初中物理第1节 透镜练习

这是一份初中物理第1节 透镜练习，共20页。

TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 透镜的特点与分类】
\l "_Tc25206" 【题型2 透镜对光的作用】
\l "_Tc9103" 【题型3 物体的颜色】
\l "_Tc9103" 【题型4 看不见的光】 \l "_Tc1161"
【知识点1 透镜的特点与分类】
1、凸透镜和凹透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。
主轴：通过透镜两个球面球心的直线叫透镜的主光轴。
光心：薄透镜的中心点叫做透镜的光心。通过光心的光线传播方向不变。
2、凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
平行于凸透镜主光轴的光线会聚于主光轴上一点，这点叫做凸透镜的焦点，焦点到光心的距离叫做焦距。通过凸透镜焦点的光线平行于主光轴射出。
平行于凹透镜主光轴的光线经过凹透镜后形成发散光，这些发散光的反向延长线会聚一点，这点叫做凹透镜的虚焦点，虚焦点到凹透镜光心的距离叫做凹透镜的焦距。
焦距越小的透镜，会聚（或发散）作用越明显。
3、透镜的分辨方法
(1)手摸法：中间厚边缘薄的为凸透镜。(2)聚焦法：用太阳光对着透镜照能得到细小亮斑的是凸透镜。
(3)放大法：看书上的字放大的是凸透镜。
【题型1 透镜的特点与分类】
【例1】（2022·广西桂林·中考真题）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（ ）
A．B．
C．D．
【变式1-1】（2022·广西梧州·中考真题）购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列说法正确的是（ ）
A．摄像头相当于凹透镜
B．摄像头成像特点与照相机相同
C．“刷脸”时，面部位于摄像头两倍焦距以内
D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立、缩小的实像
【变式1-2】（2022·广东·深圳市龙华区万安学校八年级期末）下列所示各图属于凹透镜的是（ ）
A．B．
C．D．
【变式1-3】（2022·全国·八年级课时练习）如图四块透镜中，对光有发散作用的是（ ）
A．B．C．D．
【知识点2 透镜对光的作用】
1.透镜
薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。
主光轴：通过两个球面球心的直线。
光心()：薄透镜的中心，通过光心的光线不改变传播方向。
焦点(F)：平行于主光轴的光线通过透镜后的光线（或者光线的延长线）会聚在主光轴上的一点。
焦距(f)：焦点到透镜光心的距离。
2.凸透镜
凸透镜是中间厚，边缘薄的透镜。
它对光线有会聚作用
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧的焦点。
过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
通过光心的光线，传播方向不改变。
3.凹透镜
凹透镜是中间薄，边缘厚的透镜
它对光有发散作用
向左转|向右转
2、【题型 透镜对光的作用】
【例2】（2022·湖南长沙·中考真题）我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（ ）
A．这是光的反射现象B．这是光的色散现象
C．“水晶饼”对光有会聚作用D．“水晶饼”对光有发散作用
【变式2-1】（2021·吉林长春·中考真题）华为某款手机的相机配有先进的液态镜头。液态镜头由充满液体的容器和弹性高分子膜组成。液态镜头相当于凸透镜，使物体到相机的距离无论远近，都可以变焦成像。液态镜头（ ）
A．对光有会聚作用B．能成倒立的虚像
C．能成正立的实像D．能成缩小的虚像
【变式2-2】（2022·黑龙江牡丹江·中考真题）我们在初中物理的学习过程中，了解和接触了许多的光学器件，以下描述正确的是（ ）
A．小刚用照相机拍摄小明时，小明到镜头的距离应大于二倍焦距
B．近视眼镜的镜片是凹透镜
C．凸透镜对光线有会聚作用
D．借助放大镜看地图时，地图与放大镜的距离应等于一倍焦距
【变式2-3】（2021·辽宁大连·中考真题）下列实例中，利用光的反射的是（ ）
A．同学用平面镜整理着装B．牙医用小镜子观察口腔情况
C．近视眼同学用凹透镜矫正视力D．同学用自制潜望镜观察窗外景物
3、【题型3 作图题】
【例3】（2022·湖南常德·中考真题）图中的光线经过平面镜反射后水平射向竖直放置的凸透镜，请画出平面镜的入射光线和凸透镜的折射光线。
【变式3-1】（2021·内蒙古通辽·中考真题）如图所示，凸透镜的主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面发生了反射和折射，请画出此过程的光路图。
【变式3-2】（2019·山东东营·中考真题）根据入射光线和折射光线，请在图中的虚线框内画出适当类型的透镜．
( )
【变式3-3】（2022·全国·八年级课时练习）画出光通过透镜后的折射光线。
4、【题型4 综合试题】
【例4】（2020·广东广州·中考真题）(1)如图，光源S发出的一束光从空气射向水面，在容器壁上点P、Q处出现光点，画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线______；
(2)如图所示物体MN放在凸透镜前，0cm处为凸透镜光心，M点发出的光线a平行于主光轴；
①凸透镜的焦距为______cm；
②画出光线b经光心后的光线______；
③物体MN经凸透镜成的像相对于物是______（选填“放大”“等大”“缩小”）的；
④要使光线a经凸透镜后的光线经过K点，应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动______?
【变式4-1】（2019·贵州遵义·中考真题）小辉同学自制了一个“水透镜”．当向“水透镜”里注水时，它对光的会聚作用变强；当从“水透镜”里抽水时，它对光的会聚作用变弱．如图为一束平行于主光轴的光通过“水透镜”的光路图，OF之间的距离为15cm，OA之间的距离为40cm．
（1）若在A点放置一支点燃的蜡烛，在 “水透镜”右侧放置一个光屏，调节光屏位置，可在光屏上呈现一个______的实像．（选填“倒立放大”、 “正立放大”或“倒立缩小”）
（2）从“水透镜”里适当抽取少许水后夹紧夹子，请画出此时图中这束平行于主光轴的光通过“水透镜”后的出射光线的大致方向．
( )
【变式4-2】（2022·山东·青岛市城阳区实验中学八年级期末）如图所示透镜的主光轴与水平面平行，发光点S发出的一条光线，经透镜折射和平面镜反射后，其反射光通过a点竖直向下射出。请完成：
（1）平面镜反射后形成的反射角是 ___________度；
（2）请完成光路图（画出从发光点S发出的光线，经过凸近镜后的折射光线，再经过平面镜反射的光线，并在凸透镜左侧标注焦点F的位置）。( )
【变式4-3】（2022·浙江湖州·中考真题）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______。
专题5.1 透镜【四大题型】
【人教版】
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\l "_Tc1161" 【题型1 透镜的特点与分类】
\l "_Tc25206" 【题型2 透镜对光的作用】
\l "_Tc9103" 【题型3 物体的颜色】
\l "_Tc9103" 【题型4 看不见的光】 \l "_Tc1161"
【知识点1 透镜的特点与分类】
1、凸透镜和凹透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。
主轴：通过透镜两个球面球心的直线叫透镜的主光轴。
光心：薄透镜的中心点叫做透镜的光心。通过光心的光线传播方向不变。
2、凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
平行于凸透镜主光轴的光线会聚于主光轴上一点，这点叫做凸透镜的焦点，焦点到光心的距离叫做焦距。通过凸透镜焦点的光线平行于主光轴射出。
平行于凹透镜主光轴的光线经过凹透镜后形成发散光，这些发散光的反向延长线会聚一点，这点叫做凹透镜的虚焦点，虚焦点到凹透镜光心的距离叫做凹透镜的焦距。
焦距越小的透镜，会聚（或发散）作用越明显。
3、透镜的分辨方法
(1)手摸法：中间厚边缘薄的为凸透镜。(2)聚焦法：用太阳光对着透镜照能得到细小亮斑的是凸透镜。
(3)放大法：看书上的字放大的是凸透镜。
【题型1 透镜的特点与分类】
【例1】（2022·广西桂林·中考真题）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】AB．中间薄，边缘厚的透镜是凹透镜，故AB不符合题意；
C．该透镜中间厚，边缘薄，属于凸透镜，故C符合题意；
D．该元件厚度相同，不是凹透镜，也不是凸透镜，故D不符合题意。
故选C。
【变式1-1】（2022·广西梧州·中考真题）购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列说法正确的是（ ）
A．摄像头相当于凹透镜
B．摄像头成像特点与照相机相同
C．“刷脸”时，面部位于摄像头两倍焦距以内
D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立、缩小的实像
【答案】B
【详解】A．摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故A错误；
B．光通过摄像头成倒立、缩小的实像，跟照相机的成像特点相同，故B正确；
C．当u>2f时，成倒立、缩小的实像，因此，“刷脸”时，面部位于摄像头两倍焦距以外，故C错误；
D．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立、缩小的实像，故D错误。
故选B。
【变式1-2】（2022·广东·深圳市龙华区万安学校八年级期末）下列所示各图属于凹透镜的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】由图可知A是凸面镜，B是凹面镜，C是中间比边缘厚的凸透镜，中间比边缘薄的是D，故D是凹透镜。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【变式1-3】（2022·全国·八年级课时练习）如图四块透镜中，对光有发散作用的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】ACD．由图可知，ACD三块透镜的中间厚、边缘薄，则是凸透镜，对光具有会聚作用，故ACD不符合题意；
B．透镜的中间薄、边缘厚，是凹透镜，对光具有发散作用，故B符合题意。
故选B。
【知识点2 透镜对光的作用】
1.透镜
薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。
主光轴：通过两个球面球心的直线。
光心()：薄透镜的中心，通过光心的光线不改变传播方向。
焦点(F)：平行于主光轴的光线通过透镜后的光线（或者光线的延长线）会聚在主光轴上的一点。
焦距(f)：焦点到透镜光心的距离。
2.凸透镜
凸透镜是中间厚，边缘薄的透镜。
它对光线有会聚作用
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧的焦点。
过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
通过光心的光线，传播方向不改变。
3.凹透镜
凹透镜是中间薄，边缘厚的透镜
它对光有发散作用
向左转|向右转
2、【题型 透镜对光的作用】
【例2】（2022·湖南长沙·中考真题）我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（ ）
A．这是光的反射现象B．这是光的色散现象
C．“水晶饼”对光有会聚作用D．“水晶饼”对光有发散作用
【答案】C
【详解】A．“水晶饼”相当于凸透镜，发生的是光的折射现象，故A错误；
B．光的色散现象是指太阳光（白光）透过三棱镜分解成各种色光的现象，故B错误；
CD．“水晶饼”相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，把一束太阳光的能量会聚到焦点上，从而点燃了焦点处的艾草，故C正确，D错误。
故选C。
【变式2-1】（2021·吉林长春·中考真题）华为某款手机的相机配有先进的液态镜头。液态镜头由充满液体的容器和弹性高分子膜组成。液态镜头相当于凸透镜，使物体到相机的距离无论远近，都可以变焦成像。液态镜头（ ）
A．对光有会聚作用B．能成倒立的虚像
C．能成正立的实像D．能成缩小的虚像
【答案】A
【详解】A．液态镜头相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故A正确；
BCD．照相机照相时，物体在2倍焦距以外，所成的像是倒立、缩小的实像，故BCD错误。
故选A。
【变式2-2】（2022·黑龙江牡丹江·中考真题）我们在初中物理的学习过程中，了解和接触了许多的光学器件，以下描述正确的是（ ）
A．小刚用照相机拍摄小明时，小明到镜头的距离应大于二倍焦距
B．近视眼镜的镜片是凹透镜
C．凸透镜对光线有会聚作用
D．借助放大镜看地图时，地图与放大镜的距离应等于一倍焦距
【答案】ABC
【详解】A．照相机成倒立缩小的实像，由凸透镜成像规律可知，当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像，所以用照相机拍照时，小明到镜头的距离应大于二倍焦距，故A正确；
B．近视眼只能看清近处，原因是成像时成在了视网膜的前方，所以矫正近视眼要佩戴凹透镜，使光线发散，成在视网膜上，所以近视眼镜的镜片是凹透镜，故B正确；
C．凸透镜中间厚，边缘薄，对光线有会聚作用，故C正确；
D．放大镜成正立放大的虚像，由凸透镜成像规律可知，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，所以用放大镜看物体时，地图与放大镜的距离应小于一倍焦距，故D错误。
故选ABC。
【变式2-3】（2021·辽宁大连·中考真题）下列实例中，利用光的反射的是（ ）
A．同学用平面镜整理着装B．牙医用小镜子观察口腔情况
C．近视眼同学用凹透镜矫正视力D．同学用自制潜望镜观察窗外景物
【答案】ABD
【详解】A．同学用平面镜整理着装，这是平面镜成像，利用了光的反射，故A符合题意；
B．牙医用小镜子观察口腔情况，口腔通过小镜子成像，从而让医生看的清新，利用了光的反射，故B符合题意；
C．配戴凹透镜矫正视力，利用凹透镜对光的折射作用，不是利用光的反射，故C不符合题意；
D．利用潜望镜观察窗外景物，潜望镜中一般是两个平面镜，利用了平面镜，发生两次反射，故D符合题意。
故选ABD。
3、【题型3 作图题】
【例3】（2022·湖南常德·中考真题）图中的光线经过平面镜反射后水平射向竖直放置的凸透镜，请画出平面镜的入射光线和凸透镜的折射光线。
【答案】
【详解】过反射点做平面镜的垂线，根据反射角等于入射角，画出入射光线，延长反射光线，直至与凸透镜相交，反射光线平行主光轴射入凸透镜，会发生偏折，折射光线必然过焦点，故连接折射点和右侧焦点，并且带上向下的箭头，即为折射光线，故如图所示：
【变式3-1】（2021·内蒙古通辽·中考真题）如图所示，凸透镜的主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面发生了反射和折射，请画出此过程的光路图。
【答案】
【详解】由图示知，入射光线平行于主光轴，则通过凸透镜后的折射光线过焦点，此折射光线射向水面，在水面处发生反射和折射，根据反射定律中，反射角等于折射角，确定反射光线的位置，再根据：光从空气射向水中，折射角小于入射角，大概确定折射光线，所以作图如下：
【变式3-2】（2019·山东东营·中考真题）根据入射光线和折射光线，请在图中的虚线框内画出适当类型的透镜．
( )
【答案】
【详解】由给出的光线可知，原本向中间会聚的光线经透镜折射后变得平行不再会聚，即经过透镜后，折射光线变得发散了，故虚线框内的是凹透镜．如图所示：
【变式3-3】（2022·全国·八年级课时练习）画出光通过透镜后的折射光线。
【答案】
【详解】解：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，光路图如下图所示
4、【题型4 综合试题】
【例4】（2020·广东广州·中考真题）(1)如图，光源S发出的一束光从空气射向水面，在容器壁上点P、Q处出现光点，画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线______；
(2)如图所示物体MN放在凸透镜前，0cm处为凸透镜光心，M点发出的光线a平行于主光轴；
①凸透镜的焦距为______cm；
②画出光线b经光心后的光线______；
③物体MN经凸透镜成的像相对于物是______（选填“放大”“等大”“缩小”）的；
④要使光线a经凸透镜后的光线经过K点，应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动______?
【答案】 3.0
缩小 水平向左
【详解】(1)[1]过水面作光源S的对称点S′，即S的像，连结P S′交水面于O点，则SO为入射光线，OP为反射光线，OQ为折射光线，如图所示：
(2) ①[2]由图可知，平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点，故凸透镜的焦距为3.0cm。
②[3]光线b经光心后的光线传播方向不改变，如图所示：
③[4]由图可知，凸透镜的焦距为3.0cm，则物体MN在2倍焦距以外，故成倒立缩小的实像。
④[5]要使光线a经凸透镜后的光线经过K点，应使凸透镜沿主光轴水平向左移动，如图所示：
【变式4-1】（2019·贵州遵义·中考真题）小辉同学自制了一个“水透镜”．当向“水透镜”里注水时，它对光的会聚作用变强；当从“水透镜”里抽水时，它对光的会聚作用变弱．如图为一束平行于主光轴的光通过“水透镜”的光路图，OF之间的距离为15cm，OA之间的距离为40cm．
（1）若在A点放置一支点燃的蜡烛，在 “水透镜”右侧放置一个光屏，调节光屏位置，可在光屏上呈现一个______的实像．（选填“倒立放大”、 “正立放大”或“倒立缩小”）
（2）从“水透镜”里适当抽取少许水后夹紧夹子，请画出此时图中这束平行于主光轴的光通过“水透镜”后的出射光线的大致方向．
( )
【答案】 倒立缩小
【详解】[1]由图像可知透镜的焦距为15cm，若在A点放置一支点燃的蜡烛，此时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像；
[2] 从“水透镜”里适当抽取少许水后透镜变薄，对光线的会聚能力减弱，因此平行于主光轴的光通过“水透镜”后折射光线偏转角度变小，如下图：
【变式4-2】（2022·山东·青岛市城阳区实验中学八年级期末）如图所示透镜的主光轴与水平面平行，发光点S发出的一条光线，经透镜折射和平面镜反射后，其反射光通过a点竖直向下射出。请完成：
（1）平面镜反射后形成的反射角是 ___________度；
（2）请完成光路图（画出从发光点S发出的光线，经过凸近镜后的折射光线，再经过平面镜反射的光线，并在凸透镜左侧标注焦点F的位置）。( )
【答案】 45
【详解】（1）[1]首先根据题意竖直向下过a点画一条带箭头的线段，让该线段与平面镜相交，交点就是入射点，过该点垂直平面镜作一条法线；由图可知，平面镜与水平方向的夹角为45度，由几何知识得平面镜反射后形成的反射角是45度。
（2）[2]根据光的反射规律，画出平面镜上的入射光线，得到一条平行于主光轴的光线，延长该光线与凸透镜相交，再连接该交点与S点，得到一条斜射向凸透镜的入射光线，根据通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，可知该光线与主光轴的交点，即为凸透镜左侧的焦点F，如下图所示：
【变式4-3】（2022·浙江湖州·中考真题）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
【详解】（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。