蘇科版八年級(jí)上冊(cè)4.2 透鏡同步訓(xùn)練題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?4.2透鏡
課后培優(yōu)練級(jí)練

培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練
1．要使光線發(fā)生如圖所示的偏折，提供的光學(xué)元件有平面鏡、凸透鏡和凹透鏡三種，你認(rèn)為可以實(shí)現(xiàn)上述要求的光學(xué)元件有（???）

A．一種 B．二種 C．三種 D．無(wú)
2．如圖中屬于凸透鏡的是（　?。?br /> A． B． C． D．
3．讓甲、乙兩個(gè)透鏡正對(duì)平行光，觀察到的現(xiàn)象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A．甲、乙兩個(gè)透鏡對(duì)光線都是會(huì)聚的 B．甲透鏡對(duì)光線是會(huì)聚的，乙透鏡對(duì)光線發(fā)散
C．甲是凹透鏡，乙是凸透鏡 D．甲是凸透鏡，乙是凹透鏡
4．在如圖所示的光路圖中，分別填入合適的透鏡。其中應(yīng)選擇凹透鏡是（　　）

A．甲、乙 B．丙、丁 C．甲、丁 D．乙、丙
5．小明同學(xué)拿一透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，再把一張紙放在它的另一側(cè)來(lái)回移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在某一個(gè)位置時(shí)，白紙上將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，則以下說(shuō)法中不正確的是（　　）

A．此透鏡可能是凹透鏡 B．此透鏡對(duì)光具有會(huì)聚作用
C．可認(rèn)為光斑與透鏡中心的距離是該透鏡的焦距 D．如果時(shí)間較長(zhǎng)，將會(huì)看到光斑處的紙變焦
6．光通過(guò)透鏡時(shí)會(huì)發(fā)生光的折射，下面為四束光透過(guò)透鏡的光路圖，其中光路圖正確的是（　?。?br /> A． B．
C． D．
7．香水的主要成分是易燃酒精，如圖所示為四瓶香水，透明玻璃瓶蓋形狀各異，最容易在陽(yáng)光下引發(fā)火災(zāi)的是（　?。?br /> A． B． C． D．
8．圖中正確表示了光通過(guò)透鏡的是（　　）

A．甲圖 B．乙圖 C．丙圖 D．丁圖
9．在森林里決不允許隨地丟棄透明飲料瓶。這是由于雨水進(jìn)入飲料瓶后相當(dāng)于一個(gè)___________，對(duì)太陽(yáng)光有___________作用，可能會(huì)導(dǎo)致森林火災(zāi)。
10．如圖甲所示冬冬在探究光的色散現(xiàn)象時(shí)看到白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶。冬冬對(duì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因進(jìn)行了思考，受此啟發(fā)，在測(cè)量凸透鏡的焦距時(shí)，冬冬想：如果分別用紅光和紫光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸入射，凸透鏡對(duì)紅光、紫光的焦距是不同的，凸透鏡對(duì) ______色光的焦距小。如圖乙所示凸透鏡的焦距f＝______毫米。

11．如圖是兩束光分別射向并通過(guò)甲和乙兩透鏡的光路圖。由圖可知_____（甲/乙）透鏡是凹透鏡。

12．如圖所示，將一個(gè)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)，其下方15cm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。若將該透鏡向紙面在靠近的過(guò)程中，光斑先變小后變大，由此可以判斷該透鏡的焦距一定_______（選填“大于”“等于”或“小于”）15cm。

13．人騎電動(dòng)自行車(chē)下坡時(shí)重力勢(shì)能_______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。到達(dá)坡底后在水平路面上勻速騎行過(guò)程中，機(jī)械能________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。剎車(chē)后很快停了下來(lái)，發(fā)現(xiàn)剎車(chē)片很燙，這是通過(guò)________的方式改變剎車(chē)片的內(nèi)能。
14．小明想知道某塊透鏡的焦距，進(jìn)行如圖甲操作（鏡面正對(duì)著太陽(yáng)光，在透鏡下面放上白紙，且透鏡與白紙保持平行），測(cè)出透鏡與白紙間距s與對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t，繪出圖像乙，可判斷該透鏡的焦距為_(kāi)_____cm：若某時(shí)刻白紙上的所成圓形光斑直徑為透鏡直徑的一半，且使凸透鏡稍遠(yuǎn)離白紙光斑變大，則此時(shí)透鏡到白紙的距離為_(kāi)_____cm。

15．取一個(gè)大燒杯，里面充滿(mǎn)煙霧，倒扣在桌子上，用手電筒射出一平行光束（如圖甲所示）。若在杯底放置一個(gè)凸透鏡，光的傳播方向如圖乙所示，這說(shuō)明當(dāng)光從空氣射入透鏡時(shí)，凸透鏡對(duì)光線有 ______作用；若換成凹透鏡光的傳播方向如圖丙所示，這又說(shuō)明當(dāng)光從空氣射入透鏡時(shí)，凹透鏡對(duì)光線有 ______作用。

16．完成下面兩個(gè)光路圖

17．畫(huà)出圖中透鏡的入射光線或折射光線的方向。

18．根據(jù)已給出的入射光線a及其出射光線b，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出一個(gè)適當(dāng)類(lèi)型的透鏡，并畫(huà)出入射光線c的出射光線；

培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練
1．如圖，正午時(shí)，太陽(yáng)光直射在水平地面，取一圓形薄透鏡正對(duì)陽(yáng)光，在距透鏡20cm的地面上得到一個(gè)光斑，其直徑與透鏡直徑相等，透鏡的焦距是

A．10cm B．20cm C．30cm D．40cm
2．一束光經(jīng)凸透鏡折射后，下列說(shuō)法正確的是（　　）
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
3．如圖所示，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。已知光線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)。該透鏡是___________透鏡，焦距___________OQ（選填“大于”、“小于”或“等于”）。

4．2021年12月9日，航天員王亞平在太空中為大家直播演示了很多有趣的小實(shí)驗(yàn)，其中最引人注目的就是“神奇的太空小水球”如圖，一開(kāi)始王亞平將水注入水膜之中最終形成一個(gè)漂亮的完整水球，可以看到一個(gè)倒立的像，這個(gè)水球相當(dāng)于一個(gè)______。隨后，王亞平向水球里注射一個(gè)氣泡，神奇的一幕發(fā)生了，水球里竟然形成了一正一反的兩個(gè)人像，注入氣泡后，中間部分相當(dāng)于兩個(gè)______組成的（以上兩空選填“平面鏡”“凸透鏡”或“凹透鏡”）。

5．為測(cè)量某凸透鏡焦距，小芳先在白紙上畫(huà)一個(gè)小于透鏡大小的圓，將凸透鏡和白紙正對(duì)太陽(yáng)光放置，太陽(yáng)光經(jīng)透鏡在白紙上形成圓形光斑。移動(dòng)白紙到距透鏡10cm時(shí)，光斑恰好與圓重合，如圖所示。

（1）該現(xiàn)象說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有__________（會(huì)聚/發(fā)散）作用，你作出此判斷的依據(jù)是_____________；
（2）繼續(xù)將白紙向透鏡方向移動(dòng)4cm時(shí)，白紙上的光再次與圓重合，此過(guò)程中光斑先變________（大/?。┖笞僟_________（大/小）。
（3）通過(guò)計(jì)算可以得到該凸透鏡的焦距為_(kāi)_________cm。
6．光線通過(guò)圖中虛線框中的透鏡，傳播方向發(fā)生了改變，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中填上合適的透鏡。

7．在圖1中的方框中填入合適的透鏡。圖2中兩個(gè)透鏡共一根主光軸放置，且兩透鏡的焦點(diǎn)正好重合，完成光路圖。

8．請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出三種光學(xué)元件的符號(hào)的正確位置，要求保留必要的輔助線和標(biāo)注。

9．如圖所示，F(xiàn)為凹透鏡的焦點(diǎn)，OO'為凹透鏡的主光軸，AB為經(jīng)凹透鏡折射后的一條平行于主光軸的光線，在凹透鏡的右側(cè)有一平面鏡NM，它與主光軸OO'成60°角，請(qǐng)畫(huà)出這條折射光線對(duì)應(yīng)的入射光線和經(jīng)平面鏡反射后的反射光線。

培優(yōu)第三階——中考沙場(chǎng)點(diǎn)兵
1．（2022·湖南長(zhǎng)沙·中考真題）我國(guó)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”。關(guān)于“水晶餅”利用太陽(yáng)光生火，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A．這是光的反射現(xiàn)象 B．這是光的色散現(xiàn)象
C．“水晶餅”對(duì)光有會(huì)聚作用 D．“水晶餅”對(duì)光有發(fā)散作用
2．（2019·湖南永州·中考真題）關(guān)于透鏡及其應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> 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
3．（2021·四川涼山·中考真題）請(qǐng)?jiān)谙聢D的方框內(nèi)畫(huà)出合適的光學(xué)元件。______、______

4．（2022·廣西河池·中考真題）如圖所示，請(qǐng)完成光線通過(guò)透鏡后的光路。

5．（2022·四川攀枝花·中考真題）一束平行于主光軸的光線，射向凸透鏡后再經(jīng)平面鏡反射，請(qǐng)完成光路圖。

6．（2022·浙江湖州·中考真題）三棱鏡是一種重要的光學(xué)元件，光通過(guò)三棱鏡的傳播路線是怎樣的呢？小越用紅光以一定角度射到三棱鏡上，光路圖如圖甲所示。改變?nèi)肷浣嵌?，光路圖如圖乙、圖丙所示。

（1）經(jīng)過(guò)兩次折射后，紅光均向三棱鏡的______（選填“頂角A”或“底面BC”）偏折。這個(gè)規(guī)律對(duì)于其他的單色光成立嗎？小越選用其他不同的單色光重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律；
（2）了解了小越的探究后，老師建議小越把凸透鏡分割成兩部分進(jìn)行思考，如圖丁所示。小越經(jīng)過(guò)分析和綜合，理解了凸透鏡對(duì)光具有______作用的原因；
（3）利用三棱鏡還可以進(jìn)行的探究實(shí)驗(yàn)是______。
7．（2021·江蘇無(wú)錫·中考真題）如圖所示，平行光通過(guò)圖中左側(cè)虛線框（其中放置一塊透鏡）后，在右側(cè)光屏上形成一個(gè)圓形光斑，該光斑的直徑比透鏡大。請(qǐng)你判斷虛線框中是否是凸透鏡，說(shuō)出接下來(lái)的操作及判斷方法。（不添加其它器材）

（1）操作：將光屏______；
（2）判斷方法：______。
8．（2022·甘肅金昌·中考真題）烈日下，汽車(chē)玻璃窗上的小水珠應(yīng)盡快擦干，這是由于小水珠相當(dāng)于一個(gè) ___________（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”），對(duì)太陽(yáng)光有 ___________（選填“會(huì)聚”或“發(fā)散”）作用，可能使車(chē)內(nèi)某處溫度升高而導(dǎo)致火災(zāi)。
9．（2022·山西·中考真題）如圖所示，西漢時(shí)期的《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中記載有“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生?！闭?qǐng)你用學(xué)過(guò)的光學(xué)知識(shí)判斷“削冰令圓”就是把冰塊制成___________鏡，若要“火生”應(yīng)把“艾”放在鏡的___________位置。

課后培優(yōu)練級(jí)練

培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練
1．要使光線發(fā)生如圖所示的偏折，提供的光學(xué)元件有平面鏡、凸透鏡和凹透鏡三種，你認(rèn)為可以實(shí)現(xiàn)上述要求的光學(xué)元件有（???）

A．一種 B．二種 C．三種 D．無(wú)
【答案】C
【詳解】從下面的光路圖可以看出，凸透鏡、凹透鏡和平面鏡都可使光的方向發(fā)生圖中的改變。入射光線可以通過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)，出射光線則與凸透鏡的主光軸平行，若凸透鏡的主光軸水平則符合題意；入射光線可以射向凹透鏡的虛焦點(diǎn)，出射光線則與凹透鏡的主光軸平行，若凹透鏡的主光軸水平則符合題意；入射光線也可以射向傾斜放置的平面鏡，反射光線調(diào)整平面鏡的傾斜角度，可以使反射光線水平射出，如圖所示故選C。
2．如圖中屬于凸透鏡的是（　?。?br /> A． B． C． D．
【答案】B
【詳解】由圖可知，ACD中的透鏡中間薄、邊緣厚，為凹透鏡；B中的透鏡中間厚、邊緣薄，是凸透鏡，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。
3．讓甲、乙兩個(gè)透鏡正對(duì)平行光，觀察到的現(xiàn)象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A．甲、乙兩個(gè)透鏡對(duì)光線都是會(huì)聚的
B．甲透鏡對(duì)光線是會(huì)聚的，乙透鏡對(duì)光線發(fā)散
C．甲是凹透鏡，乙是凸透鏡
D．甲是凸透鏡，乙是凹透鏡
【答案】C
【詳解】凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線具有發(fā)散作用。圖甲光斑的中間比較暗，圖乙中間出現(xiàn)亮斑，所以甲對(duì)光線具有發(fā)散作用，是凹透鏡，乙對(duì)光線具有會(huì)聚作用，是凸透鏡，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。
4．在如圖所示的光路圖中，分別填入合適的透鏡。其中應(yīng)選擇凹透鏡是（　?。?br />
A．甲、乙 B．丙、丁 C．甲、丁 D．乙、丙
【答案】C
【詳解】甲?。簣D中的折射光線相對(duì)于入射光線是發(fā)散的，所以是凹透鏡；乙丙：圖中的折射光線相對(duì)于入射光線是會(huì)聚的，所以是凸透鏡。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。
5．小明同學(xué)拿一透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，再把一張紙放在它的另一側(cè)來(lái)回移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在某一個(gè)位置時(shí)，白紙上將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，則以下說(shuō)法中不正確的是（　?。?br />
A．此透鏡可能是凹透鏡
B．此透鏡對(duì)光具有會(huì)聚作用
C．可認(rèn)為光斑與透鏡中心的距離是該透鏡的焦距
D．如果時(shí)間較長(zhǎng)，將會(huì)看到光斑處的紙變焦
【答案】A
【詳解】AB．實(shí)驗(yàn)中，白紙上出現(xiàn)了一個(gè)最小、最亮的光斑，說(shuō)明此透鏡對(duì)光具有會(huì)聚作用，所以該透鏡是一個(gè)凸透鏡，故A不正確，符合題意，故B正確，不符合題意；C．最小、最亮的光斑是透鏡的焦點(diǎn)位置，因此可認(rèn)為光斑與透鏡中心的距離是該透鏡的焦距，故C正確，不符合題意；D．如果時(shí)間較長(zhǎng)，因?yàn)樘?yáng)光具有能量，光斑處的溫度會(huì)升高，將會(huì)看到光斑處的紙變焦，故D正確，不符合題意。故選A。
6．光通過(guò)透鏡時(shí)會(huì)發(fā)生光的折射，下面為四束光透過(guò)透鏡的光路圖，其中光路圖正確的是（　?。?br /> A． B．
C． D．
【答案】C
【詳解】A．過(guò)光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變，故A錯(cuò)誤；B．平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過(guò)焦點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C．凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，折射光線更加靠近主光軸，故C正確；D．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)，故D錯(cuò)誤。故選C。
7．香水的主要成分是易燃酒精，如圖所示為四瓶香水，透明玻璃瓶蓋形狀各異，最容易在陽(yáng)光下引發(fā)火災(zāi)的是（　?。?br /> A． B． C． D．
【答案】B
【詳解】如圖所示的四瓶香水中，B圖所示的瓶蓋中間厚，兩邊薄，屬于凸透鏡，而凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，故又稱(chēng)會(huì)聚透鏡，所以其最容易在陽(yáng)光下引發(fā)火災(zāi)。故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。
8．圖中正確表示了光通過(guò)透鏡的是（　　）

A．甲圖 B．乙圖 C．丙圖 D．丁圖
【答案】A
【詳解】A．延長(zhǎng)入射光線可以看出，經(jīng)過(guò)凸透鏡的光被會(huì)聚了，故A正確；B．從乙圖中可以看出，經(jīng)過(guò)凹透鏡的光被會(huì)聚了，而凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，故B錯(cuò)誤；C．從丙圖中可以看出，經(jīng)過(guò)凸透鏡的光被發(fā)散了，而凸透鏡有會(huì)聚作用，故C錯(cuò)誤；D．從丁圖中可以看出，平行于主光軸的光經(jīng)凹透鏡折射后會(huì)聚一點(diǎn)，而凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，故D錯(cuò)誤。故選A。
9．在森林里決不允許隨地丟棄透明飲料瓶。這是由于雨水進(jìn)入飲料瓶后相當(dāng)于一個(gè)___________，對(duì)太陽(yáng)光有___________作用，可能會(huì)導(dǎo)致森林火災(zāi)。
【答案】???? 凸透鏡???? 會(huì)聚
【詳解】[1][2]雨水進(jìn)入飲料瓶之后，瓶中水的形狀是中間厚、邊緣薄，符合凸透鏡的形狀特點(diǎn)，它能使太陽(yáng)光會(huì)聚于焦點(diǎn)，處于焦點(diǎn)的枯草、枯枝和樹(shù)葉等易燃物容易被點(diǎn)燃，引起火災(zāi)。
10．如圖甲所示冬冬在探究光的色散現(xiàn)象時(shí)看到白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶。冬冬對(duì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因進(jìn)行了思考，受此啟發(fā)，在測(cè)量凸透鏡的焦距時(shí)，冬冬想：如果分別用紅光和紫光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸入射，凸透鏡對(duì)紅光、紫光的焦距是不同的，凸透鏡對(duì) ______色光的焦距小。如圖乙所示凸透鏡的焦距f＝______毫米。

【答案】???? 紫???? 14.0
【詳解】[1]根據(jù)三棱鏡對(duì)光線的偏折知：紅光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，當(dāng)紅光和紫光分別平行射向相同的凸透鏡時(shí)，紅光的會(huì)聚點(diǎn)，也就是紅光的焦點(diǎn)距離透鏡遠(yuǎn)，而紫光的焦點(diǎn)離透鏡近，所以紫光的焦距小。
[2]圖乙中，平行光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚到一點(diǎn)，說(shuō)明凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透鏡的焦點(diǎn)，所以焦距為f=2.40cm﹣1.00cm＝1.40cm＝14.0mm
11．如圖是兩束光分別射向并通過(guò)甲和乙兩透鏡的光路圖。由圖可知_____（甲/乙）透鏡是凹透鏡。

【答案】甲
【詳解】從圖知道，通過(guò)甲透鏡的光線比起入射光線更加遠(yuǎn)離主光軸，所以，甲對(duì)光線有發(fā)散作用，因此甲是凹透鏡；通過(guò)乙透鏡的光線比入射光線向主光軸靠攏，所以乙對(duì)光線有會(huì)聚作用，因此乙是凸透鏡。
12．如圖所示，將一個(gè)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)，其下方15cm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。若將該透鏡向紙面在靠近的過(guò)程中，光斑先變小后變大，由此可以判斷該透鏡的焦距一定_______（選填“大于”“等于”或“小于”）15cm。

【答案】???? 會(huì)聚???? 小于
【詳解】[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)比凸透鏡還小的光斑，說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用。
[2]白紙最初距凸透鏡15cm；將該透鏡向紙面在靠近的過(guò)程中，光斑先變小后變大，說(shuō)明最小、最亮的點(diǎn)即焦點(diǎn)，距凸透鏡中心的距離小于15cm，所以該透鏡的焦距一定小于15cm。
13．人騎電動(dòng)自行車(chē)下坡時(shí)重力勢(shì)能_______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。到達(dá)坡底后在水平路面上勻速騎行過(guò)程中，機(jī)械能________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。剎車(chē)后很快停了下來(lái)，發(fā)現(xiàn)剎車(chē)片很燙，這是通過(guò)________的方式改變剎車(chē)片的內(nèi)能。
【答案】???? 減小???? 不變???? 做功
【詳解】[1]人騎電動(dòng)自行車(chē)下坡時(shí)，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢(shì)能減小。
[2]到達(dá)坡底后在水平路面上勻速騎行過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度不變，動(dòng)能不變，機(jī)械能不變。
[3]剎車(chē)后很快停了下來(lái)，發(fā)現(xiàn)剎車(chē)片很燙，摩擦生熱，通過(guò)做功的方式改變物體的內(nèi)能。
14．小明想知道某塊透鏡的焦距，進(jìn)行如圖甲操作（鏡面正對(duì)著太陽(yáng)光，在透鏡下面放上白紙，且透鏡與白紙保持平行），測(cè)出透鏡與白紙間距s與對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t，繪出圖像乙，可判斷該透鏡的焦距為_(kāi)_____cm：若某時(shí)刻白紙上的所成圓形光斑直徑為透鏡直徑的一半，且使凸透鏡稍遠(yuǎn)離白紙光斑變大，則此時(shí)透鏡到白紙的距離為_(kāi)_____cm。

【答案】???? 12???? 18
【詳解】[1]當(dāng)太陽(yáng)光平行于凸透鏡的主光軸入射，經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚于焦點(diǎn)時(shí)，紙面上成最小最亮的光斑，此時(shí)白紙烤焦時(shí)間最短，由圖乙可知，當(dāng)s = 12cm時(shí)對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間最短為4min，所以凸透鏡焦距12cm。
[2]若某時(shí)刻白紙上的所成圓形光斑直徑為透鏡直徑的一半，作出凸透鏡的光路圖如下圖所示

由圖可知圓形光斑的位置可能在1或2的位置。若使凸透鏡稍遠(yuǎn)離白紙光斑變大，則圓形光斑的位置只能在2的位置，由幾何關(guān)系可知所以CF = OF = × 12cm = 6cm
所以此時(shí)透鏡到白紙的距離為OC = OF + FC = 12cm + 6cm = 18cm
15．取一個(gè)大燒杯，里面充滿(mǎn)煙霧，倒扣在桌子上，用手電筒射出一平行光束（如圖甲所示）。若在杯底放置一個(gè)凸透鏡，光的傳播方向如圖乙所示，這說(shuō)明當(dāng)光從空氣射入透鏡時(shí)，凸透鏡對(duì)光線有 ______作用；若換成凹透鏡光的傳播方向如圖丙所示，這又說(shuō)明當(dāng)光從空氣射入透鏡時(shí)，凹透鏡對(duì)光線有 ______作用。

【答案】???? 會(huì)聚???? 發(fā)散
【詳解】[1]由乙圖可知，光束通過(guò)凸透鏡之后，光束變窄，說(shuō)明凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用。
[2]由丙圖可知，光束通過(guò)凹透鏡之后，光束變寬，說(shuō)明凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。
16．完成下面兩個(gè)光路圖

【答案】
【詳解】平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后過(guò)焦點(diǎn)，過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸；平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)，延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)的入射光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸；如圖所示

17．畫(huà)出圖中透鏡的入射光線或折射光線的方向。

【答案】

【詳解】對(duì)于凸透鏡，通過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸；平行于主光軸的光線折射后過(guò)焦點(diǎn)，如圖所示：

對(duì)于凹透鏡，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；穿過(guò)光心的光線傳播方向不變；平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)。如圖所示：

18．根據(jù)已給出的入射光線a及其出射光線b，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出一個(gè)適當(dāng)類(lèi)型的透鏡，并畫(huà)出入射光線c的出射光線；

【答案】見(jiàn)解析
【詳解】圖中出射光線b比入射光線a發(fā)散一些，說(shuō)明該透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，該透鏡是凹透鏡，平行于主光軸的光線c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)，如圖所示：

培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練
1．如圖，正午時(shí)，太陽(yáng)光直射在水平地面，取一圓形薄透鏡正對(duì)陽(yáng)光，在距透鏡20cm的地面上得到一個(gè)光斑，其直徑與透鏡直徑相等，透鏡的焦距是

A．10cm B．20cm
C．30cm D．40cm
【答案】A
【詳解】由圖可知該透鏡為凸透鏡，根據(jù)凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，以及在距透鏡20cm的地面上得到一個(gè)光斑的直徑與透鏡直徑相等，得到透鏡的焦距是。故B、C、D項(xiàng)不符合題意，A項(xiàng)符合題意。
2．一束光經(jīng)凸透鏡折射后，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> 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
【答案】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。故選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。
3．如圖所示，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。已知光線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)。該透鏡是___________透鏡，焦距___________OQ（選填“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】???? 凸???? 小于
【詳解】[1]由圖示知，透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，所以該透鏡是凸透鏡。
[2]因?yàn)槠叫兄鞴廨S的光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚于焦點(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。
4．2021年12月9日，航天員王亞平在太空中為大家直播演示了很多有趣的小實(shí)驗(yàn)，其中最引人注目的就是“神奇的太空小水球”如圖，一開(kāi)始王亞平將水注入水膜之中最終形成一個(gè)漂亮的完整水球，可以看到一個(gè)倒立的像，這個(gè)水球相當(dāng)于一個(gè)______。隨后，王亞平向水球里注射一個(gè)氣泡，神奇的一幕發(fā)生了，水球里竟然形成了一正一反的兩個(gè)人像，注入氣泡后，中間部分相當(dāng)于兩個(gè)______組成的（以上兩空選填“平面鏡”“凸透鏡”或“凹透鏡”）。

【答案】???? 凸透鏡???? 凹透鏡
【詳解】[1][2]王亞平制作了一個(gè)大大的水球，并在水球中加入氣泡，大水球相當(dāng)于凸透鏡，水球和氣泡一起又構(gòu)成了一個(gè)凹透鏡，透鏡的焦距在水球表面附近，凸透鏡成像中物距大于兩倍焦距，成倒立、縮小的實(shí)像，物像異側(cè)；凹透鏡成像中物距大于兩倍焦距，成正立、縮小的虛像，物像同側(cè)，即我們看見(jiàn)了一正一倒兩個(gè)像。
5．為測(cè)量某凸透鏡焦距，小芳先在白紙上畫(huà)一個(gè)小于透鏡大小的圓，將凸透鏡和白紙正對(duì)太陽(yáng)光放置，太陽(yáng)光經(jīng)透鏡在白紙上形成圓形光斑。移動(dòng)白紙到距透鏡10cm時(shí)，光斑恰好與圓重合，如圖所示。

（1）該現(xiàn)象說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有__________（會(huì)聚/發(fā)散）作用，你作出此判斷的依據(jù)是_____________；
（2）繼續(xù)將白紙向透鏡方向移動(dòng)4cm時(shí)，白紙上的光再次與圓重合，此過(guò)程中光斑先變________（大/?。┖笞僟_________（大/?。?br /> （3）通過(guò)計(jì)算可以得到該凸透鏡的焦距為_(kāi)_________cm。
【答案】???? 會(huì)聚???? 光斑小于透鏡大小???? 小???? 大???? 8
【詳解】（1）[1][2]太陽(yáng)光經(jīng)透鏡在白紙上形成圓形光斑，由于光斑小于透鏡大小，光線被聚集后強(qiáng)度增強(qiáng)，該現(xiàn)象說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用。
（2）[3][4]移動(dòng)白紙到距透鏡10cm時(shí)，光斑恰好與圓重合，當(dāng)將白紙靠近凸透鏡時(shí)，光斑會(huì)變小，直至成為一個(gè)最小最亮的光斑，該光斑的位置即為焦點(diǎn)的位置；然后繼續(xù)移動(dòng)白紙，光斑會(huì)變大，此過(guò)程中光斑先變小后變大。
（3）[5]由于繼續(xù)將白紙向透鏡方向移動(dòng)4cm時(shí)，白紙上的光斑再次與圓環(huán)重合，這表明最小最亮的光斑在這4cm的中間，即2cm處，所以凸透鏡的焦距為f=10cm-2cm=8cm
6．光線通過(guò)圖中虛線框中的透鏡，傳播方向發(fā)生了改變，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中填上合適的透鏡。

【答案】
【詳解】由圖示知，透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，所以應(yīng)是凹透鏡，作圖如下：

7．在圖1中的方框中填入合適的透鏡。圖2中兩個(gè)透鏡共一根主光軸放置，且兩透鏡的焦點(diǎn)正好重合，完成光路圖。

【答案】
【詳解】圖1中，一束會(huì)聚光經(jīng)透鏡后變?yōu)槠叫泄?，光線比原來(lái)變得發(fā)散，故第一個(gè)框中填凹透鏡；平行光線經(jīng)第二個(gè)透鏡后，變?yōu)闀?huì)聚光，應(yīng)填凸透鏡；故作圖如下：

圖2是，從凸透鏡焦點(diǎn)發(fā)出的一束發(fā)散光，經(jīng)凸透鏡后，應(yīng)變?yōu)橐皇叫杏谥鞴廨S的平行光；平行于凹透鏡主光軸的平行光，經(jīng)凹透鏡后，變?yōu)橐皇l(fā)散光，光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚于左側(cè)虛焦點(diǎn)，故作圖如下：

8．請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出三種光學(xué)元件的符號(hào)的正確位置，要求保留必要的輔助線和標(biāo)注。

【答案】

【詳解】如圖，光的傳播方向發(fā)生改變，平面鏡、凸透鏡、凹透鏡均可達(dá)到目的；根據(jù)光的反射定律，先畫(huà)出法線，再根據(jù)法線垂直于平面鏡，可作出第一圖；根據(jù)平行于凸透鏡主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡后過(guò)焦點(diǎn)，先畫(huà)出主光軸，再確定凸透鏡位置，可作出第二圖；根據(jù)平行于凹透鏡主光軸的光線，經(jīng)凹透鏡后反向延長(zhǎng)線過(guò)凹透鏡焦點(diǎn)，先畫(huà)出主光軸，再確定凹透鏡位置，可作出第三圖；故作圖如下：

9．如圖所示，F(xiàn)為凹透鏡的焦點(diǎn)，OO'為凹透鏡的主光軸，AB為經(jīng)凹透鏡折射后的一條平行于主光軸的光線，在凹透鏡的右側(cè)有一平面鏡NM，它與主光軸OO'成60°角，請(qǐng)畫(huà)出這條折射光線對(duì)應(yīng)的入射光線和經(jīng)平面鏡反射后的反射光線。

【答案】
【詳解】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，由此畫(huà)出折射光線AB的入射光線；AB射到平面鏡上，先作出垂直于平面鏡的法線，AB與平面鏡夾角60°，則入射角為90°-60°=30°
根據(jù)反射角等于入射角在法線的另一側(cè)畫(huà)出反射光線，反射光線與平面鏡夾角也是60°，如圖所示：

培優(yōu)第三階——中考沙場(chǎng)點(diǎn)兵
1．（2022·湖南長(zhǎng)沙·中考真題）我國(guó)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”。關(guān)于“水晶餅”利用太陽(yáng)光生火，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A．這是光的反射現(xiàn)象 B．這是光的色散現(xiàn)象
C．“水晶餅”對(duì)光有會(huì)聚作用 D．“水晶餅”對(duì)光有發(fā)散作用
【答案】C
【詳解】A．“水晶餅”相當(dāng)于凸透鏡，發(fā)生的是光的折射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．光的色散現(xiàn)象是指太陽(yáng)光（白光）透過(guò)三棱鏡分解成各種色光的現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；CD．“水晶餅”相當(dāng)于凸透鏡，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，把一束太陽(yáng)光的能量會(huì)聚到焦點(diǎn)上，從而點(diǎn)燃了焦點(diǎn)處的艾草，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。
2．（2019·湖南永州·中考真題）關(guān)于透鏡及其應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> 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
【詳解】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．根據(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)成像方法有些特殊，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．（2021·四川涼山·中考真題）請(qǐng)?jiān)谙聢D的方框內(nèi)畫(huà)出合適的光學(xué)元件。______、______

【答案】???? ????
【詳解】[1]折射光線比入射光線向主光軸發(fā)散一點(diǎn)，該透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，因此填凹透鏡，如圖所示：

[2]圖中的光學(xué)元件不能使光線透過(guò)，但能改變光路，所以該圖中是平面鏡，如圖所示：

4．（2022·廣西河池·中考真題）如圖所示，請(qǐng)完成光線通過(guò)透鏡后的光路。

【答案】
【詳解】過(guò)凹透鏡光心的光線傳播方向不改變，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(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)，如圖所示：

5．（2022·四川攀枝花·中考真題）一束平行于主光軸的光線，射向凸透鏡后再經(jīng)平面鏡反射，請(qǐng)完成光路圖。

【答案】
【詳解】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)，該光線入射到平面鏡，畫(huà)出法線，再根據(jù)反射角等于入射角在法線右側(cè)畫(huà)出反射光線，如圖所示：

6．（2022·浙江湖州·中考真題）三棱鏡是一種重要的光學(xué)元件，光通過(guò)三棱鏡的傳播路線是怎樣的呢？小越用紅光以一定角度射到三棱鏡上，光路圖如圖甲所示。改變?nèi)肷浣嵌龋饴穲D如圖乙、圖丙所示。

（1）經(jīng)過(guò)兩次折射后，紅光均向三棱鏡的______（選填“頂角A”或“底面BC”）偏折。這個(gè)規(guī)律對(duì)于其他的單色光成立嗎？小越選用其他不同的單色光重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律；
（2）了解了小越的探究后，老師建議小越把凸透鏡分割成兩部分進(jìn)行思考，如圖丁所示。小越經(jīng)過(guò)分析和綜合，理解了凸透鏡對(duì)光具有______作用的原因；
（3）利用三棱鏡還可以進(jìn)行的探究實(shí)驗(yàn)是______。
【答案】???? 底邊BC???? 會(huì)聚???? 研究白光是由哪些顏色的光組成的
【詳解】（1）[1]由圖甲、圖乙、圖丙分析可知，經(jīng)過(guò)兩次折射后，紅光都向底邊BC偏折。
（2）[2]凸透鏡可以看出是兩個(gè)三棱鏡，兩個(gè)三棱鏡底邊BC重合，當(dāng)光線傳播到凸透鏡上，光線會(huì)向BC偏折，即起到會(huì)聚作用。
（3）[3]三棱鏡還可以研究光的色散，研究白光是由哪些光組成的。
7．（2021·江蘇無(wú)錫·中考真題）如圖所示，平行光通過(guò)圖中左側(cè)虛線框（其中放置一塊透鏡）后，在右側(cè)光屏上形成一個(gè)圓形光斑，該光斑的直徑比透鏡大。請(qǐng)你判斷虛線框中是否是凸透鏡，說(shuō)出接下來(lái)的操作及判斷方法。（不添加其它器材）

（1）操作：將光屏______；
（2）判斷方法：______。
【答案】???? 向左移動(dòng)???? 若光斑一直變小，則為凹透鏡；若光斑先變小后變大，則為凸透鏡
【詳解】（1）[1]凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，且光線會(huì)在焦點(diǎn)后又會(huì)發(fā)散；而凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。因?yàn)榇藭r(shí)光屏上成的是光斑，不是最小最亮的點(diǎn)，所以應(yīng)該將光屏向左移動(dòng)。
（2）[2]根據(jù)透鏡對(duì)光線的作用可判斷，在光屏向左移動(dòng)的過(guò)程中，若光斑一直變小，則為凹透鏡；若光斑先變小后變大，則為凸透鏡。
8．（2022·甘肅金昌·中考真題）烈日下，汽車(chē)玻璃窗上的小水珠應(yīng)盡快擦干，這是由于小水珠相當(dāng)于一個(gè) ___________（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”），對(duì)太陽(yáng)光有 ___________（選填“會(huì)聚”或“發(fā)散”）作用，可能使車(chē)內(nèi)某處溫度升高而導(dǎo)致火災(zāi)。
【答案】???? 凸透鏡???? 會(huì)聚
【詳解】[1]小水珠邊緣薄，中間厚，所以相當(dāng)于凸透鏡。
[2]凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，而小水珠相當(dāng)于凸透鏡，故對(duì)光線有會(huì)聚作用。
9．（2022·山西·中考真題）如圖所示，西漢時(shí)期的《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中記載有“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生?！闭?qǐng)你用學(xué)過(guò)的光學(xué)知識(shí)判斷“削冰令圓”就是把冰塊制成___________鏡，若要“火生”應(yīng)把“艾”放在鏡的___________位置。

【答案】???? 凸透???? 焦點(diǎn)
【詳解】[1]削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生，將冰削圓，對(duì)著太陽(yáng)能生火，說(shuō)明削成的圓冰對(duì)火有會(huì)聚作用，所以是冰塊制成凸透鏡。
[2]太陽(yáng)光都會(huì)會(huì)聚到凸透鏡的焦點(diǎn)位置，要快速生火，需把“艾”放在鏡的焦點(diǎn)位置

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