备战2023新中考二轮物理专题导练 专题08 透镜辨析与三条特殊光线作图

考点精讲

一、透镜的辨析

1、凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，例如老花镜等。

2、凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，例如近视镜等。

3、凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。

4、相关术语
 

焦距：焦点到光心的距离，用f表示。凸透镜和凹透镜两侧各有一个焦点，凸透镜是实焦点，凹透镜是虚焦点。

二、三条特殊光线

1、通过光心的光线，传播方向不变；

2、平行于主光轴的光线经透镜折射后通过焦点；

3、通过焦点的光线经透镜折射后通过主光轴。

真题解析

1．（2021•武汉模拟）单反相机镜头由多种光学器件组成，其中较为重要的是透镜组，如图所示透境组中属于凹透镜的是（　　）

A．① B．② C．③ D．④

解：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，图中②是凹透镜，故B正确，ACD错误。

答案：B。

2．由于下雨，一透明塑料膜的顶棚积满了水（如图所示）。下面关于它的说法正确的是（　　）

A．这些水构成了一个凹透镜，对光线有发散作用 

B．顶棚的水构成凸透镜，应注意防止它会聚太阳光而引起的火灾             

C．透镜应当由透明固体制成，水不可能起到透镜作用 

D．水的上表面是平的，因此不可能起凸透镜的作用

解：透明塑料膜的顶棚上的积水中间厚，边缘薄，恰好形成了一个大的凸透镜，而此时太阳光通过这个凸透镜发生折射，使光线会聚，容易引发火灾，故B正确，ACD错误。

答案：B。

3．（2021•徐州模拟）如图是把一副眼镜放在太阳光下，在地面上看到的情形。由此可以判断镜片是（　　）

A．凸面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜

解：由图可见，阳光通过眼镜形成的光斑中间较四周暗，对光线起发散作用，因此是凹透镜。

答案：D。

4．（2021•南宁模拟）如图是德国设计师设计的一个球形透镜太阳能系统，通过透镜聚光之后再发电。此透镜是一个（　　）

A．凸透镜，对光线具有会聚作用 

B．凸透镜，对光线具有发散作用 

C．凹透镜，对光线具有会聚作用 

D．凹透镜，对光线具有发散作用

解：由题意可知，通过透镜聚光之后再发电。则该透镜对光线有会聚作用，由凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线具有发散作用可知，此透镜是一个凸透镜。

答案：A。

5．（2021•芜湖模拟）在一个不透明的木板上，钻一个小孔。用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围。如图所示。为了扩大观察的范围，在小孔中嵌入各种形状的玻璃制品。则在图中的四个截面中能获得最大观察范围的是（　　）

A．  B．  C．  D．

解：A、图中小孔内放入玻璃砖，光线从小孔左侧进入右侧眼睛，经过两次折射，如图光线能进入人的眼睛，人眼看到的范围稍微增大。

B、图中小孔内放入凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，能使会聚光线提前会聚，要使光线进入人的眼睛，观察到的范围变窄；

C、相当于左右两边都是凸透镜，所以对光是会聚的，要使光线进入人的眼睛，观察到的范围变窄；

D、小孔内放入凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使光线错后会聚，要使光线进入人的眼睛，观察到的范围变宽。

答案：D。

突破提升

一、单选题

1．小明为了进一步了解“视力矫正”的原理，利用凸透镜成像规律的装置做了实验，他在烛焰和凸透镜之间放置了某类型的眼镜片如图所示，观察到原来清晰的烛焰的像变得模糊了，再使光屏远离透镜，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像，这说明（　　）

A．眼镜片是凸透镜，可以矫正近视眼

B．眼镜片是凹透镜，可以矫正远视眼

C．眼镜片对光有发散作用，能矫正近视眼

D．眼镜片对光有会聚作用，能矫正远视眼

二、填空题

2．如图甲所示，白光通过棱镜后被分解成七种单色光，在光屏上形成一条红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的七彩色带。如果使一束红光和一束紫光沿着与主光轴平行的方向从同一个位置射入同一个凸透镜（如图乙所示），它们经凸透镜折射后分别经过主光轴上的A、B两点，则经过A点的是_______光，理由是_______。

3．早在我国西汉时期成书的《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”清代科学家郑复光根据此书的记载，亲自动手做过这样一个实验：将一只底部微凹的锡壶，内装沸水，用壶在不太厚的冰面上来回旋转，可从冰面上取出一个光滑的冰透镜，冰透镜制成的过程中，主要是水面上冰块的一部分发生了_______（填物态变化的名称）现象，该现象是要_______热，让制成的这个冰透镜正对太阳光，利用它对日光的_______作用，可使纸点燃。

4．12月9日15时40分“天宫课堂”第一课正式开讲！王亚平用注射器制作一个水球，可以看到水球中映出了航天员的像，这时的水球相当于_______（填“凸”或“凹”）透镜，我们看到的是航天员的_______（填“实”或“虚”）像。

三、作图题

5．如图所示，根据图中的折射光线作出对应的入射光线。

6．请完成图中的光路图。

7．（1）画出图（1）中的BC的入射光线和AO的折射光线；

（2）左图为钢丝钳，其中A是剪断钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），右图为单侧钳柄及相连部分示意图，请在右图中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力F2。

（3）如图是某种家用饮水机的电路原理图，其中R1是加热电阻，R2是限流电阻，S是温控开关。当S接a时，加热电阻R1被接入电路，饮水机正常工作，将水迅速加热.当水温达到一定温度时，开关S自动切换到b，饮水机处于保温状态。请按上述要求在图中将电路图补充完整。

8．如图所示，请画出入射光线通过透镜后的折射光线。

四、实验题

9．姿含同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律：

（1）她通过图甲的实验操作，确定了该凸透镜的焦距是_______cm，实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处。为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到________________；

（2）姿含将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、________的实像；

（3）她又将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处，为在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动，应用这一成像特点可制成的光学仪器是__________；此时姿含把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，若要在光屏上再次成清晰的像，则需要将光屏向________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。

五、计算题

10．如图所示，请作出凹透镜的入射光线。

参考答案：

1．C

【解析】

【详解】

AD．在蜡烛和凸透镜之间放置镜片时，光屏上原来清晰的像变模糊了，使光屏远离透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像，即放置镜片之后，像成在光屏后面，说明该眼镜片对光线有发散作用，凹透镜对光线具有发散作用，故AD不符合题意；

BC．近视眼成像时，像成在视网膜前面，所以需要凹透镜矫正，故B不符合题意，C符合题意。

故选C。

2．     紫     凸透镜对紫光的折射程度大

【解析】

【详解】

[1][2]如图甲所示，七种颜色的光，紫光最容易发生偏折，红光偏折程度最小，所以经过凸透镜折射后，红光偏折程度小，过B点，紫光折射程度大，过A点。

3．     熔化     吸     会聚

【解析】

【详解】

[1][2]装有沸水的壶在冰面上旋转时，冰面由于吸收热量及壶对冰面摩擦做功，冰的内能增大，温度升高而熔化，在熔化过程，需要吸收热量。

[3]由于壶底的微凹的，所制成的冰透镜是微凸的，即是凸透镜，所以对日光有会聚作用。

4．     凸     实

【解析】

【详解】

[1][2]水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，成倒立缩小的实像，依据凸透镜成像规律，当物体成缩小倒立的实像时，表示物体在2倍焦距以外。

5．

【解析】

【详解】

折射光线平行于凹透镜主光轴，其入射光线的延长线过焦点，如下图所示：

6．

【解析】

【详解】

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；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，由此作出经凹透镜的折射光线，如图所示：

7．（1） （2） （3）

【解析】

【详解】

（1）由凹透镜成像规律可知，经过光心的光线，其传播方向不改变，指向另一侧焦点的光线，经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴，据此可画出BC的入射光线和AO的折射光线如下图所示

（2）由图中可知，O为支点，F1为动力，当用力F1时，钳子将沿顺时针方向转动，所以阻力方向向下，作用在A点，由力臂的定义可知，过O点作力F1的作用线的垂线段，即为动力臂，如下图所示

（3）由可知，当电电压不变时，电路的电阻越大，功率越小，由题意可知，开关S接a时，处于加热状态，电阻较小，开关S接b时，电路处于保温状态，电阻较大，处于加热状态时，只有R1接入电路，处于保温状态时，R1与R2串联接入电路，故电路图如下图所示

8．

【解析】

【详解】

过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：

9．     15.0     同一高度     缩小     远离     投影仪     远离

【解析】

【详解】

（1）[1]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，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，由图甲可知，凸透镜的焦距是

f=65.0cm-50.0cm=15.0cm

[2]实验时，使像清晰的成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

（2）[3]此时物距为

u1=50cm-10cm=40cm

因

u>2f

移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、缩小的实像。

（3）[4][5]此时物距为

u2=50cm-25cm=25cm

因

f<u<2f

则

v >2f

成倒立、放大的实像，图中相距为

v=70cm-50cm=20cm=2f

为在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向远离透镜的方向移动，应用这一成像特点可制成的光学仪器是投影仪。

[6]此时姿含把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，因近视眼镜为凹透镜，对光线有发散作用，若要在光屏上再次成清晰的像，则需要将光屏向远离透镜的方向移动。

10．

【解析】

【详解】

对于凹透镜，延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射，光线反向延长通过焦点，如图所示：