第1节 透镜（重难点训练）初中物理人教版（2024）八年级上册 第五章 透镜及其应用（解析版）

2/2第1节透镜一．透镜的特点与分类（共7小题）二．探究凸透镜对光的作用（共8小题）三．探究凹透镜对光的作用（共5小题）四．光心、主光轴与焦点（共4小题）五．用平行光测定凸透镜焦距（共4小题）六．凸透镜的特殊光线作图（共6小题）七．凹透镜的特殊光线作图（共6小题）一．透镜的特点与分类（共7小题）1．如图所示，是小丽同学用所佩戴的眼镜片看纸上的“醉美青海”时的情景，据此可以判断该眼镜片是（）A．凸透镜 B．凹面镜 C．平面镜 D．凹透镜【答案】A【详解】眼镜片分近视眼镜和远视眼镜，分别为凹透镜和凸透镜。由图可知，透过镜片看到正立放大的像。当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，可用于放大镜。凹透镜对光线有发散作用，成正立、缩小的虚像。据此可判断该眼镜片是凸透镜。故选A。2．如图所示，虚线框内有一透镜，让一束平行光垂直射向该透镜的镜面，下列说法正确的是（）A．一定是凹透镜，它对光有发散作用B．一定是凸透镜，它对光有会聚作用C．可能是凹透镜，它对光有会聚作用D．可能是凸透镜，它对光有会聚作用【答案】D【详解】让一束平行光垂直射向该透镜的镜面，在墙壁上得到了一个较大的光斑，可能是因为该透镜对光线具有发散作用，则虚线框内的透镜可能是凹透镜；也可能是一个凸透镜，光线会聚于焦点后继续传播，变为一束发散光，也能在墙壁上得到一个较大的光斑，如下图所示：故D正确，ABC错误。故选D。3．教室里的日光灯（LED）的发光芯片上都封装了硅胶透镜。资料显示，光通过硅胶透镜后会产生会聚现象。如图的光路显示了一些透镜对光的作用，与日光灯硅胶透镜对光的作用相同的是（）A．①④ B．③④ C．①③ D．②①【答案】A【详解】由题可知，光通过硅胶透镜后会产生会聚现象，所以日光灯硅胶透镜属于凸透镜；由题图可知，①④图中的折射光线相对于入射光线是会聚的，是凸透镜；②③图中的折射光线相对于入射光线是发散的，是凹透镜，所以与日光灯硅胶透镜对光的作用相同的是①④，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。4．如图所示，一个透明均匀的玻璃球被切成三部分，其中属于凸透镜的有（）A．①和② B．①和③ C．②和③ D．①②③【答案】B【详解】凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，凹透镜是中间薄边缘厚的透镜。图中一个透明均匀的玻璃球被切成三部分，其中①和③的中间厚边缘薄属于凸透镜，②中间薄边缘厚是凹透镜，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。5．近年，森林火灾频发，有调查显示，一部分森林火灾的“罪魁祸首”是装有水的瓶子。这些装有水的瓶子在阳光照射下引起干草等物体自燃，从而导致火灾发生，装有水的瓶子所起的作用相当于镜。【答案】凸透【详解】装有水的透明塑料瓶中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，可以将射来的太阳光会聚在一点上，会聚点的温度很高，可能会引起火灾。6．我国西汉《淮南万毕术》中记载有：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”描述的是把冰块制成透镜，将透镜对着太阳就可以把艾叶点燃。制成的冰透镜是（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。【答案】凸透镜【详解】冰块制成透镜，将透镜对着太阳就可以把艾叶点燃，说明对光线有会聚作用，故制成的冰透镜是凸透镜。7．如图所示，有一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜。有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是（选填“会聚”或“发散”）光束。请说明你判断的理由（可画图辅助说明）。【答案】发散见解析【详解】[1][2]中空部分的形状犹如一个凸透镜，但不是玻璃元件，则中空部分两侧的玻璃砖是中间薄、边缘厚，即两侧的玻璃相当于两个凹透镜，因此对照过去的平行光有发散作用。二．探究凸透镜对光的作用（共8小题）8．车载香水的主要成分是易燃酒精，如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异，夏季最不适合放在车内的是（）A． B． C． D．【答案】B【详解】A．A图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用，故A不符合题意；B．B图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凸透镜，对光有会聚作用，容易引起火灾，最不适合放在车内，故B符合题意；C．C图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凹透镜，对光有发散作用，故C不符合题意；D．根据光的折射规律可知，D图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用，故D不符合题意；故选B。9．西汉时期的《淮南万毕术》里有关于古人利用冰透镜对日聚焦取火的记载，冰透镜相当于（）A．凸透镜 B．凹透镜 C．凸面镜 D．凹面镜【答案】A【详解】冰透镜相当于凸透镜，对光具有会聚作用，所以古人可以利用冰透镜对日聚焦取火。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。10．如图所示，将凸透镜正对一束水平激光放置，在透镜右侧竖直的光屏上观察到一光斑。现只移动凸透镜，有关光斑移动情况判断正确的是（）A．竖直向下移动时，光斑向下移动 B．竖直向下移动时，光斑向上移动C．水平向右移动时，光斑向下移动 D．水平向右移动时，光斑不会移动【答案】A【详解】AB．由于凸透镜正对一束水平激光放置，当竖直向下移动凸透镜时，凸透镜的光心向下移动，焦点的位置也向下移动，则光斑会向下移动，故B错误，A正确；CD．当水平向右移动凸透镜时，凸透镜的光心、焦点的位置在竖直方向没有变化，只在水平方向改变，则光斑在竖直方向的位置不变，只会变大或者变小，故CD错误。故选A。11．如图所示，一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分，下列说法正确的是（）A．a、b都是凸透镜 B．a、c对光具有会聚作用C．b、c对光具有发散作用 D．只有a对光具有会聚作用【答案】B【详解】根据图形可知，a、c摔碎后，是中间厚、边缘薄的凸透镜，凸透镜对光有会聚作用；b摔碎后是中间薄、边缘厚的凹透镜，凹透镜对光有发散作用，故B正确，ACD错误。故选B。12．炎炎夏日，停在露天停车场的汽车内有一瓶矿泉水，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为装有水的矿泉水瓶相当于一个透镜，会使光线。【答案】会聚【详解】装有水的矿泉水瓶，其形状大致为中间厚、边缘薄，符合凸透镜的结构特征，所以可将其看作一个凸透镜，根据光学原理，凸透镜对光线具有会聚作用，即能把平行光线会聚于一点。13．2022年4月8日，四川省达州市，一车主将车停在露天停车场时，车内冒起了浓烟。经了解，车辆起火的原因是车内放了一个装水的矿泉水瓶。如图所示，当矿泉水瓶装上水时，瓶里的水呈现圆柱状，相当于镜，对光具有作用，所以，当阳光照射到装水的矿泉水瓶上时，容易引起火灾。【答案】凸透会聚【详解】[1][2]装满水的矿泉水瓶中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用，会使太阳光汇聚于一点，凸透镜焦点的温度高，达到易燃物的着火点，易燃物燃烧引起火灾。14．1666年，英国物理学家用玻璃三棱镜分解了太阳光，揭开了光的颜色之谜。如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火”。将冰块制成凸透镜，利用其对太阳光的（选填“会聚’或“发散”）作用生火。【答案】牛顿会聚【详解】[1]1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，太阳光通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，揭开了光的颜色之谜。[2]凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。将冰块制成凸透镜，利用其对太阳光的会聚作用，能把太阳光会聚于一点，使该点的温度升高，当达到艾的着火点时，艾就会燃烧从而生火。15．小明想用凸透镜做一个“太阳能火柴”，老师给了他三块厚薄不同，但口径相同的凸透镜，他想用会聚能力最强的一块制作，请你选择适当的器材帮他找出会聚能力最强的那块凸透镜；（1）还需要的实验器材：；（2）实验步骤：；（3）实验结论：。【答案】白纸、刻度尺见详解越厚的凸透镜，其焦距越小，会聚能力越强【详解】（1）[1]需要用刻度尺测量焦距，故需要刻度尺；要利用凸透镜和太阳光在白纸上找到焦点，故需要凸透镜和白纸。（2）[2]让凸透镜正对着太阳光，要注意必须是正对，保证太阳光与凸透镜的主光轴平行，调整凸透镜和白纸之间的距离，直到太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的光斑，利用刻度尺测出这个光斑到凸透镜光心的距离，记作L1，就是凸透镜的焦距；换用另外两个凸透镜分别重复上述步骤，测出光斑到凸透镜光心的距离分别记作L2、L3。（3）[3]越厚的凸透镜，其焦距越小，会聚能力越强。三．探究凹透镜对光的作用（共5小题）16．一束光通过透镜的光路如图所示，哪幅图是正确的？（

）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【答案】A【详解】平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点，故甲图正确；经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴射出，故乙图错误；凹透镜对光线具有发散作用，故丙丁图错误。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。17．如图所示的两条逐渐靠拢的光线AB和CD未相交前照到某光学器材上将改变传播方向，能使这两条光线改变传播方向且仍然能够相交的光学器材可能是（）a．凸透镜

b．凹透镜

c．平面镜

A．仅有a B．仅有a、b C．仅有a、c D．a、b、c【答案】D【详解】光线通过凸透镜，传播路线如图所示：由图知，光线通过凸透镜折射后可以相交，故a符合题意；光线通过凹透镜，传播路线如图所示：由图知，光线通过凹透镜折射后可以相交，故b符合题意；光线照射到平面镜上，传播路线如图所示：由图知，光线通过平面镜反射后可以相交，故c符合题意，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。18．如图，两只激光笔发出的光（间距为d）正对一光学元件M照射，其后放一足够大的光屏，光屏从紧贴元件到逐渐远离的过程中，以下说法正确的是（）①若M为平面镜，则光屏上会出现一个像②若M为凸透镜，则光屏上至少会出现一个光斑③若M为凹透镜，则光屏上出现的两个光斑，间距可能小于d④若M为玻璃板，则光屏上出现的两个光斑，间距一直等于dA．①③ B．②④ C．①④ D．②③【答案】B【详解】①若M为平面镜，平面镜对光具有反射作用，平面镜成虚像，因此在光屏上不会出现像，故①错误；②若M为凸透镜，当两束平行光线经过凸透镜后，若会聚在焦点，则在凸透镜的后面会出现一个光斑。若不在焦点，则可能出现两个光斑，故②正确；③若M为凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，当两平行光线经过凹透镜时，在凹透镜的后面会出现两个光斑。这是因为凹透镜对光线有发散作用，使得原本平行的光线在通过透镜后向四周扩散，使得两条光线经过凹透镜后在光屏上形成两个光斑，且光斑的距离大于d，故③错误；④当两平行光线经过玻璃板后，在玻璃板的后面会出现两个光斑，光线由空气进入玻璃板垂直射入光的传播方向不变，由于玻璃板的两面是平行的，最终射出的光线平行。这一特性确保了两个光斑的位置相对固定为d，故④正确；综合上述分析，故B正确，ACD错误。故选B。19．如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为（会聚/发散）光束。乙图中，根据光的传播路径，应该在虚线框内放入（凸/凹）透镜。【答案】发散凸【详解】[1]根据甲图，“空气透镜”放入水中后，其形状是中间薄、边缘厚，这相当于凹透镜。根据凹透镜对光线的作用，凹透镜对光线有发散作用，所以当平行光束正对这个“空气透镜”照射时，射出的光束将成为发散光束。[2]由乙图可知，光线经过透镜后变得会聚了。因为凸透镜对光线有会聚作用，所以根据光的传播路径，应该在虚线框内放入凸透镜。20．如图甲，一束光原来聚于主光轴上的b点，在虚线框内放入一透镜后，光线将会聚于主光轴上的c点，则该透镜是透镜；若在虚线框内放入如图乙所示的玻璃砖，这束光将会聚于透镜（b点/b点左侧/b点右侧）。【答案】凹透镜b点右侧【详解】[1]由图知，光会聚于b点；光经过甲透镜后会聚在右侧的c点，折射光线推迟会聚，说明甲透镜对光线有发散作用，是凹透镜。[2]放上一块厚的玻璃砖，光线会发生二次折射，先靠近法线，出去时远离法线，最终出射的光线与原光线平行，但会聚点在后面;即两条光线在透过玻璃砖后，都向外侧平移了一小段距离，所以焦点向右移动一段距离，即b点右侧。四．光心、主光轴与焦点（共4小题）21．关于透镜，下列说法正确的是（）A．凸透镜的两个焦点之间的距离叫做焦距B．透镜的光心一定在它的主光轴上C．两束平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点D．通过凹透镜的两束光一定不能相交于一点【答案】B【详解】A．凸透镜的焦点到光心的距离为焦距，而不是两个焦点之间的距离叫做焦距，故A错误；B．通过透镜两个球面所在球心的直线叫主光轴，透镜的中心叫光心，则光心一定在主光轴上，故B正确；C．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，故C错误；D．凹透镜对光有发散作用，通过凹透镜后的两束光线会比原来发散一些，但光线仍有可能相交，故D错误。故选B。22．公元前2世纪，西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”，其描述的现象如图所示，下列说法正确的是（）A．“削冰令圆”指的是把冰削成凹透镜B．“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光C．“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的影子D．“则火生”是因为冰透镜能反射太阳光【答案】B【详解】A．由图可知，该透镜对光线有会聚作用，属于凸透镜，故A错误；B．“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光，让太阳光平行于凸透镜的主光轴照到凸透镜上，故B正确；C．凸透镜能将平行光会聚在焦点处，所以“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点，故C错误；D．“则火生”是因为冰透镜是凸透镜，能会聚光线，从而将太阳光的能量集中，产生高温，引燃艾草，故D错误。故选B。23．2025年1月20日，第九届亚冬会火种在黑龙江哈尔滨成功采集。本届亚冬会火种采集的不同之处在于“以冰燃火”，采火装置是一块直径达60厘米、重达37公斤的“冰透镜”，为了快速点燃火种，应将燃料放在凸透镜的位置，冰属于（选填“晶体”或“非晶体”）。【答案】焦点晶体【详解】[1]凸透镜能使平行于主光轴的光汇聚在一点，这个点叫焦点；焦点处温度最高，因此为了快速点燃火种，应将燃料放在凸透镜的焦点位置。[2]冰有固定的熔点，因此冰属于晶体。24．凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫作凸透镜的；凸透镜有个焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫作。【答案】焦点2焦距【详解】[1][2][3]凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的焦点上。焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，凸透镜左右两侧各有一焦点，因此凸透镜有两个焦点。五．用平行光测定凸透镜焦距（共4小题）25．关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（）A．凸透镜和凹透镜都有两个实焦点B．凸透镜对光有会聚作用，焦距越小，对光的折光本领就越强C．凹透镜对光有发散作用，焦距越小，对光的发散作用就越小D．经过凸透镜和凹透镜光心的光线，其传播方向会发生改变【答案】B【详解】A．凸透镜的焦点是实际光线会聚形成的，是实焦点，凹透镜的焦点是实际光线的反向延长线会聚形成的，是虚焦点，故A错误；B．凸透镜对光有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点和凸透镜越近，说明凸透镜对光线会聚能力越强，故B正确；C．凹透镜对光有发散作用，凹透镜的焦距越小，其对光的发散作用就越大，故C错误；D．凸透镜、凹透镜光心的特点是通过光心的光线方向不发生改变，光无论沿什么方向射向凹透镜的光心后，其传播方向不发生改变，故D错误。故选B。26．小明同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，在背后的纸片上能看到一个圆形的光斑，测出了光斑到凸透镜中心的距离L。将纸片靠近凸透镜，发现纸片上的光斑先变小再变大，那么，凸透镜的实际焦距（）A．一定小于L B．一定大于LC．可能等于L D．可能小于L，也可能大于L【答案】A【详解】凸透镜正对阳光，光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜会聚在主光轴上最小、最亮的点是凸透镜的焦点。由于将纸片靠近凸透镜，发现纸片上的光斑先变小再变大，则像距为L时，纸上呈现一个并非最小的光斑，因最小光斑到凸透镜的距离小于L，说明凸透镜的焦点在光斑之前，因凸透镜的实际焦距一定小于L。故选A。27．如图，小明在测量凸透镜焦距的实验中，下列三种操作方法最合理的是（选填序号）。实际操作中，由于不能确定会聚的光点是不是最小的，于是小明选择了两个等大的光斑，b并测出这两个光斑到光心的距离分别是12cm、8cm，则该凸透镜的焦距是cm。A【答案】B10【详解】[1]将凸透镜正对着太阳光，白纸置于另一侧，改变白纸与凸透镜间的距离、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜中心的距离，故AC不符合题意，B符合题意。故选B。[2]两次成等大光斑的位置到凸透镜中心的距离为12cm和8cm，焦点就在两个位置的中点，因此该凸透镜的焦距30．将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现个并非最小最亮的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为L。小明认为凸透镜的焦距一定大于L。为了检验小明的推断是否正确，可格下方的纸张慢慢稍微远离凸透镜，若观察到纸上呈现的光斑（选填“变大”、“变小”或“不变”），则其推断是正确的。【答案】变小【详解】将凸透镜正对太阳光，平行光平行于主光轴，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，这个并非最小的光斑，可能在会聚成焦点之前，也可能在会聚焦点之后；如果并非最小的光斑在会聚成焦点之前，则凸透镜的焦距大于L；如果并非最小的光斑在会聚焦点之后，则凸透镜的焦距小于L，所以小明的推断不合理。为了检验小明的推断是否正确，可将下方的纸张慢慢稍微远离凸透镜，若观察到纸上呈现的光斑先变小，则其推断是正确的。六．凸透镜的特殊光线作图（共6小题）31．如图甲所示是博物馆内印章的展台，能看到放大的印章也能看到印章底部的字；图乙图是其示意图，请在图乙中画出：光线a、c经过凸透镜折射后的光线。【答案】【详解】根据凸透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线a经过凸透镜折射后，会聚于焦点；过光心的光线其传播方向不变，故如图所示：32．如图所示，S'是点光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求：（1）画出点光源S；（2）补充入射光线；（3）画出反射光线经过凸透镜的折射光线。【答案】【详解】平面镜成像时，像与物体关于镜面是对称的，据此做出发光点S；由图可知，像与反射光线的连线与镜面的交点为反射点，连接S和反射点，该光线为入射光线；从焦点发出的光线经过凸透镜后会平行于主光轴；如图所示：33．如图，根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出一个透镜。【答案】【详解】由给出的光线可知，虚线框内的透镜对光线有会聚作用，为凸透镜，如图所示：34．如图所示，请画出经过凸透镜后的折射光线。【答案】【详解】根据凸透镜的特殊光线可知，过光心的光线传播方向不变；过焦点的光线经过凸透镜后平行于主光轴，作图如下图所示：35．如图甲是用凸透镜观察物体成像活动中的插图，图乙是通过凸透镜所看到的插图的像。请根据图丙中所示凸透镜和焦点F，用“↑”代表物体，在图丙中完成物体此时成像的光路图。【答案】【解析】【小题1】A点射出的平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚焦点上，A点射出的过光心的光线不改变方向，两条折射光线的交点是A的像点A′，A′向主光轴作垂线得到B点的像点B′，连接A′B′得到AB的像