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初中物理沪科版（2024）八年级全册第五节 科学探究：凸透镜成像课堂检测
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这是一份初中物理沪科版（2024）八年级全册第五节 科学探究：凸透镜成像课堂检测，共24页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，属于凹透镜的是（ ）
A．①③⑤B．①②③C．②④⑥D．②④⑤⑥
2．关于透镜的主光轴和光心，下列说法中正确的是（ ）
A．主光轴就是通过透镜中心的直线
B．光心就是透镜的几何中心，它位于主光轴上
C．凸透镜有主光轴，凹透镜没有主光轴
D．凸透镜有光心，凹透镜没有光心
3．如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（ ）
A． B．
C． D．
4．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．甲为凸透镜，乙为凹透镜B．甲、乙都为凸透镜
C．甲为凹透镜、乙为凸透镜D．甲、乙都为凹透镜
5．夏天在烈日下洗车，车身上留下的水滴会使车身局部产生高温现象，时间长了车漆便会失去光泽。对这一现象的解释，合理的是（ ）
A．水滴相当于平面镜，能使光在车漆上发生反射而失去光泽
B．水滴相当于凸透镜，能发散光在车身的局部产生高温
C．水滴相当于凹透镜，能会聚光在车身的局部产生高温
D．水滴相当于凸透镜，能会聚光在车身的局部产生高温
6．一束跟主光轴平行的光通过透镜的光路如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．O点为该凸透镜的焦点
B．任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于F点
C．若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，该凸透镜对光将仍然具有会聚作用
D．若在F点放一个发光的小灯泡，则该凸透镜对小灯泡发出的光将不具有会聚作用
7．如图，正午时，太阳光直射在水平地面，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜20cm的地面上得到一个光斑，其直径与透镜直径相等，透镜的焦距是
A．10cmB．20cm
C．30cmD．40cm
8．如图所示，有一长方体玻砖，在它内部的中心位置有一圆形气泡，当一束平行光垂直于玻砖向下照射时（中心位置切面如图所示），在地面MN区域内可能会看到
A．矩形亮斑
B．矩形暗斑
C．矩形暗斑且中心有一亮点
D．矩形亮斑且中心有一暗点
9．如图所示，从光源发出的光线，穿过金属板上的小孔进入烟箱，按图示那样传播，则a、b、c三个位置上必然分别放置着（ ）
A．a是凹透镜，b是平板玻璃，c是凸透镜
B．a是凹透镜，b是平板玻璃，c是凹透镜
C．a是平板玻璃，b是凸透镜，c是凹透镜
D．a是凸透镜，b是平板玻璃，c是凹透镜
10．小科同学将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个并非最小的光斑，此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（ ）
A．一定小于10cmB．一定等于10cm
C．一定大于10cmD．可能小于10cm，也可能大于10cm
二、填空题
11．把甲、乙两个透镜分别正对太阳光，在光屏上出现了如图所示的光斑，则甲为________透镜，乙为________透镜。
12．透镜是利用光的______规律制成的，有凸透镜和凹透镜两种，现有一个玻璃球分成A、B、C、D、E五块，其横截面如图所示，属于凸透镜的是______，属于凹透镜的是______。
13．如图所示，透镜的焦距是______cm。
14．图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凸透镜的是______；是凹透镜的是______。（填序号）
15．放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，说明凸透镜对光有______作用，若要获得一束平行光，应将S移至______位置，若要获得S的实像，应将S移至______位置（后两空选填“焦点”、“焦点以内”或“焦点以外”）。
16．小明想知道自己家中放大镜的焦距，于是让放大镜正对着太阳光，将一个光屏放在放大镜的另一侧，观察太阳光通过放大镜后出现的现象，直到光屏上得到的光斑最小、最亮，则该光斑的所处位置是放大镜的__________，小明请爸爸拿来刻度尺，粗略测量为20cm，则该放大镜的焦距为________。
17．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是___________透镜，焦距___________OQ（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
18．阅读短文，回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在甲图图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜左侧平面处，即为甲图图3，像甲图图3这样的透镜叫做菲涅尔透镜。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。
与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。这使得菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙所示为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆纹路的玻璃组成。同时，菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高太阳能板上单位面积获得的光能，如图丁所示。
（1）根据短文可知，菲涅尔透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，原因是：______；
（2）与平凸透镜相比，菲涅尔透镜的好处是______（写出一种即可）；
（3）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请在丙图中画出入射光线经过菲涅尔透镜的光路图。______
三、作图题
19．请根据图中给出的光线，画出它们完整的光路图．
( )
20．请根据图中所示情形，画出S点通过凸透镜所成的像S'．
( )
21．如图所示，请完成下列光路图．
( )
四、实验题
22．小明家中有一个透镜，如何鉴别是凸透镜还是凹透镜，在不能用手触摸镜片的前提下，将如何辨别?请你设计一个小实验来做出判断．
实验器材：__________________；
实验方法： _____．
23．在测量凸透镜焦距实验中，小明将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一较小的光斑（如图乙）。
（1）图甲中有________个凸透镜；图乙现象说明了凸透镜对光线有________作用；
（2）测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将_________。
24．测量凸透镜的焦距.
（1）小丽的方案如图所示．移动凸透镜直到白纸上的光斑最小时，凸透镜到白纸的距离为10cm，则凸透镜的焦距为________cm．
（2）对用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项：________．
（3）小丽发现：将凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，无论怎样调节白纸的位置，都不能使太阳光在白纸上会聚成一点，而是一个光斑，这个光斑的直径有两三毫米．这是为什么呢？
小丽猜想：太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的．
①小丽猜想的理由或依据是________．
②为了验证小丽的猜想，简要的做法是________．
③如果小丽的猜想正确，实验中观察到的现象是________．
25．三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图甲所示。改变入射角度，光路图如图乙、图丙所示。
（1）经过两次折射后，红光均向三棱镜的______（选填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律；
（2）了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图丁所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有______作用的原因；
（3）利用三棱镜还可以进行的探究实验是______。
26．为了研究凸透镜的焦距与哪些因素有关，某小组同学选择了如图（a）所示的四个透镜（其中A、B和C、D分别是两组厚度相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。
(1)若要探究“凸透镜的焦距与透镜材料的关系”，小组应选择图（a）中 ______ 做实验（选填字母）。
(2)若选择A和C两个透镜还可以探究“凸透镜的焦距与 ______ 的关系”小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示。比较两次实验的现象，可以得到的初步结论是：当 ______ 。
(3)本实验采用的科学方法是 ______ 。
27．（1）小明在判别直径相同的两透镜的类型时，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，透镜与光斑的大小如图所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的______是凸透镜，形成乙光斑的______是凹透镜（以上选填“一定”、“可能”或“一定不”）；
（2）小华在测量凸透镜的焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将______（“变大”或“变小”或“不变”）。
28．凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量，如图所示，小明同学为了探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，他做了实验，根据表格中记录的数据，回答下列问题：
（1）此实验运用了___________研究问题。
（2）比较实验___________与___________，得出结论：同材料、同直径，凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。
（3）比较实验___________与___________，得出结论：同材料、同厚度，凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。
（4）比较实验2与4，得出结论：___________。
29．小明和小华利用太阳光测量凸透镜的焦距，
（1）小明上午第二课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明用刻度尺测出此点到凸透镜光心的距离视为焦距．小华却告诉他，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是__________；
（2）如图所示，小华采取正确的操作步骤在白纸屏上形成了一个最小最亮的光斑．由图可知，该凸透镜的焦距是_________cm．
（3）测量焦距后，他们想进一步探究凸透白纸屏镜的焦距可能与什么因素有关．经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：与凸透镜玻璃的颜色有关；
猜想2：与照射太阳光的亮度有关；
猜想3：与凸透镜球形表面弯曲程度有关；
猜想4：与凸透镜的直径大小有关．
①根据所学知识，他们经过讨论。判断猜想1是_______（选填“正确”或“错误"）的。你认为他们判断的依据是_________；
②为了验证猜想2是否正确，他们调节照射到同一凸透镜上太阳光的亮度进行多次实验，发现所得焦距基本相等、这说明猜想2是_______（选填“正确”或“错误"）的．
③小华他们在验证猜想2后，又选用直径和球形表面弯曲程度都不相同间的无色玻璃凸透镜进行多次实验来验证猜想3是否正确．
你认为小华他们的实验____（选填“能”成“不能"）验证猜想3是否正确，理由是________。
实验次数
1
2
3
4
凸透镜厚度
1cm
0.5cm
0.5cm
0.5cm
凸透镜直径
4cm
4cm
6cm
4cm
凸透镜材料
玻璃
玻璃
玻璃
塑料
凸透镜焦距
3cm
5cm
8cm
6cm
4.5.1 透镜
一、单选题
1．如图所示，属于凹透镜的是（ ）
A．①③⑤B．①②③C．②④⑥D．②④⑤⑥
【答案】C
【解析】图中的②④⑥，都是中间薄边缘厚，都属于凹透镜；而①③⑤都是中间厚边缘薄，都属于凸透镜，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．关于透镜的主光轴和光心，下列说法中正确的是（ ）
A．主光轴就是通过透镜中心的直线
B．光心就是透镜的几何中心，它位于主光轴上
C．凸透镜有主光轴，凹透镜没有主光轴
D．凸透镜有光心，凹透镜没有光心
【答案】B
【解析】A．主光轴是垂直通过透镜中心的直线，故A错误；
B．光心在主光轴上，通过该点的光传播方向不变，透镜的光心就是透镜的中心，故B正确；
C．凸透镜、凹透镜都有主光轴，故C错误；
D．凸透镜、凹透镜都有光心，故D错误。
故选B。
3．如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．过透镜光心的光心方向不发生改变，故A不符合题意；
B．入射光线平行于主光轴，经过凸透镜折射后，折射光线应该过焦点，故B不符合题意；
C．凹透镜对光线有发散作用，而图中的凹透镜对光线起了会聚作用，故C不符合题意；
D．平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后发散，折射光线的反向延长线过焦点，故D符合题意。
故选D。
4．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．甲为凸透镜，乙为凹透镜B．甲、乙都为凸透镜
C．甲为凹透镜、乙为凸透镜D．甲、乙都为凹透镜
【答案】A
【解析】发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此甲应是凸透镜；光线通过乙透镜后折射光线变得发散了，由于凹透镜对光线有发散作用，故乙图中是凹透镜。故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
5．夏天在烈日下洗车，车身上留下的水滴会使车身局部产生高温现象，时间长了车漆便会失去光泽。对这一现象的解释，合理的是（ ）
A．水滴相当于平面镜，能使光在车漆上发生反射而失去光泽
B．水滴相当于凸透镜，能发散光在车身的局部产生高温
C．水滴相当于凹透镜，能会聚光在车身的局部产生高温
D．水滴相当于凸透镜，能会聚光在车身的局部产生高温
【答案】D
【解析】在阳光下的水滴好比一个小的凸透镜，把太阳光进行了会聚，同时也会聚了太阳光的能量，使得局部高温，从而伤害汽车的外表，故选D。
6．一束跟主光轴平行的光通过透镜的光路如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．O点为该凸透镜的焦点
B．任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于F点
C．若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，该凸透镜对光将仍然具有会聚作用
D．若在F点放一个发光的小灯泡，则该凸透镜对小灯泡发出的光将不具有会聚作用
【答案】C
【解析】A．由图可知，O点为该凸透镜的光心，故A错误；
B．任意一束平行于主光轴的光经过凸透镜后才会聚于F点，故B错误；
C．若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，该凸透镜的焦距不变，对光将仍然具有会聚作用，故C正确；
D．凸透镜对光始终有会聚作用，若在F点放一个发光的小灯泡，根据光的可逆性，对小灯泡发出的光仍具有会聚作用，故D错误。
故选C。
7．如图，正午时，太阳光直射在水平地面，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜20cm的地面上得到一个光斑，其直径与透镜直径相等，透镜的焦距是
A．10cmB．20cm
C．30cmD．40cm
【答案】A
【解析】由图可知该透镜为凸透镜，根据凸透镜对光有会聚作用，以及在距透镜20cm的地面上得到一个光斑的直径与透镜直径相等，得到透镜的焦距是。故B、C、D项不符合题意，A项符合题意。
8．如图所示，有一长方体玻砖，在它内部的中心位置有一圆形气泡，当一束平行光垂直于玻砖向下照射时（中心位置切面如图所示），在地面MN区域内可能会看到
A．矩形亮斑
B．矩形暗斑
C．矩形暗斑且中心有一亮点
D．矩形亮斑且中心有一暗点
【答案】D
【解析】垂直向下的光线经过气泡时，实际是从玻璃射向空气，折射角大于入射角，经过中间一点时，中间气泡相当于两个凹透镜，对光线起发散作用，不能会聚，所以中间比四周较暗，故选D．
9．如图所示，从光源发出的光线，穿过金属板上的小孔进入烟箱，按图示那样传播，则a、b、c三个位置上必然分别放置着（ ）
A．a是凹透镜，b是平板玻璃，c是凸透镜
B．a是凹透镜，b是平板玻璃，c是凹透镜
C．a是平板玻璃，b是凸透镜，c是凹透镜
D．a是凸透镜，b是平板玻璃，c是凹透镜
【答案】D
【解析】a处会聚光线，是凸透镜，b处没有改变光线方向，是平板玻璃，c处使光线发散，是凹透镜，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10．小科同学将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个并非最小的光斑，此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（ ）
A．一定小于10cmB．一定等于10cm
C．一定大于10cmD．可能小于10cm，也可能大于10cm
【答案】A
【解析】将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个最小的光斑时，这个最小的光斑是凸透镜的焦点，而此时在纸面上得到一个并非最小的光斑，且凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦距小于光斑到凸透镜的距离，即焦距小于10cm。
故选A。
二、填空题
11．把甲、乙两个透镜分别正对太阳光，在光屏上出现了如图所示的光斑，则甲为________透镜，乙为________透镜。
【答案】 凹 凸
【解析】[1][2]图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜。
12．透镜是利用光的______规律制成的，有凸透镜和凹透镜两种，现有一个玻璃球分成A、B、C、D、E五块，其横截面如图所示，属于凸透镜的是______，属于凹透镜的是______。
【答案】 折射 ACDE B
【解析】[1]透镜是指光能够穿透，所以利用光的折射规律。
[2]凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，图中ACDE是中间厚边缘薄的透镜，所以ACDE属于凸透镜。
[3]凹透镜是中间薄边缘厚的透镜，图中B是中间薄边缘厚的透镜，所以B属于凹透镜。
13．如图所示，透镜的焦距是______cm。
【答案】10.0
【解析】平行于凸透镜主光轴的光线的会聚点在40.0cm处，光心在30.0cm处，所以它的焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm。
14．图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凸透镜的是______；是凹透镜的是______。（填序号）
【答案】 ③⑤⑥ ①②④
【解析】[1]由图可知，③⑤⑥中图中的光线经透镜折射后靠近主光轴，说明透镜对光线具有会聚作用，所以是凸透镜。
[2]由图可知，①②④图中的光线经透镜折射后远离主光轴，说明透镜对光线具有发散作用，所以是凹透镜。
15．放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，说明凸透镜对光有______作用，若要获得一束平行光，应将S移至______位置，若要获得S的实像，应将S移至______位置（后两空选填“焦点”、“焦点以内”或“焦点以外”）。
【答案】 会聚 焦点 焦点以外
【解析】[1]如图所示，折射光线与入射光线相比，往主光轴偏折，故说明凸透镜对光有会聚作用。
[2]通过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴，所以若要获得一束平行光，应将S移至焦点。
[3] 若要获得S的实像，应将S移至焦点外，因为焦点内成虚像，焦点上不成像。
16．小明想知道自己家中放大镜的焦距，于是让放大镜正对着太阳光，将一个光屏放在放大镜的另一侧，观察太阳光通过放大镜后出现的现象，直到光屏上得到的光斑最小、最亮，则该光斑的所处位置是放大镜的__________，小明请爸爸拿来刻度尺，粗略测量为20cm，则该放大镜的焦距为________。
【答案】 焦点 20cm
【解析】[1][2]太阳光照射到放大镜上相当于平等光束，经折射会聚在一点，则该点即为放大镜的焦点，焦点至放大镜中心的距离即为焦距，则该放大镜的焦距为20cm。
17．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是___________透镜，焦距___________OQ（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 凸 小于
【解析】[1]由图示知，透镜对光线有会聚作用，所以该透镜是凸透镜。
[2]因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点，而a光线如果不发生折射，他将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距。
18．阅读短文，回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在甲图图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜左侧平面处，即为甲图图3，像甲图图3这样的透镜叫做菲涅尔透镜。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。
与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。这使得菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙所示为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆纹路的玻璃组成。同时，菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高太阳能板上单位面积获得的光能，如图丁所示。
（1）根据短文可知，菲涅尔透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，原因是：______；
（2）与平凸透镜相比，菲涅尔透镜的好处是______（写出一种即可）；
（3）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请在丙图中画出入射光线经过菲涅尔透镜的光路图。______
【答案】 会聚 菲涅尔透镜中去掉的直线传播的部分，保留发生折射的曲面 节省透镜材料、减少了光在透镜中传播的光能损失等
【解析】（1）[1][2]菲涅尔透镜是将平凸透镜中光沿直线传播的部分去掉了，保留了对光线有折射作用的曲面，所以菲涅尔透镜像常见凸透镜一样有会聚作用。
（2）[3]因为去掉了对光线不起折射作用的部分，保留了对光线有折射作用的曲面，故可以节省透镜材料使透镜更薄，减少了光在透镜中传播的光能损失等。
（3）[4]由于菲涅尔透镜仍然有平凸透镜对光线的作用，根据凸透镜三条件特殊光线的作用规律，平行与主光轴的光线经凸透镜折射后，要经过焦点，如图所示
三、作图题
19．请根据图中给出的光线，画出它们完整的光路图．
( )
【答案】
【解析】根据透镜的三条特殊光线作图规律作图：（1）过光心的光线不改变传播方向；（2）平行于主光轴的光线经折射后过焦点（对于凹透镜来说，是折射光线的反向延长线过虚焦点）；（3）过焦点的光线经折射后与主光轴平行（对于凹透镜来说，是入射光线的延长线过虚焦点，经折射后与主光轴平行）．答案如下：
20．请根据图中所示情形，画出S点通过凸透镜所成的像S'．
( )
【答案】
【解析】利用凸透镜的三条特殊光线画出两条光线的折射光线，一是平行入射的光线折射后过焦点，二是过光心的光线传播方向不变，两条折射光线的反向延长线交点就是S的像点位置，如图；
21．如图所示，请完成下列光路图．
( )
【答案】
【解析】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，如图所示：
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，如图所示：
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
四、实验题
22．小明家中有一个透镜，如何鉴别是凸透镜还是凹透镜，在不能用手触摸镜片的前提下，将如何辨别?请你设计一个小实验来做出判断．
实验器材：__________________；
实验方法： _____．
【答案】 书本（报纸等带有文字图片的纸张） 见解析
【解析】[1][2]带有文字或图片的书本、报纸等均可，将透镜放在书本的文字或图片上，透镜逐渐远离书本上的字，能起到放大作用的是凸透镜，不能起到放大作用的是凹透镜；
23．在测量凸透镜焦距实验中，小明将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一较小的光斑（如图乙）。
（1）图甲中有________个凸透镜；图乙现象说明了凸透镜对光线有________作用；
（2）测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将_________。
【答案】 3 会聚 大于 变小
【解析】（1）[1]如图所示：
根据透镜的概念，中间比边缘厚的透镜是凸透镜，中间比边缘薄的透镜是凹透镜，所以图中（1）（3）（5）为凸透镜，有三个凸透镜。
[2]太阳光通过凸透镜后相交于一点，说明凸透镜对光线有会聚作用。
（2）[3]将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，说明开始光屏在焦点后，后一次在焦点前，即l大于f。
[4] \将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处时，光线通过凸透镜后是会聚的，所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将逐渐变小。
24．测量凸透镜的焦距.
（1）小丽的方案如图所示．移动凸透镜直到白纸上的光斑最小时，凸透镜到白纸的距离为10cm，则凸透镜的焦距为________cm．
（2）对用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项：________．
（3）小丽发现：将凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，无论怎样调节白纸的位置，都不能使太阳光在白纸上会聚成一点，而是一个光斑，这个光斑的直径有两三毫米．这是为什么呢？
小丽猜想：太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的．
①小丽猜想的理由或依据是________．
②为了验证小丽的猜想，简要的做法是________．
③如果小丽的猜想正确，实验中观察到的现象是________．
【答案】 10 凸透镜正对太阳光，在白纸上得到最小的光斑 不同色光通过三棱镜的折射程度不同（凸透镜可以看成多个三棱镜组合而成的） 把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化（或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化） 光斑变小
【解析】解答：(1)移动凸透镜白纸上的光斑最小，这个光斑是凸透镜的焦点，凸透镜到焦点的距离为10cm，则凸透镜的焦距为10cm.
(2)阳光聚焦法，一定要注意使凸透镜正对太阳光，移动白纸在白纸上得到最小的光斑，这个光斑才是凸透镜的焦点．
(3)①凸透镜正对着太阳光，白纸上会聚成一个直径有两三毫米的光斑，是由于不同色光通过三棱镜的折射能力不同，不能在白纸上会聚成最小、最亮的点．
②为了验证太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化；或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化．如果光斑变小，猜想正确．
③如果小丽的猜想正确，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，会看到光斑变小．
点睛：根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断．
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距．
凸透镜正对太阳光时，光线才能平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚成的最小、最亮的点才是凸透镜的焦点，才能得到准确的焦距．
太阳光经三棱镜之后变得发散，其原因是太阳光由七种色光组成，不同色光的折射能力不同，所以才形成红橙黄绿蓝靛紫的光谱．
实验时光斑太大是因为不同的色光折射能力不同造成的，为了证明这个问题，可以用单色光照射凸透镜，或用彩色透明胶片放在凸透镜前，观察光斑大小的变化．
25．三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图甲所示。改变入射角度，光路图如图乙、图丙所示。
（1）经过两次折射后，红光均向三棱镜的______（选填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律；
（2）了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图丁所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有______作用的原因；
（3）利用三棱镜还可以进行的探究实验是______。
【答案】 底边BC 会聚 研究白光是由哪些颜色的光组成的
【解析】（1）[1]由图甲、图乙、图丙分析可知，经过两次折射后，红光都向底边BC偏折。
（2）[2]凸透镜可以看出是两个三棱镜，两个三棱镜底边BC重合，当光线传播到凸透镜上，光线会向BC偏折，即起到会聚作用。
（3）[3]三棱镜还可以研究光的色散，研究白光是由哪些光组成的。
26．为了研究凸透镜的焦距与哪些因素有关，某小组同学选择了如图（a）所示的四个透镜（其中A、B和C、D分别是两组厚度相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。
(1)若要探究“凸透镜的焦距与透镜材料的关系”，小组应选择图（a）中 ______ 做实验（选填字母）。
(2)若选择A和C两个透镜还可以探究“凸透镜的焦距与 ______ 的关系”小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示。比较两次实验的现象，可以得到的初步结论是：当 ______ 。
(3)本实验采用的科学方法是 ______ 。
【答案】 A、B或C、D 厚度 平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后经过异侧焦点 控制变量法
【解析】(1)[1]探究焦距与材料的关系，则应保证除材料不同外，其他条件均相同，则应选择A、B或C、D。
(2)[2]A和C两个透镜材料相同，厚度不同，则可用于探究凸透镜焦距与厚度的关系。
[3]比较实验现象可知，平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后经过异侧焦点。
(3)[4]每次控制一个条件不同，其他条件相同，采用的是控制变量法。
27．（1）小明在判别直径相同的两透镜的类型时，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，透镜与光斑的大小如图所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的______是凸透镜，形成乙光斑的______是凹透镜（以上选填“一定”、“可能”或“一定不”）；
（2）小华在测量凸透镜的焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将______（“变大”或“变小”或“不变”）。
【答案】 一定 可能 小于 变大
【解析】（1）[1][2]因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用，根据图示可知，甲一定是对光线起了会聚作用，而乙可能是对光线起了发散作用，也可能是形成放大的实像，因此形成甲光斑的一定是凸透镜，形成乙光斑的可能是凹透镜。
（2）[3][4]将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，说明开始光屏在焦点前，后一次在焦点后，即l小于f，将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处时，光线通过凸透镜后是发散的，所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将逐渐变大。
28．凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量，如图所示，小明同学为了探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，他做了实验，根据表格中记录的数据，回答下列问题：
（1）此实验运用了___________研究问题。
（2）比较实验___________与___________，得出结论：同材料、同直径，凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。
（3）比较实验___________与___________，得出结论：同材料、同厚度，凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。
（4）比较实验2与4，得出结论：___________。
【答案】 控制变量法 1 2 2 3 同厚度、同直径，材料不同，凸透镜焦距不同
【解析】（1）[1]探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，因凸透镜的焦距与多种因素有关，故实验采用控制变量法。
（2）[2][3]研究凸透镜焦距与厚度的关系，要控制直径和材料相同，厚度不同。根据表格数据，应该比较实验次数1与2，可得凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。
（3）[4][5]研究凸透镜焦距与直径的关系，要控制厚度和材料相同，直径不同。根据表格数据，应该比较实验次数2与3，得出凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。
（4）[6]比较实验2与4，厚度相同，直径相同，因材料不同，得出凸透镜焦距不同，故得出结论：同厚度、同直径，材料不同，凸透镜焦距不同。
29．小明和小华利用太阳光测量凸透镜的焦距，
（1）小明上午第二课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明用刻度尺测出此点到凸透镜光心的距离视为焦距．小华却告诉他，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是__________；
（2）如图所示，小华采取正确的操作步骤在白纸屏上形成了一个最小最亮的光斑．由图可知，该凸透镜的焦距是_________cm．
（3）测量焦距后，他们想进一步探究凸透白纸屏镜的焦距可能与什么因素有关．经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：与凸透镜玻璃的颜色有关；
猜想2：与照射太阳光的亮度有关；
猜想3：与凸透镜球形表面弯曲程度有关；
猜想4：与凸透镜的直径大小有关．
①根据所学知识，他们经过讨论。判断猜想1是_______（选填“正确”或“错误"）的。你认为他们判断的依据是_________；
②为了验证猜想2是否正确，他们调节照射到同一凸透镜上太阳光的亮度进行多次实验，发现所得焦距基本相等、这说明猜想2是_______（选填“正确”或“错误"）的．
③小华他们在验证猜想2后，又选用直径和球形表面弯曲程度都不相同间的无色玻璃凸透镜进行多次实验来验证猜想3是否正确．
你认为小华他们的实验____（选填“能”成“不能"）验证猜想3是否正确，理由是________。
【答案】 此时凸透镜没有正对太阳光放置 13.0 正确 见解析 错误 不能 见解析
【解析】(1)[1]太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点。测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距。而上午第2节课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，此时凸透镜没有正对太阳光放置（太阳光没有与凸透镜的主光轴平行），所以这个亮点不是凸透镜的焦点位置。
(2)[2]焦点在处，透镜光心在处，所以，焦距为
；
(3)①[3][4]太阳光通过有色的凸透镜，如果这个凸透镜是红色的折射出来的光应该只有红光（因为透明物体的颜色由它透过的色光决定），根据白光通过三棱镜实验可知红光折光能力最弱，焦距应该最长；以此类推若此透镜为紫色的其测得焦距最短，即透镜焦距确实与透镜颜色有关。则猜想1是正确的。
②[5]调节照射到同一凸透镜上太阳光的亮度进行多次实验，发现所测焦距基本相等，这说明凸透镜的焦距与照射太阳光的亮度无关，则猜想2是错误的。
③[6][7]小华他们的实验不能验证猜想3是否正确，因为根据控制变量思想，在探究凸透镜的焦距与凸透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选用直径大小相同的无色玻璃凸透镜进行多次实验，因此小华他们的实验不能验证猜想3是否正确。
实验次数
1
2
3
4
凸透镜厚度
1cm
0.5cm
0.5cm
0.5cm
凸透镜直径
4cm
4cm
6cm
4cm
凸透镜材料
玻璃
玻璃
玻璃
塑料
凸透镜焦距
3cm
5cm
8cm
6cm
1．如图所示，属于凹透镜的是（ ）
A．①③⑤B．①②③C．②④⑥D．②④⑤⑥
2．关于透镜的主光轴和光心，下列说法中正确的是（ ）
A．主光轴就是通过透镜中心的直线
B．光心就是透镜的几何中心，它位于主光轴上
C．凸透镜有主光轴，凹透镜没有主光轴
D．凸透镜有光心，凹透镜没有光心
3．如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（ ）
A． B．
C． D．
4．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．甲为凸透镜，乙为凹透镜B．甲、乙都为凸透镜
C．甲为凹透镜、乙为凸透镜D．甲、乙都为凹透镜
5．夏天在烈日下洗车，车身上留下的水滴会使车身局部产生高温现象，时间长了车漆便会失去光泽。对这一现象的解释，合理的是（ ）
A．水滴相当于平面镜，能使光在车漆上发生反射而失去光泽
B．水滴相当于凸透镜，能发散光在车身的局部产生高温
C．水滴相当于凹透镜，能会聚光在车身的局部产生高温
D．水滴相当于凸透镜，能会聚光在车身的局部产生高温
6．一束跟主光轴平行的光通过透镜的光路如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．O点为该凸透镜的焦点
B．任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于F点
C．若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，该凸透镜对光将仍然具有会聚作用
D．若在F点放一个发光的小灯泡，则该凸透镜对小灯泡发出的光将不具有会聚作用
7．如图，正午时，太阳光直射在水平地面，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜20cm的地面上得到一个光斑，其直径与透镜直径相等，透镜的焦距是
A．10cmB．20cm
C．30cmD．40cm
8．如图所示，有一长方体玻砖，在它内部的中心位置有一圆形气泡，当一束平行光垂直于玻砖向下照射时（中心位置切面如图所示），在地面MN区域内可能会看到
A．矩形亮斑
B．矩形暗斑
C．矩形暗斑且中心有一亮点
D．矩形亮斑且中心有一暗点
9．如图所示，从光源发出的光线，穿过金属板上的小孔进入烟箱，按图示那样传播，则a、b、c三个位置上必然分别放置着（ ）
A．a是凹透镜，b是平板玻璃，c是凸透镜
B．a是凹透镜，b是平板玻璃，c是凹透镜
C．a是平板玻璃，b是凸透镜，c是凹透镜
D．a是凸透镜，b是平板玻璃，c是凹透镜
10．小科同学将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个并非最小的光斑，此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（ ）
A．一定小于10cmB．一定等于10cm
C．一定大于10cmD．可能小于10cm，也可能大于10cm
二、填空题
11．把甲、乙两个透镜分别正对太阳光，在光屏上出现了如图所示的光斑，则甲为________透镜，乙为________透镜。
12．透镜是利用光的______规律制成的，有凸透镜和凹透镜两种，现有一个玻璃球分成A、B、C、D、E五块，其横截面如图所示，属于凸透镜的是______，属于凹透镜的是______。
13．如图所示，透镜的焦距是______cm。
14．图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凸透镜的是______；是凹透镜的是______。（填序号）
15．放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，说明凸透镜对光有______作用，若要获得一束平行光，应将S移至______位置，若要获得S的实像，应将S移至______位置（后两空选填“焦点”、“焦点以内”或“焦点以外”）。
16．小明想知道自己家中放大镜的焦距，于是让放大镜正对着太阳光，将一个光屏放在放大镜的另一侧，观察太阳光通过放大镜后出现的现象，直到光屏上得到的光斑最小、最亮，则该光斑的所处位置是放大镜的__________，小明请爸爸拿来刻度尺，粗略测量为20cm，则该放大镜的焦距为________。
17．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是___________透镜，焦距___________OQ（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
18．阅读短文，回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在甲图图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜左侧平面处，即为甲图图3，像甲图图3这样的透镜叫做菲涅尔透镜。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。
与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。这使得菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙所示为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆纹路的玻璃组成。同时，菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高太阳能板上单位面积获得的光能，如图丁所示。
（1）根据短文可知，菲涅尔透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，原因是：______；
（2）与平凸透镜相比，菲涅尔透镜的好处是______（写出一种即可）；
（3）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请在丙图中画出入射光线经过菲涅尔透镜的光路图。______
三、作图题
19．请根据图中给出的光线，画出它们完整的光路图．
( )
20．请根据图中所示情形，画出S点通过凸透镜所成的像S'．
( )
21．如图所示，请完成下列光路图．
( )
四、实验题
22．小明家中有一个透镜，如何鉴别是凸透镜还是凹透镜，在不能用手触摸镜片的前提下，将如何辨别?请你设计一个小实验来做出判断．
实验器材：__________________；
实验方法： _____．
23．在测量凸透镜焦距实验中，小明将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一较小的光斑（如图乙）。
（1）图甲中有________个凸透镜；图乙现象说明了凸透镜对光线有________作用；
（2）测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将_________。
24．测量凸透镜的焦距.
（1）小丽的方案如图所示．移动凸透镜直到白纸上的光斑最小时，凸透镜到白纸的距离为10cm，则凸透镜的焦距为________cm．
（2）对用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项：________．
（3）小丽发现：将凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，无论怎样调节白纸的位置，都不能使太阳光在白纸上会聚成一点，而是一个光斑，这个光斑的直径有两三毫米．这是为什么呢？
小丽猜想：太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的．
①小丽猜想的理由或依据是________．
②为了验证小丽的猜想，简要的做法是________．
③如果小丽的猜想正确，实验中观察到的现象是________．
25．三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图甲所示。改变入射角度，光路图如图乙、图丙所示。
（1）经过两次折射后，红光均向三棱镜的______（选填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律；
（2）了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图丁所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有______作用的原因；
（3）利用三棱镜还可以进行的探究实验是______。
26．为了研究凸透镜的焦距与哪些因素有关，某小组同学选择了如图（a）所示的四个透镜（其中A、B和C、D分别是两组厚度相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。
(1)若要探究“凸透镜的焦距与透镜材料的关系”，小组应选择图（a）中 ______ 做实验（选填字母）。
(2)若选择A和C两个透镜还可以探究“凸透镜的焦距与 ______ 的关系”小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示。比较两次实验的现象，可以得到的初步结论是：当 ______ 。
(3)本实验采用的科学方法是 ______ 。
27．（1）小明在判别直径相同的两透镜的类型时，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，透镜与光斑的大小如图所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的______是凸透镜，形成乙光斑的______是凹透镜（以上选填“一定”、“可能”或“一定不”）；
（2）小华在测量凸透镜的焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将______（“变大”或“变小”或“不变”）。
28．凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量，如图所示，小明同学为了探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，他做了实验，根据表格中记录的数据，回答下列问题：
（1）此实验运用了___________研究问题。
（2）比较实验___________与___________，得出结论：同材料、同直径，凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。
（3）比较实验___________与___________，得出结论：同材料、同厚度，凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。
（4）比较实验2与4，得出结论：___________。
29．小明和小华利用太阳光测量凸透镜的焦距，
（1）小明上午第二课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明用刻度尺测出此点到凸透镜光心的距离视为焦距．小华却告诉他，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是__________；
（2）如图所示，小华采取正确的操作步骤在白纸屏上形成了一个最小最亮的光斑．由图可知，该凸透镜的焦距是_________cm．
（3）测量焦距后，他们想进一步探究凸透白纸屏镜的焦距可能与什么因素有关．经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：与凸透镜玻璃的颜色有关；
猜想2：与照射太阳光的亮度有关；
猜想3：与凸透镜球形表面弯曲程度有关；
猜想4：与凸透镜的直径大小有关．
①根据所学知识，他们经过讨论。判断猜想1是_______（选填“正确”或“错误"）的。你认为他们判断的依据是_________；
②为了验证猜想2是否正确，他们调节照射到同一凸透镜上太阳光的亮度进行多次实验，发现所得焦距基本相等、这说明猜想2是_______（选填“正确”或“错误"）的．
③小华他们在验证猜想2后，又选用直径和球形表面弯曲程度都不相同间的无色玻璃凸透镜进行多次实验来验证猜想3是否正确．
你认为小华他们的实验____（选填“能”成“不能"）验证猜想3是否正确，理由是________。
实验次数
1
2
3
4
凸透镜厚度
1cm
0.5cm
0.5cm
0.5cm
凸透镜直径
4cm
4cm
6cm
4cm
凸透镜材料
玻璃
玻璃
玻璃
塑料
凸透镜焦距
3cm
5cm
8cm
6cm
4.5.1 透镜
一、单选题
1．如图所示，属于凹透镜的是（ ）
A．①③⑤B．①②③C．②④⑥D．②④⑤⑥
【答案】C
【解析】图中的②④⑥，都是中间薄边缘厚，都属于凹透镜；而①③⑤都是中间厚边缘薄，都属于凸透镜，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．关于透镜的主光轴和光心，下列说法中正确的是（ ）
A．主光轴就是通过透镜中心的直线
B．光心就是透镜的几何中心，它位于主光轴上
C．凸透镜有主光轴，凹透镜没有主光轴
D．凸透镜有光心，凹透镜没有光心
【答案】B
【解析】A．主光轴是垂直通过透镜中心的直线，故A错误；
B．光心在主光轴上，通过该点的光传播方向不变，透镜的光心就是透镜的中心，故B正确；
C．凸透镜、凹透镜都有主光轴，故C错误；
D．凸透镜、凹透镜都有光心，故D错误。
故选B。
3．如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．过透镜光心的光心方向不发生改变，故A不符合题意；
B．入射光线平行于主光轴，经过凸透镜折射后，折射光线应该过焦点，故B不符合题意；
C．凹透镜对光线有发散作用，而图中的凹透镜对光线起了会聚作用，故C不符合题意；
D．平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后发散，折射光线的反向延长线过焦点，故D符合题意。
故选D。
4．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．甲为凸透镜，乙为凹透镜B．甲、乙都为凸透镜
C．甲为凹透镜、乙为凸透镜D．甲、乙都为凹透镜
【答案】A
【解析】发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此甲应是凸透镜；光线通过乙透镜后折射光线变得发散了，由于凹透镜对光线有发散作用，故乙图中是凹透镜。故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
5．夏天在烈日下洗车，车身上留下的水滴会使车身局部产生高温现象，时间长了车漆便会失去光泽。对这一现象的解释，合理的是（ ）
A．水滴相当于平面镜，能使光在车漆上发生反射而失去光泽
B．水滴相当于凸透镜，能发散光在车身的局部产生高温
C．水滴相当于凹透镜，能会聚光在车身的局部产生高温
D．水滴相当于凸透镜，能会聚光在车身的局部产生高温
【答案】D
【解析】在阳光下的水滴好比一个小的凸透镜，把太阳光进行了会聚，同时也会聚了太阳光的能量，使得局部高温，从而伤害汽车的外表，故选D。
6．一束跟主光轴平行的光通过透镜的光路如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．O点为该凸透镜的焦点
B．任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于F点
C．若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，该凸透镜对光将仍然具有会聚作用
D．若在F点放一个发光的小灯泡，则该凸透镜对小灯泡发出的光将不具有会聚作用
【答案】C
【解析】A．由图可知，O点为该凸透镜的光心，故A错误；
B．任意一束平行于主光轴的光经过凸透镜后才会聚于F点，故B错误；
C．若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，该凸透镜的焦距不变，对光将仍然具有会聚作用，故C正确；
D．凸透镜对光始终有会聚作用，若在F点放一个发光的小灯泡，根据光的可逆性，对小灯泡发出的光仍具有会聚作用，故D错误。
故选C。
7．如图，正午时，太阳光直射在水平地面，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜20cm的地面上得到一个光斑，其直径与透镜直径相等，透镜的焦距是
A．10cmB．20cm
C．30cmD．40cm
【答案】A
【解析】由图可知该透镜为凸透镜，根据凸透镜对光有会聚作用，以及在距透镜20cm的地面上得到一个光斑的直径与透镜直径相等，得到透镜的焦距是。故B、C、D项不符合题意，A项符合题意。
8．如图所示，有一长方体玻砖，在它内部的中心位置有一圆形气泡，当一束平行光垂直于玻砖向下照射时（中心位置切面如图所示），在地面MN区域内可能会看到
A．矩形亮斑
B．矩形暗斑
C．矩形暗斑且中心有一亮点
D．矩形亮斑且中心有一暗点
【答案】D
【解析】垂直向下的光线经过气泡时，实际是从玻璃射向空气，折射角大于入射角，经过中间一点时，中间气泡相当于两个凹透镜，对光线起发散作用，不能会聚，所以中间比四周较暗，故选D．
9．如图所示，从光源发出的光线，穿过金属板上的小孔进入烟箱，按图示那样传播，则a、b、c三个位置上必然分别放置着（ ）
A．a是凹透镜，b是平板玻璃，c是凸透镜
B．a是凹透镜，b是平板玻璃，c是凹透镜
C．a是平板玻璃，b是凸透镜，c是凹透镜
D．a是凸透镜，b是平板玻璃，c是凹透镜
【答案】D
【解析】a处会聚光线，是凸透镜，b处没有改变光线方向，是平板玻璃，c处使光线发散，是凹透镜，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10．小科同学将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个并非最小的光斑，此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（ ）
A．一定小于10cmB．一定等于10cm
C．一定大于10cmD．可能小于10cm，也可能大于10cm
【答案】A
【解析】将凸透镜正对太阳，在纸面上得到一个最小的光斑时，这个最小的光斑是凸透镜的焦点，而此时在纸面上得到一个并非最小的光斑，且凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦距小于光斑到凸透镜的距离，即焦距小于10cm。
故选A。
二、填空题
11．把甲、乙两个透镜分别正对太阳光，在光屏上出现了如图所示的光斑，则甲为________透镜，乙为________透镜。
【答案】 凹 凸
【解析】[1][2]图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜。
12．透镜是利用光的______规律制成的，有凸透镜和凹透镜两种，现有一个玻璃球分成A、B、C、D、E五块，其横截面如图所示，属于凸透镜的是______，属于凹透镜的是______。
【答案】 折射 ACDE B
【解析】[1]透镜是指光能够穿透，所以利用光的折射规律。
[2]凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，图中ACDE是中间厚边缘薄的透镜，所以ACDE属于凸透镜。
[3]凹透镜是中间薄边缘厚的透镜，图中B是中间薄边缘厚的透镜，所以B属于凹透镜。
13．如图所示，透镜的焦距是______cm。
【答案】10.0
【解析】平行于凸透镜主光轴的光线的会聚点在40.0cm处，光心在30.0cm处，所以它的焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm。
14．图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凸透镜的是______；是凹透镜的是______。（填序号）
【答案】 ③⑤⑥ ①②④
【解析】[1]由图可知，③⑤⑥中图中的光线经透镜折射后靠近主光轴，说明透镜对光线具有会聚作用，所以是凸透镜。
[2]由图可知，①②④图中的光线经透镜折射后远离主光轴，说明透镜对光线具有发散作用，所以是凹透镜。
15．放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，说明凸透镜对光有______作用，若要获得一束平行光，应将S移至______位置，若要获得S的实像，应将S移至______位置（后两空选填“焦点”、“焦点以内”或“焦点以外”）。
【答案】 会聚 焦点 焦点以外
【解析】[1]如图所示，折射光线与入射光线相比，往主光轴偏折，故说明凸透镜对光有会聚作用。
[2]通过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴，所以若要获得一束平行光，应将S移至焦点。
[3] 若要获得S的实像，应将S移至焦点外，因为焦点内成虚像，焦点上不成像。
16．小明想知道自己家中放大镜的焦距，于是让放大镜正对着太阳光，将一个光屏放在放大镜的另一侧，观察太阳光通过放大镜后出现的现象，直到光屏上得到的光斑最小、最亮，则该光斑的所处位置是放大镜的__________，小明请爸爸拿来刻度尺，粗略测量为20cm，则该放大镜的焦距为________。
【答案】 焦点 20cm
【解析】[1][2]太阳光照射到放大镜上相当于平等光束，经折射会聚在一点，则该点即为放大镜的焦点，焦点至放大镜中心的距离即为焦距，则该放大镜的焦距为20cm。
17．如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。该透镜是___________透镜，焦距___________OQ（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 凸 小于
【解析】[1]由图示知，透镜对光线有会聚作用，所以该透镜是凸透镜。
[2]因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点，而a光线如果不发生折射，他将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距。
18．阅读短文，回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在甲图图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜左侧平面处，即为甲图图3，像甲图图3这样的透镜叫做菲涅尔透镜。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。
与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。这使得菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙所示为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆纹路的玻璃组成。同时，菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高太阳能板上单位面积获得的光能，如图丁所示。
（1）根据短文可知，菲涅尔透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，原因是：______；
（2）与平凸透镜相比，菲涅尔透镜的好处是______（写出一种即可）；
（3）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请在丙图中画出入射光线经过菲涅尔透镜的光路图。______
【答案】 会聚 菲涅尔透镜中去掉的直线传播的部分，保留发生折射的曲面 节省透镜材料、减少了光在透镜中传播的光能损失等
【解析】（1）[1][2]菲涅尔透镜是将平凸透镜中光沿直线传播的部分去掉了，保留了对光线有折射作用的曲面，所以菲涅尔透镜像常见凸透镜一样有会聚作用。
（2）[3]因为去掉了对光线不起折射作用的部分，保留了对光线有折射作用的曲面，故可以节省透镜材料使透镜更薄，减少了光在透镜中传播的光能损失等。
（3）[4]由于菲涅尔透镜仍然有平凸透镜对光线的作用，根据凸透镜三条件特殊光线的作用规律，平行与主光轴的光线经凸透镜折射后，要经过焦点，如图所示
三、作图题
19．请根据图中给出的光线，画出它们完整的光路图．
( )
【答案】
【解析】根据透镜的三条特殊光线作图规律作图：（1）过光心的光线不改变传播方向；（2）平行于主光轴的光线经折射后过焦点（对于凹透镜来说，是折射光线的反向延长线过虚焦点）；（3）过焦点的光线经折射后与主光轴平行（对于凹透镜来说，是入射光线的延长线过虚焦点，经折射后与主光轴平行）．答案如下：
20．请根据图中所示情形，画出S点通过凸透镜所成的像S'．
( )
【答案】
【解析】利用凸透镜的三条特殊光线画出两条光线的折射光线，一是平行入射的光线折射后过焦点，二是过光心的光线传播方向不变，两条折射光线的反向延长线交点就是S的像点位置，如图；
21．如图所示，请完成下列光路图．
( )
【答案】
【解析】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，如图所示：
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，如图所示：
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
四、实验题
22．小明家中有一个透镜，如何鉴别是凸透镜还是凹透镜，在不能用手触摸镜片的前提下，将如何辨别?请你设计一个小实验来做出判断．
实验器材：__________________；
实验方法： _____．
【答案】 书本（报纸等带有文字图片的纸张） 见解析
【解析】[1][2]带有文字或图片的书本、报纸等均可，将透镜放在书本的文字或图片上，透镜逐渐远离书本上的字，能起到放大作用的是凸透镜，不能起到放大作用的是凹透镜；
23．在测量凸透镜焦距实验中，小明将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一较小的光斑（如图乙）。
（1）图甲中有________个凸透镜；图乙现象说明了凸透镜对光线有________作用；
（2）测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将_________。
【答案】 3 会聚 大于 变小
【解析】（1）[1]如图所示：
根据透镜的概念，中间比边缘厚的透镜是凸透镜，中间比边缘薄的透镜是凹透镜，所以图中（1）（3）（5）为凸透镜，有三个凸透镜。
[2]太阳光通过凸透镜后相交于一点，说明凸透镜对光线有会聚作用。
（2）[3]将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，说明开始光屏在焦点后，后一次在焦点前，即l大于f。
[4] \将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处时，光线通过凸透镜后是会聚的，所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将逐渐变小。
24．测量凸透镜的焦距.
（1）小丽的方案如图所示．移动凸透镜直到白纸上的光斑最小时，凸透镜到白纸的距离为10cm，则凸透镜的焦距为________cm．
（2）对用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项：________．
（3）小丽发现：将凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，无论怎样调节白纸的位置，都不能使太阳光在白纸上会聚成一点，而是一个光斑，这个光斑的直径有两三毫米．这是为什么呢？
小丽猜想：太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的．
①小丽猜想的理由或依据是________．
②为了验证小丽的猜想，简要的做法是________．
③如果小丽的猜想正确，实验中观察到的现象是________．
【答案】 10 凸透镜正对太阳光，在白纸上得到最小的光斑 不同色光通过三棱镜的折射程度不同（凸透镜可以看成多个三棱镜组合而成的） 把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化（或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化） 光斑变小
【解析】解答：(1)移动凸透镜白纸上的光斑最小，这个光斑是凸透镜的焦点，凸透镜到焦点的距离为10cm，则凸透镜的焦距为10cm.
(2)阳光聚焦法，一定要注意使凸透镜正对太阳光，移动白纸在白纸上得到最小的光斑，这个光斑才是凸透镜的焦点．
(3)①凸透镜正对着太阳光，白纸上会聚成一个直径有两三毫米的光斑，是由于不同色光通过三棱镜的折射能力不同，不能在白纸上会聚成最小、最亮的点．
②为了验证太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化；或用单色光照射凸透镜，调节白纸的位置，观察光斑的大小变化．如果光斑变小，猜想正确．
③如果小丽的猜想正确，把一片红色透明胶片放置在凸透镜的前方，调节白纸的位置，会看到光斑变小．
点睛：根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断．
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距．
凸透镜正对太阳光时，光线才能平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚成的最小、最亮的点才是凸透镜的焦点，才能得到准确的焦距．
太阳光经三棱镜之后变得发散，其原因是太阳光由七种色光组成，不同色光的折射能力不同，所以才形成红橙黄绿蓝靛紫的光谱．
实验时光斑太大是因为不同的色光折射能力不同造成的，为了证明这个问题，可以用单色光照射凸透镜，或用彩色透明胶片放在凸透镜前，观察光斑大小的变化．
25．三棱镜是一种重要的光学元件，光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢？小越用红光以一定角度射到三棱镜上，光路图如图甲所示。改变入射角度，光路图如图乙、图丙所示。
（1）经过两次折射后，红光均向三棱镜的______（选填“顶角A”或“底面BC”）偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗？小越选用其他不同的单色光重复上述实验，发现了同样的规律；
（2）了解了小越的探究后，老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考，如图丁所示。小越经过分析和综合，理解了凸透镜对光具有______作用的原因；
（3）利用三棱镜还可以进行的探究实验是______。
【答案】 底边BC 会聚 研究白光是由哪些颜色的光组成的
【解析】（1）[1]由图甲、图乙、图丙分析可知，经过两次折射后，红光都向底边BC偏折。
（2）[2]凸透镜可以看出是两个三棱镜，两个三棱镜底边BC重合，当光线传播到凸透镜上，光线会向BC偏折，即起到会聚作用。
（3）[3]三棱镜还可以研究光的色散，研究白光是由哪些光组成的。
26．为了研究凸透镜的焦距与哪些因素有关，某小组同学选择了如图（a）所示的四个透镜（其中A、B和C、D分别是两组厚度相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。
(1)若要探究“凸透镜的焦距与透镜材料的关系”，小组应选择图（a）中 ______ 做实验（选填字母）。
(2)若选择A和C两个透镜还可以探究“凸透镜的焦距与 ______ 的关系”小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示。比较两次实验的现象，可以得到的初步结论是：当 ______ 。
(3)本实验采用的科学方法是 ______ 。
【答案】 A、B或C、D 厚度 平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后经过异侧焦点 控制变量法
【解析】(1)[1]探究焦距与材料的关系，则应保证除材料不同外，其他条件均相同，则应选择A、B或C、D。
(2)[2]A和C两个透镜材料相同，厚度不同，则可用于探究凸透镜焦距与厚度的关系。
[3]比较实验现象可知，平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后经过异侧焦点。
(3)[4]每次控制一个条件不同，其他条件相同，采用的是控制变量法。
27．（1）小明在判别直径相同的两透镜的类型时，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，透镜与光斑的大小如图所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的______是凸透镜，形成乙光斑的______是凹透镜（以上选填“一定”、“可能”或“一定不”）；
（2）小华在测量凸透镜的焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将______（“变大”或“变小”或“不变”）。
【答案】 一定 可能 小于 变大
【解析】（1）[1][2]因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用，根据图示可知，甲一定是对光线起了会聚作用，而乙可能是对光线起了发散作用，也可能是形成放大的实像，因此形成甲光斑的一定是凸透镜，形成乙光斑的可能是凹透镜。
（2）[3][4]将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，说明开始光屏在焦点前，后一次在焦点后，即l小于f，将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处时，光线通过凸透镜后是发散的，所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将逐渐变大。
28．凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量，如图所示，小明同学为了探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，他做了实验，根据表格中记录的数据，回答下列问题：
（1）此实验运用了___________研究问题。
（2）比较实验___________与___________，得出结论：同材料、同直径，凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。
（3）比较实验___________与___________，得出结论：同材料、同厚度，凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。
（4）比较实验2与4，得出结论：___________。
【答案】 控制变量法 1 2 2 3 同厚度、同直径，材料不同，凸透镜焦距不同
【解析】（1）[1]探索凸透镜的焦距跟什么因素有关，因凸透镜的焦距与多种因素有关，故实验采用控制变量法。
（2）[2][3]研究凸透镜焦距与厚度的关系，要控制直径和材料相同，厚度不同。根据表格数据，应该比较实验次数1与2，可得凸透镜厚度越厚，凸透镜焦距越小。
（3）[4][5]研究凸透镜焦距与直径的关系，要控制厚度和材料相同，直径不同。根据表格数据，应该比较实验次数2与3，得出凸透镜直径越大，凸透镜焦距越大。
（4）[6]比较实验2与4，厚度相同，直径相同，因材料不同，得出凸透镜焦距不同，故得出结论：同厚度、同直径，材料不同，凸透镜焦距不同。
29．小明和小华利用太阳光测量凸透镜的焦距，
（1）小明上午第二课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明用刻度尺测出此点到凸透镜光心的距离视为焦距．小华却告诉他，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是__________；
（2）如图所示，小华采取正确的操作步骤在白纸屏上形成了一个最小最亮的光斑．由图可知，该凸透镜的焦距是_________cm．
（3）测量焦距后，他们想进一步探究凸透白纸屏镜的焦距可能与什么因素有关．经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：与凸透镜玻璃的颜色有关；
猜想2：与照射太阳光的亮度有关；
猜想3：与凸透镜球形表面弯曲程度有关；
猜想4：与凸透镜的直径大小有关．
①根据所学知识，他们经过讨论。判断猜想1是_______（选填“正确”或“错误"）的。你认为他们判断的依据是_________；
②为了验证猜想2是否正确，他们调节照射到同一凸透镜上太阳光的亮度进行多次实验，发现所得焦距基本相等、这说明猜想2是_______（选填“正确”或“错误"）的．
③小华他们在验证猜想2后，又选用直径和球形表面弯曲程度都不相同间的无色玻璃凸透镜进行多次实验来验证猜想3是否正确．
你认为小华他们的实验____（选填“能”成“不能"）验证猜想3是否正确，理由是________。
【答案】 此时凸透镜没有正对太阳光放置 13.0 正确 见解析 错误 不能 见解析
【解析】(1)[1]太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点。测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距。而上午第2节课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，此时凸透镜没有正对太阳光放置（太阳光没有与凸透镜的主光轴平行），所以这个亮点不是凸透镜的焦点位置。
(2)[2]焦点在处，透镜光心在处，所以，焦距为
；
(3)①[3][4]太阳光通过有色的凸透镜，如果这个凸透镜是红色的折射出来的光应该只有红光（因为透明物体的颜色由它透过的色光决定），根据白光通过三棱镜实验可知红光折光能力最弱，焦距应该最长；以此类推若此透镜为紫色的其测得焦距最短，即透镜焦距确实与透镜颜色有关。则猜想1是正确的。
②[5]调节照射到同一凸透镜上太阳光的亮度进行多次实验，发现所测焦距基本相等，这说明凸透镜的焦距与照射太阳光的亮度无关，则猜想2是错误的。
③[6][7]小华他们的实验不能验证猜想3是否正确，因为根据控制变量思想，在探究凸透镜的焦距与凸透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选用直径大小相同的无色玻璃凸透镜进行多次实验，因此小华他们的实验不能验证猜想3是否正确。
实验次数
1
2
3
4
凸透镜厚度
1cm
0.5cm
0.5cm
0.5cm
凸透镜直径
4cm
4cm
6cm
4cm
凸透镜材料
玻璃
玻璃
玻璃
塑料
凸透镜焦距
3cm
5cm
8cm
6cm
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