初中物理4.2 透镜优秀同步练习题

第15课  透镜

知识点01  凸透镜

凸透镜

(1)透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。

(2)凸透镜：边缘薄，中央厚。

(3)对光的作用：对光有会聚作用。

(4)图示及三要素：光心：透镜的中心称为光心。

焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。有两个焦点，并且关于光心对称。

焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“”表示。

(5) 三条特殊光线：

   通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变

通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴

   跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点

【即学即练1】关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是（　　）

A．凸透镜有两个实焦点

B．凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距

C．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点

D．把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴

答案　B

解析　AC．平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于一点，这个点是实际光线会聚而成，因此是实焦点，凸透镜左右两侧各有一个实焦点。故AC正确，AC不符合题意；

B．凸透镜中心到焦点的距离称为焦距。故B错误，B符合题意；

D．平行于主光轴的光线经凸透镜的折射后将会聚于焦点处，根据光路是可逆的，若把点光源放在焦点上，通过凸透镜后的折射光线一定平行于主光轴。故D正确，D不符合题意。

故选B。

知识点02  凹透镜

凹透镜

(1)    凹透镜：边缘厚，中央薄。

(2)    对光的作用：对光有发散作用。

(3)    虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。

(4) 图示：

(5) 三条特殊光线：

通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变

射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴

跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点

【即学即练2】如图所示，位于主光轴P点的物体A经过凸透镜L成像B于Q点。若在透镜和Q之间放一个凹透镜，那么所成的像将位于（　　）

A．Q点的右侧

B．仍然在Q点

C．Q点的左侧

D．以上答案都有可能

答案 A

解析 因为凹透镜对光线有发散作用，所以原本成像位置在Q处的像将向Q点右侧移动，故A符合题意。

故选A。

考法01  考察凸透镜和凹透镜对光的作用

【典例1】如图所示，光线会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光线会聚于主光轴MN上的c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光线会聚于主光轴MN上的a点，则（　　）

A．甲是凸透镜，乙是凹透镜

B．甲、乙均是凸透镜

C．甲是凹透镜，乙是凸透镜

D．甲、乙均是凹透镜

答案　C

解析　由图知，光会聚于b点，光经过甲透镜后会聚在右侧的c点，折射光线与原来的入射光线相比，更远离主光轴，说明甲透镜对光线有发散作用，是凹透镜；经过乙透镜后会聚在左侧的a点，折射光线与原来的入射光线相比，更靠近主光轴，说明乙透镜对光线有会聚作用，是凸透镜，故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

考法02  考察凹透镜的虚焦距

【典例2】一束平行于凸透镜L1主光轴的平行光经透镜会聚到焦点，现在L1的右侧一倍焦距内某位置放置一障碍物P，且与主光轴垂直，其中心有一个直径为d1的圆孔，圆心位于主光轴上，如图所示，在障碍物的右侧，距离障碍物S处垂直主光轴放置一个光屏（图中未画出），屏上出现了一个直径为d2的圆形光斑。若在障碍物圆孔处嵌入一块薄凹透镜L2，屏上恰好出现一个亮点。已知S=10cm，d1=lcm，d2=0.5cm，则凹透镜L2的焦距大小为（　　）

A．30cm B．25cm C．20cm D．15cm

答案 C

解析 设L2的光心为O，根据光路的可逆性，若将M点看成发光点，则其像点在N（详见下图）。

由已知

OM=S=10cm

又因为

d1=lcm，d2=0.5cm

所以

ON=20cm

根据透镜成像公式得

所以

f=20cm

故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

考法03  考察凸透镜和凹透镜的特殊光线

【典例3】如图所示，F1、F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，S’是S经凸透镜所成的像。其中a、b是由S发出的两条经凸透镜折射后会聚到S’的光线。当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时（始终保持u>f），像S'移动的情况是 （　　）

A．远离透镜，沿平行主轴方向 B．靠近透镜，沿O与S'连线方向

C．远离透镜，沿F2与S'连线方向 D．靠近透镜，沿F1与S'连线方向

答案 C

解析 B D．当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时，物近像远，故像远离透镜，故BD不符合题意；

A C．当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时，a光线仍然平行主光轴，经过凸透镜后折射，过焦点，该直线不变，而不断靠近透镜后，b光线会慢慢顺时针转动，故像沿沿F2与S'连线方向移动，故A错误；C正确。

故选C。

题组A  基础过关练

1. 如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径，由图可知（　　）

A．甲乙均是凸透镜 B．甲乙均是凹透镜

C．甲是凸透镜，乙是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜

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

题组B  能力提升练

1. 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

2. 完成光源B发出的光线a、b经过凹透镜折射后的光路图和B的像B′______；根据作图说明凹透镜成的像是实像还是虚像？_____；人眼在S处透过凹透镜能否观察到这个像？_____。

题组C  培优拔尖练

1. 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．10cm B．20cm

C．30cm D．40cm

2. 如图为物体AB经凸透镜所成的像，请画出物体AB的大致位置及大小并补作出相应的入射光线。