5. 小明为了测定爷爷戴的老花眼镜的度数,他把镜片对准太阳光,再把一张白纸放在镜片的另一侧,来回移动镜片,直到纸上的光斑变得最小、最亮。若测得此时光斑到镜片的距离为25 cm,则镜片的焦距是
25
cm,由此可知老花眼镜的度数是
400
度。
答案:5. 25 400
解析:
【分析】
要解决本题,需明确两个核心知识点:一是老花眼镜是凸透镜,平行于主光轴的太阳光(平行光)经凸透镜折射后会聚的最小最亮光斑是焦点,焦点到镜片的距离为焦距;二是眼镜度数的计算公式,需注意焦距的单位转换。
【解析】
1. 求焦距:老花眼镜属于凸透镜,太阳光可近似看作平行光,平行光经凸透镜折射后会聚的最小最亮光斑为焦点,焦点到镜片的距离即为焦距,因此该镜片的焦距$ f = 25\ \mathrm{cm} $。
2. 求眼镜度数:眼镜度数的计算公式为$ \mathrm{度数} = \frac{1}{f} × 100 $($ f $的单位为米)。将焦距转换为米:$ f = 25\ \mathrm{cm} = 0.25\ \mathrm{m} $,代入公式得:$ \mathrm{度数} = \frac{1}{0.25} × 100 = 400 $度。
【答案】
25;400
【知识点】
凸透镜焦距、眼镜度数计算
【点评】
本题考查凸透镜焦距的测量方法和眼镜度数的计算,属于光学基础题,需掌握平行光测焦距的原理及眼镜度数的计算公式,难度较低,适合巩固光学基础知识点。
【难度系数】
0.8
6. 关于透镜的知识,以下说法中正确的是(
D
)。
A.凸透镜是很厚的透镜,凹透镜是很薄的透镜
B.透镜的两个焦点之间的距离叫作焦距
C.近视眼镜的镜片对光有会聚作用
D.远视眼镜的镜片能当放大镜用
答案:6. D
解析:
【分析】
本题考查透镜的相关基础知识点,需逐一分析每个选项,结合凸透镜、凹透镜的定义,焦距的概念,透镜对光的作用,以及凸透镜成像的应用来判断正误。
【解析】
逐个分析选项:
A选项:凸透镜是中间厚、边缘薄的透镜,凹透镜是中间薄、边缘厚的透镜,并非以整体厚度判断,故A错误;
B选项:焦距是指透镜的焦点到光心的距离,不是两个焦点之间的距离,故B错误;
C选项:近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,而非会聚作用,故C错误;
D选项:远视眼镜的镜片是凸透镜,当物距小于凸透镜的焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,可作为放大镜使用,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
透镜的基本概念、透镜对光的作用、凸透镜成像的应用
【点评】
本题为透镜相关的基础概念题,需准确掌握透镜的定义、焦距的含义、不同透镜的光学作用及应用,属于学生应熟练掌握的基础内容。
【难度系数】
0.8
7. 奶奶用放大镜看报时,为了看到更大的字,应(
B
)。
A.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近
一些B.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远
一些C.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近
一些D.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远
一些答案:7. B
解析:
【分析】
要解决这道题,需先明确放大镜的成像原理:放大镜是凸透镜,当物距小于凸透镜的一倍焦距时,成正立、放大的虚像。在一倍焦距范围内,物距越大(即放大镜离被观察物体越远,且不超过焦距),所成的虚像越大。因此要看到更大的字,需调整放大镜与报纸的距离,同时保持报纸和眼睛不动,让放大镜离报纸远一些。
【解析】
放大镜的工作原理是凸透镜成正立、放大的虚像,此时物距满足$u < f$($f$为凸透镜焦距)。根据凸透镜成像规律:当物体在一倍焦距以内时,物距越大,所成虚像的体积越大。
分析各选项:
A. 放大镜离报纸近一些,物距减小,虚像会变小,不符合要求;
B. 报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些,在一倍焦距内增大物距,虚像变大,符合要求;
C、D选项中,报纸与放大镜不动,改变眼睛距离不影响放大镜的成像大小,不符合要求。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、放大镜的应用
【点评】
本题考查放大镜的成像原理,属于基础知识点应用,只要掌握一倍焦距内物距与虚像大小的关系即可轻松解答。
【难度系数】
0.6
8. 请你在如图3-2-3所示的各矩形框中的恰当位置画出合适的透镜,使入射光线和出射光线符合图示的要求。

图3-2-3
答案:解:
根据透镜对光线的作用规律判断:
1. 第一个方框:平行入射的光线经过透镜后向主光轴偏折、会聚相交,透镜对光线有会聚作用,在框内画出凸透镜。
2. 第二个方框:平行入射的光线经过透镜后向外偏折,折射光线相对入射光线更远离主光轴,透镜对光线有发散作用,在框内画出凹透镜。
3. 第三个方框:原本具有会聚趋势的入射光线,经过透镜后变为平行光,光线的会聚程度被削弱,透镜对光线有发散作用,在框内画出凹透镜。
4. 第四个方框:从同一点发出的发散入射光线,经过透镜后变为平行光,光线的发散程度被削弱,透镜对光线有会聚作用,在框内画出凸透镜。
解析:
【分析】要确定方框内的透镜类型,需依据透镜对光线的作用规律:凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。判断时需对比入射光线与出射光线的传播方向,看光线是向主光轴偏折(会聚)还是远离主光轴偏折(发散),以此逐个分析四个图的光线变化,确定对应透镜类型。
【解析】1. 第一个方框:入射为平行光线,经过透镜后光线会聚到一点,说明透镜对光线有会聚作用,应画凸透镜;2. 第二个方框:入射为平行光线,经过透镜后光线向外发散,说明透镜对光线有发散作用,应画凹透镜;3. 第三个方框:入射光线原本向中间会聚,经过透镜后变为平行光,光线会聚程度减弱,说明透镜对光线有发散作用,应画凹透镜;4. 第四个方框:入射为从同一点发出的发散光线,经过透镜后变为平行光,光线发散程度减弱,说明透镜对光线有会聚作用,应画凸透镜。
【答案】从左到右四个方框内依次画出凸透镜、凹透镜、凹透镜、凸透镜。
【知识点】透镜对光线的作用、凸透镜的会聚作用、凹透镜的发散作用
【点评】本题考查透镜对光线的作用,核心是掌握通过光线偏折方向判断透镜类型的方法,需注意判断会聚/发散是对比入射光线的原传播方向,而非仅看出射光线是否相交。
【难度系数】0.5
小明对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料和凸透镜凸起程度的关系进行了实验探究。
(1)他第①次测量焦距的实验如图3-2-4(a)所示,则测得的焦距为
10.0
cm。
(2)观察表中数据,由①②两次实验可得出的结论是
材料相同的凸透镜,凸起程度越大焦距越小
。

(3)小明回想起太阳光通过三棱镜后,在光屏上自上而下分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光,如图3-2-4(b)所示。受此启发,于是他分别用红光和蓝光来进行图3-2-4(a)的实验,结论是:对于同一凸透镜,
蓝
光入射时焦距小些。

答案:(1) 10.0
(2) 材料相同的凸透镜,凸起程度越大焦距越小
(3) 蓝
解析:
【分析】
首先,第(1)问测量凸透镜焦距,需明确平行光经凸透镜会聚的最小最亮光斑为焦点,焦点到透镜光心的距离是焦距,结合刻度尺读数即可;第(2)问需运用控制变量法,分析①②两次实验的相同量(材料)和不同量(凸起程度),对应焦距变化得出结论;第(3)问利用光的色散中不同色光偏折能力不同,蓝光偏折比红光强,推导同一凸透镜下蓝光焦距更小。
【解析】
(1)测量凸透镜焦距时,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚成最小最亮的光斑,该光斑为焦点,焦点到凸透镜光心的距离即为焦距。由图可知,刻度尺分度值为1cm,透镜位于0.0cm刻度处,焦点位于10.0cm刻度处,因此焦距为10.0cm。
(2)分析①②两次实验,控制了凸透镜的材料相同,仅改变凸起程度,观察焦距数据可知:凸起程度越大,焦距越小,因此结论为材料相同的凸透镜,凸起程度越大焦距越小。
(3)太阳光通过三棱镜时,不同色光偏折能力不同,蓝光偏折能力强于红光;对于同一凸透镜,偏折能力越强的光,会聚点离透镜越近,焦距越小,因此蓝光入射时焦距更小。
【答案】
(1) 10.0;(2) 材料相同的凸透镜,凸起程度越大焦距越小;(3) 蓝
【知识点】
凸透镜焦距的测量、凸透镜焦距的影响因素、光的色散
【点评】
本题围绕凸透镜焦距的探究展开,结合实验分析与光的色散知识,考查学生的控制变量能力和知识迁移应用能力,是光学部分的基础题型。
【难度系数】
0.6