一、選擇題(本大題共4小題,每小題3分,共12分)
1.(2013·徐州中考)如圖是把一副眼鏡放在太陽光下,在地面上看到的情形。由此可以判斷鏡片是( )
A.凸面鏡 B.凹面鏡
C.凸透鏡D.凹透鏡
【解析】選D。本題考查凸透鏡和凹透鏡的區(qū)分。由圖可見,陽光通過眼鏡形成的光斑中間較四周暗,對(duì)光線起發(fā)散作用,因此是凹透鏡。故選D。
2.如果把一個(gè)玻璃球分割成五塊,其截面如圖所示,再將這五塊玻璃a、b、c、d、e分別放在太陽光下,那么能使光線發(fā)散的是( )
A.a B.b C.c D.d
【解析】選B。凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用,凹透鏡是中間薄、邊緣厚的透鏡,a、c、d、e為凸透鏡,故選B。
3.一種手電筒上所用的聚光電珠如圖所示,其前端相當(dāng)于一個(gè)玻璃制成的凸透鏡,為了使燈絲發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡后變成平行光,應(yīng)把燈絲放在( )
A.焦點(diǎn)處 B.焦點(diǎn)以內(nèi)
C.焦點(diǎn)以外D.任意位置
【解析】選A。此題以日常生活中的聚光電珠作為研究對(duì)象,將物理知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用,結(jié)合光路的可逆性可知,從焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸,所以選A。
4.關(guān)于透鏡,下列說法中不正確的是( )
A.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)
B.凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用,但通過凹透鏡的光線也可能會(huì)聚在一點(diǎn)
C.凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,因此通過凸透鏡的光線都一定會(huì)聚在一點(diǎn)
D.平行于主光軸的光線,通過凸透鏡后一定經(jīng)過焦點(diǎn)
【解析】選C。本題考查對(duì)透鏡焦點(diǎn)的理解和透鏡對(duì)光線的作用。凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn),凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn),故A項(xiàng)說法正確。凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用,但通過凹透鏡的光線也可能會(huì)聚在一點(diǎn),故B項(xiàng)說法正確。根據(jù)光路的可逆性,放在凸透鏡焦點(diǎn)上的點(diǎn)光源,它發(fā)出的光線經(jīng)透鏡折射后光線平行于主光軸,故C項(xiàng)說法錯(cuò)誤。凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,只有平行于主光軸的光線才能會(huì)聚于焦點(diǎn),故D項(xiàng)說法正確。故選C。
二、填空題(本大題共2小題,每空2分,共10分)
5.雨過天晴時(shí),蔬菜塑料大棚的積水窩相當(dāng)于一個(gè) 鏡,此時(shí)為防止陽光灼傷蔬菜,菜農(nóng)總是及時(shí)將積水除掉,這是因?yàn)橥雇哥R對(duì)陽光有
作用。
【解析】本題考查凸透鏡的應(yīng)用。雨過天晴時(shí),蔬菜塑料大棚的積水窩形狀是中間厚、邊緣薄,符合凸透鏡的形狀特點(diǎn),對(duì)光線有會(huì)聚作用,如果熱量集中,會(huì)灼傷蔬菜。
答案：凸透 會(huì)聚
6.如圖所示,讓凸透鏡正對(duì)著太陽光,拿一張白紙?jiān)谒牧硪粋?cè)來回移動(dòng),在白紙上能得到一個(gè)最小、最亮的光斑,這個(gè)光斑所在位置就是凸透鏡的 ,該凸透鏡的焦距是 cm;凸透鏡的焦距是表示凸透鏡會(huì)聚光線能力的一個(gè)物理量,另有兩個(gè)直徑相同的凸透鏡,它們的焦距分別為4 cm和6 cm,那么焦距為 cm的凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚能力強(qiáng)一些。
【解析】本題考查凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距的理解。太陽光通過凸透鏡后形成一個(gè)最小、最亮的光斑,說明凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,這個(gè)最小、最亮的光斑所在的位置就是凸透鏡的焦點(diǎn);焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離是凸透鏡的焦距,由圖可知該凸透鏡的焦距是11.0 cm;由于凸透鏡的焦距越小,對(duì)光的會(huì)聚作用越強(qiáng),所以焦距為4 cm的凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚能力強(qiáng)一些。
答案：焦點(diǎn) 11.0 4
三、作圖題(本大題共2小題,共8分)
7.(4分)如圖所示,通過凸透鏡焦點(diǎn)的光線AO,經(jīng)過凸透鏡沿OB方向射出,作出該凸透鏡和焦點(diǎn)F的位置。(保留作圖痕跡)
【解析】本題考查對(duì)凸透鏡的特殊光線的理解。與OB平行畫出透鏡的主光軸,與AO的交點(diǎn)F就是凸透鏡的焦點(diǎn),再過折射點(diǎn)的位置畫出凸透鏡。
答案：如圖所示
8.(4分)(2013·朝陽中考)如圖所示,平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后射向一平面鏡,人在平面鏡前看到光好像是從鏡后的M點(diǎn)發(fā)出的,作出光經(jīng)凸透鏡折射后又被平面鏡反射的光路,并標(biāo)出凸透鏡右焦點(diǎn)F。
【解析】平面鏡前的人看到經(jīng)平面鏡反射后的光束好像是從平面鏡后的M點(diǎn)射出,則M為經(jīng)凸透鏡的折射光線與主光軸交點(diǎn)F的像,作M關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)F,即凸透鏡的焦點(diǎn),平行主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點(diǎn),據(jù)此畫出折射光線,得出入射點(diǎn),再根據(jù)反射后的光束好像是從平面鏡后的M點(diǎn)射出畫出反射光線。
答案：如圖所示
四、實(shí)驗(yàn)探究題(10分)
9.(2013·南通中考)在利用太陽光測(cè)量凸透鏡的焦距后,小華將凸透鏡正對(duì)著太陽,發(fā)現(xiàn)把火柴頭放在凸透鏡焦點(diǎn)處一段時(shí)間后,火柴會(huì)被點(diǎn)燃,他想進(jìn)一步探究不同的透鏡對(duì)火柴的點(diǎn)燃效果有什么不同,和同學(xué)們討論后,他們提出了以下三種猜想：
猜想1：凹透鏡也能點(diǎn)燃火柴。
猜想2：點(diǎn)燃火柴的快慢與凸透鏡的焦距大小有關(guān)。
猜想3：點(diǎn)燃火柴的快慢與凸透鏡的直徑大小有關(guān)。
(1)根據(jù)所學(xué)知識(shí),他們經(jīng)過討論,判斷“猜想1”是錯(cuò)誤的,你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是 。
(2)為了驗(yàn)證“猜想2”是否正確,他們選用直徑相同而焦距不等的凸透鏡進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間基本相等,這說明“猜想2”是 的。
(3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證“猜想3”是否正確,簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案。
簡(jiǎn)要做法： ;
如何判斷： 。
【解析】本題考查凸透鏡、凹透鏡對(duì)光線的作用和探究實(shí)驗(yàn)的方法。(1)由于凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用,不能把太陽光會(huì)聚于一點(diǎn),所以不能點(diǎn)燃火柴。(2)選擇直徑相同而焦距不同的凸透鏡實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)火柴點(diǎn)燃的時(shí)間基本相等,說明點(diǎn)燃火柴的快慢與凸透鏡的焦距無關(guān),即“猜想2”是錯(cuò)誤的。(3)由控制變量法可知：用焦距相同而直徑不同的凸透鏡做實(shí)驗(yàn),測(cè)量火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間。如果各次測(cè)量的火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間不等,則“猜想3”正確,反之則錯(cuò)誤。
答案：(1)凹透鏡對(duì)太陽光線有發(fā)散作用,不能點(diǎn)燃火柴
(2)錯(cuò)誤 (3)用焦距相同而直徑不同的凸透鏡做實(shí)驗(yàn),測(cè)量火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間 如果各次測(cè)量的火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間不等,則“猜想3”正確,反之則錯(cuò)誤
【培優(yōu)訓(xùn)練】
1.(2014·江蘇省無錫市濱湖中學(xué)期末)在一個(gè)不透明的木板上,鉆一個(gè)小孔。用眼睛通過小孔可以觀察到一定的范圍,如圖所示。在小孔中嵌入一定形狀的玻璃制品,可以擴(kuò)大觀察范圍。則下圖中的四個(gè)截面中能夠獲得最大觀察范圍的是
( )
【解析】選D。本題考查透鏡對(duì)光線的作用。如甲圖為沒有任何光學(xué)元件,直接通過小孔看到的范圍。如乙圖,小孔內(nèi)放入玻璃磚,光線要從小孔左側(cè)進(jìn)入右側(cè)眼睛,經(jīng)過兩次折射,光線才能進(jìn)入人的眼睛,人眼看到的范圍稍微增大。如丙圖,小孔內(nèi)放入凸透鏡,凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,能使會(huì)聚光線提前會(huì)聚,光線進(jìn)入人的眼睛,觀察到的范圍變窄。如丁圖,小孔內(nèi)放入凹透鏡,凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用,凹透鏡使光線推遲會(huì)聚,光線進(jìn)入人的眼睛,觀察到的范圍變寬。乙圖和丁圖觀察范圍都變寬,由于玻璃磚兩次折射后的光線與原始光線是平行的,要使光線進(jìn)入人的眼睛,觀察到的范圍只是稍微增大。凹透鏡的發(fā)散作用越強(qiáng),觀察到的范圍越大。故選D。
2.小明有三個(gè)凸透鏡,它們用同種材料制成,形狀如圖甲所示。
(1)你猜想它們的焦距是否相同?如果不同,你認(rèn)為哪個(gè)焦距大,哪個(gè)焦距小?
(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的猜想：簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)步驟,畫出記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。
(3)如圖乙所示是小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察畫出的三組光路圖,根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄,你可以得到什么結(jié)論?
【解析】本題主要考查了影響凸透鏡焦距大小的因素。(1)因?yàn)槿齻€(gè)凸透鏡,它們用同種材料制成,形狀不同,可以猜想：它們的焦距會(huì)不相同;透鏡表面凸起的程度大的凸透鏡的焦距就小,即A的焦距大,C的焦距小。(2)因?yàn)闇y(cè)量凸透鏡的焦距時(shí)是使凸透鏡正對(duì)太陽,紙放在透鏡后面,與透鏡平行,并前后移動(dòng),直到在紙上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑為止。量出這時(shí)光斑與透鏡間的距離,就約等于凸透鏡的焦距。所以,需要分別測(cè)出三個(gè)凸透鏡的焦距,具體做法是①讓凸透鏡正對(duì)太陽,紙放在透鏡后面,與透鏡平行,并前后移動(dòng),直到在紙上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑為止。量出這時(shí)光斑與透鏡間的距離,就是凸透鏡的焦距。②比較三個(gè)凸透鏡的焦距,看猜想是否正確。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下：
(3)根據(jù)三組光路圖可知：左邊的凸透鏡的焦距最大,右邊的凸透鏡的焦距最小。所以可得結(jié)論是同種材料制成的凸透鏡,表面越凸,焦距越小。
答案：(1)不相同 A的焦距大,C的焦距小
(2)①讓凸透鏡正對(duì)太陽,紙放在透鏡后面,與透鏡平行,并前后移動(dòng),直到在紙上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑為止。量出這時(shí)光斑與透鏡間的距離,就是凸透鏡的焦距。②比較三個(gè)凸透鏡的焦距,看猜想是否正確。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下：
(3)同種材料制成的凸透鏡,表面越凸,焦距越小。凸透鏡
A
B
C
焦距
凸透鏡
A
B
C
焦距

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