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5.1 透镜
一、凸透镜和凹透镜
1．透镜分类：透镜分为 和 。
（1）凸透镜：中间 、边缘 的透镜。如远视镜镜片，照相机镜头、放大镜等；
（2）凹透镜：中间 、边缘 的透镜。如近视镜等。
【答案】凸透镜，凹透镜；（1） 厚，薄；（2）薄，厚。
【详解】透镜分为凸透镜与凹透镜。
（1）根据凸透镜的定义可知，凸透镜对光线有会聚作用，其特点是中间厚，边缘薄的透镜。
（2）根据凹透镜的定义可知，凹透镜对光线有发散作用，其特点是中间薄，边缘厚的透镜。
2．图所示的六个透镜中，属于凹透镜的是（ ）
A．①③⑤ B．②④⑤ C．③⑤⑥ D．④⑤⑥
【答案】C
【详解】根据凸透镜和凹透镜的形状特点可知，①②④都是中间厚、边缘薄的透镜，都是凸透镜；
③⑤⑥都是中间薄、边缘厚的透镜，都是凹透镜，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．最简单的透镜两个表面都是球面的一部分，通过两个球心的直线CC'，叫做透镜的 ，如果
透镜的厚度比球面的半径小许多，这种透镜又叫做 ，其中心O点叫做透镜的 。
【答案】主光轴，薄透镜，光心。
【详解】分析：根据主光轴、薄透镜、光心的概念填写．
透镜两个表面是球面的一部分，通过两个球心的直线，叫做透镜的 主光轴，如果透镜的厚度比球面
的半径小许多，这种透镜又叫做 薄透镜，其中心O点叫做透镜的光心．
二、透镜对光的作用
4．安全小提示：夏天我们外出游玩时，不要随意将瓶装矿泉水丢在树林里。这是由于瓶装矿泉水在
阳光下，相当于一个 （选填“凹透镜”或“凸透镜”），它对光线有 作用，可能将阳
光会聚在焦点上，导致附近的树叶长时间高温引起森林火灾。
【答案】凸透镜，会聚。【详解】由于瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，瓶装矿泉水在阳光下，对光
线有会聚作用，可能将阳光会聚在焦点上，会造成树叶燃烧，造成火灾。
5．请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线。
【答案】见右图。
【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，如图所示。
6．如图所示，一束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点，取走透镜后，光线相交于B点，则
该透镜起到 （会聚/发散）作用，是 透镜，由此说明，能把光线相交于一点的透镜 （一
定/不一定/一定不）是凸透镜。
【答案】发散，凹，不一定。
【详解】放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发
散作用；所以该透镜是发散透镜即凹透镜；由于凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜可以将光线会聚于
一点；但在此种情况下，会聚的入射光线经过凹透镜折射后也会会聚于一点，由此可知，能够使光线会聚
于一点的不一定是凸透镜。
7．在下列虚框中放入适当的凸透镜或凹透镜，光路图成立。其中放入凸透镜的是（ ）
A．甲和丁 B．乙和丁 C．丙和丁 D．乙和丙
【答案】A
【详解】甲、丁两图中，光线经过透镜后变会聚了，为凸透镜；乙、丙两图中，光线经过透镜后变发
散了，为凹透镜。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
三、焦点和焦距
8．如图所示，小华让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸距透镜约4cm
时，纸上的光斑变得最小、最亮，如图中A点，则透镜的光心是 点，透镜的焦点是 点，透镜
的焦距约是 cm，在 点处可引燃火柴．【答案】O，A，4，A。
【详解】薄透镜的光心在其中心，所以图中该透镜的光心是O点．太阳光是平行光，经过凸透镜折射
后会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点，如图A为该透镜的焦点，在此处放上火柴，火柴会被点燃．焦
点到透镜中心的距离称为焦距，因此该凸透镜的焦距为4cm．
9．请完成两个透镜的光路图。
【答案】见下图。
【详解】图示中，对着异侧焦点入射的光线经凹透镜时，折射光线平行于主光轴，平行于主光轴入射
的光线，折射光线的反射延长线过焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不变，经过凸透镜的折射光线平行
于主光轴，则入射光线过焦点。作图如下：
10. 关于透镜，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜可以做成近视眼镜
B．凸透镜有两个焦点
C．经过凸透镜的光一定相交于一点
D．凹透镜没有焦点，它不能使光相交于一点
【答案】B
【详解】A．凸透镜对光线有会聚作用，可以做成远视眼镜，故A错误；
B．凸透镜有两个焦点，可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点，故B正确；
C．经过凸透镜的光会比原来向主光轴偏折一些，但不一定相交于一点，如发散的光线，经凸透镜后
发散程度会减小，但不能相交于一点，故C错误；
D．凹透镜没有实焦点，但它也能使光相交于一点，如会聚的光线，经凹透镜折射后会延迟会聚，最
终相交于一点，故D错误。
故选B。11．如图所示，画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凹透镜的是（ ）
A．只有d B．只有b和d C．只有c D．只有a、b、d
【答案】D
【详解】凸透镜对光具有会聚作用，凹透镜对光具有发散作用。因此从四个光线通过透镜的情形可知，
a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有c是凸透镜，且入射光线是从某点
发出的，折射光线变得会聚了。
故选D。
12．截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体（ ）
A．可以看做两块凹面镜 B．可以看做一块凸透镜
C．对图示光束具有发散作用 D．对图示光束具有会聚作用
【答案】C
【详解】玻璃体被中空（中间是空气）分成了两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，都是凹透镜，
对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃砖后，会变得发散。故C符合题意，ABD不符合题意。
答案C。
13．如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出相应的出射光线。
【答案】见下图。
【详解】过焦点的光线，经过凸透镜折射后，折射光线要平行于主光轴；平行于主光轴的光线，经过
凹透镜折射后，折射光线的反向延长线要过凹透镜的虚焦点，作图如下：14．为了粗测出凸透镜的焦距，小强拿一张白纸和一把刻度尺，利用太阳光作光源进行了实验．请将
以下实验步骤的每一步叙述补充完整。
（1）拿一个凸透镜 着太阳光；
（2）再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与 的距离，直到纸上的光斑变得最 最
；
（3）最后测量这个光斑到 的距离，即为凸透镜的焦距。
【答案】（1）正对；（2）纸，小，亮；（3）凸透镜.
【详解】（1）太阳光相当于平行光，故利用凸透镜对平行光的会聚作用可以粗侧凸透镜的焦距；
应拿一个凸透镜正对着太阳光，即太阳光与主光轴平行．
（2）太阳光在白纸上会聚成的最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点。所以应该把一张纸放在
凸透镜的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变得最小、最亮即为焦点．
（3）根据焦距的定义可知，测出焦点到凸透镜的距离，便为凸透镜的焦距．
15．三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）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）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）三棱镜还可以研究光的色散，研究白光是由哪些光组成的。
16．（2022·山西·统考中考真题）如图所示，西汉时期的《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。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成 镜，若要“火生”应把“艾”放在镜的 位置。
【答案】凸透，焦点。
【详解】削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生，将冰削圆，对着太阳能生火，说明削成的圆冰
对火有会聚作用，所以是冰块制成凸透镜。
太阳光都会会聚到凸透镜的焦点位置，要快速生火，需把“艾”放在镜的焦点位置。
17．（2024·黑龙江大庆·中考真题）如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，其中光线①平行
于主光轴，光线②经过光心，画出它们经过凹透镜的折射光线。（须保留必要的作图痕迹）
【答案】见右图。
【详解】（1）过光心的光线经凹透镜后传播方向不改变。
（2）入射光线平行于主光轴，则经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，如图所示。
18．（2024·四川内江·中考真题）如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条
光线经凸透镜后的出射光线。
【答案】见右图。
【详解】平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点；过凸透镜光心的光线传播方
向不变；过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜主光轴。如图所示：
19．（2022·甘肃武威·中考真题）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，这是由于小水珠相当
于一个 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有 （选填“会聚”或“发散”）作
用，可能使车内某处温度升高而导致火灾。
【答案】 凸透镜 会聚
【详解】小水珠边缘薄，中间厚，所以相当于凸透镜。
凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，而小水珠相当于凸透镜，故对光线有会聚作用。
20．（2023·四川成都·统考中考真题）如图甲所示是博物馆内“刘充国印”的展台，上方是凸透镜，
透过它能看到放大的印章；下方是平面镜，通过它能看到印章底部的字。图乙是其示意图，F为凸透镜的
焦点，O为凸透镜的光心，光线a平行于凸透镜的主光轴（图中虚线）。请在图乙中画出：①光线a经过
凸透镜折射后的光线；②光线b经过平面镜反射后的光线。
【答案】见右图。
【详解】凸透镜能将平行光会聚到焦点，所以平行于主光轴的光线a经过凸透镜后，会聚于焦点；先
过入射点做法线垂直于平面镜，由光的反射定律可得，反射角等于入射角，做出反射光线，如图所示。
