或“凹”)透镜;小夏利用光具座测透镜甲的焦距,则该透镜的焦距为 cm。
【变式训练1】小文利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示,他让凸透镜正对阳光,但纸板上的最小光斑却不易确定。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为8cm和14cm,则凸透镜的焦距是( )
A.8cmB.11cmC.14cmD.22cm
【变式训练2】(2021秋•南昌期末)在利用太阳光测量凸透镜焦距时,小华将凸透镜正对着太阳,再把一张纸放在它的下方,如图所示。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L.小华推断,凸透镜的焦距一定大于L。
(1)你认为小华的推断 (选填“正确”或“不正确”)。
(2)为了检验小华的推断是否正确,可将凸透镜向下方的纸张慢慢移近,若观察到纸上呈现的光斑变 (选填“大”或“小”),则他的推断是正确的。
考点3 凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用
透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
(1)凸透镜分为双凸、平凸和凹凸(或正弯月形)等形式,凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜,较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用,这与透镜的厚度有关。
(2)凹透镜对光有发散作用.平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能形成实性焦点,沿着散开光线的反向延长线,在投射光线的同一侧交于F点,形成的是一虚焦点(凹透镜有两个虚焦点)。
【典例5】(2021秋•肥城市期末)如图所示漫画中,小松鼠在树上玩得正欢,见小狐狸急匆匆从树下跑过,小松鼠感到奇怪。关于小狐狸是否撒谎的判断,下列说法正确的是( )
A.小狐狸撒谎,矿泉水瓶不可能引起火灾
B.透明矿泉水瓶中有水时,相当于一个凹透镜,可以使附近的草木着火,引发火灾,故小狐狸没有撒谎
C.透明矿泉水瓶中有水时,相当于一个凸透镜,可以使附近的草木着火,引发火灾,故小狐狸没有撒谎
D.无法判断小狐狸是否在撒谎
【典例6】(2022•锡山区校级一模)如图(a)所示,在注有清水的试管内留有一个稍大的空气泡,将试管水平固定在白纸上方,并使光线竖直向下照射到试管上,观察试管下方的白纸,发现呈现在白纸上的竟是一条与试管平行的亮线,而在与空气泡相对应的位置上,则是一个橄榄形的黑影如图(b)所示。原来,试管中充满水的部分相当于 透镜,而试管上空气泡所处的位置相当于一个 透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处,亮线的粗细将如何变化? (选填“不变”、“一直变粗”、“一直变细”、“先变粗后变细”或“先变细后变粗”)。
【变式训练1】(2021秋•高港区校级月考)如图容器水中有一个空气泡,则其对水平射入其中的光线有何作用( )
A.会聚作用 B.发散作用 C.既不会聚也不发散 D.无法判断
【变式训练2】(2021秋•梁河县期末)新冠肺炎疫情期间,用如图所示的测温枪的“枪口”对准人的额头或手腕,显示屏就能显示人体的温度,它是利用了 (填“红外线”或“紫外线”)的热效应来测量体温的。在森林中游客如果随地丢弃装水的透明圆形饮料瓶,可能会引起森林火灾,这是因为饮料瓶相当于 镜,它能使太阳光会聚在一点上,从而引起火灾。
考点4 透镜的光路图
透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图所示。
过光心的光线
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图所示。
图平行于主轴的光线
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图所示。
过焦点的光线
【典例7】(2022•肃州区模拟)下列光学作图中,错误的是( )
A.凹透镜聚光B.平面镜成像
C.光从空气射入水中D.光的色散
【典例8】(2022•黄埔区二模)如图所示,平面镜右侧有一直杆AB,光线c平行于凸透镜的主光轴,它是一条射向平面镜的光线a经过平面镜反射后,反射光线b再经过凸透镜后的折射光线(光线a、b在图中没有画出),请画出:
(1)直杆AB在平面镜中所成的像A′B′。
(2)两条光线a、b。
【变式训练1】(2022•南沙区一模)请在图中画出烛焰的两条入射光线经过凸透镜后的折射光线.烛焰所成像的性质是 (选填“放大”、“等大”、“缩小”) (选填“正立”、“倒立”)的 像(选填“实”、“虚”).
【变式训练2】(2022•长安区二模)如图所示凸透镜的下半部分在水中,请在图中画出入射光线和进入水中大致的折射光线。
课堂巩固训练
一、选择题。
1.(2021秋•青羊区期末)在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜,两束光通过透镜前后的方向如图所示,则( )
A.甲为凹透镜,乙为凸透镜B.甲为凸透镜,乙为凹透镜
C.甲、乙都为凸透镜 D.甲、乙都为凹透镜
2.下列所示各图属于凹透镜的是( )
A.B.C.D.
3.(2022•丰县校级一模)如图所示,水杯后面20cm处放一个小泥娃,透过水杯看到一个变细的泥娃,此水杯相当于一个柱状透镜,它的焦距可能是( )
A.7cmB.10cmC.15cmD.25cm
4.(2021秋•临颍县期末)焦距为10cm的凸透镜正对太阳光,其下方的白纸上呈现一光斑,此时光斑到凸透镜的距离为12cm,若凸透镜靠近白纸,看到光斑的大小和亮度的变化情况是( )
A.光斑一直变大,亮度越来越暗 B.光斑一直变小,亮度越来越暗
C.光斑先变小后变大,亮度先变亮后变暗 D.光斑一直变大,亮度越来越亮
5.(2021秋•太仓市期末)有关光的知识,下列说法中正确的是( )
A.凸透镜对从焦点发出的光没有会聚作用
B.光的三原色是红、黄、蓝
C.枫叶呈现红色是因为吸收了红光
D.测温枪可对人体进行非接触式测温,是利用了红外线的热效应
6.(2021秋•惠民县期末)如图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中凹透镜的是( )
A.甲、乙、丙B.甲、乙、丁
C.乙、丁D.甲、乙、丙、丁
7.(2022•金安区校级模拟)如图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中是凸透镜的( )
A.只有cB.只有a和cC.只有b和cD.a、b和d
二、填空题。
8.(2021•长沙模拟)小亮将爷爷的眼镜正对着太阳光,调节眼镜到地面的距离,在眼镜下方的地上形成了一个很小且明亮的光斑,由此可以判断,爷爷是 眼,爷爷的眼镜对光有 作用。
9.(2022春•西湖区期中)如图所示,把一凸透镜放在平面镜前,当用眼睛观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则光束会聚处和M点的距离是 m,该凸透镜的焦距是 m。
9.(2022春•凤翔县期中)用冰取火,绝不是天方夜谭。南极考察团在失去火种的情况下,利用身边易得的冰块磨成中间比边缘 (选填“厚”或“薄”)的形状的透镜,如图所示,这种形状的透镜对光线有 作用;让透镜正对着太阳光,调节透镜与干燥棉絮之间的距离,使干燥棉絮刚好处于透镜的 位置,形成一个最小最亮的光斑,过一段时间干燥棉絮就可以燃烧起来。
10.(2022•大庆模拟)如图所示,给凸透镜“戴”上近视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像。若“取”下近视眼镜,在光屏和透镜不动时、为使光屏上的像清晰,可行的是将蜡烛 透镜(选填“远离”“靠近”)。
11.(2022•南沙区一模)盒子内有一透镜,物体AB上的一点A发出的一条光线经过盒子后的折射光线如图所示,由此可判断盒子内的透镜是 (选填“凹透镜”或“凸透镜”)。
三、作图题。
12.(2022•来安县二模)如图所示,是物体AB经过凸透镜后在光屏上所成的像A'B',请通过作图找到物体AB。
13.(2022•安徽模拟)如图,L表示凸透镜,MN为主光轴,O为光心,F为焦点。从光源S点发出三条光线,经凸透镜折射后相交于S′,请在图中做出光源S点的位置,以及这三条光线的入射光线。
四、解答题。
14.(2022•昌平区二模)给你一个眼镜,判断镜片是凸透镜还是凹透镜。请你写出两种判断方法,可以添加适当的实验器材。
方法一:
方法二:
15.(2022春•临澧县期末)为了提高防火意识,消防部门当众演示了一个令人惊奇的实验。将装有水的透明塑料袋挂在树枝上,让阳光透过塑料袋照射到地面干草上,干草上聚光点的温度迅速上升,一会儿后,干草被点燃了。请你用光学的知识解释这一现象。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
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