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B
B


会聚

凸透镜对光具有会聚作用
可能
【分析】
要辨别水膜相当于凸透镜还是凹透镜,需利用两者的核心光学特性:凸透镜中间厚、边缘薄,对光线有会聚作用,当物距小于焦距时成正立放大的虚像;凹透镜中间薄、边缘厚,对光线有发散作用,成正立缩小的虚像。接下来逐一分析选项的可行性:A选项用手摸,水膜薄且易破裂,无法准确感知厚度差异;B选项透过水膜看物体,可直接利用透镜成像特点判断;C选项强光照射,水膜薄导致会聚/发散效果不明显;D选项刻度尺测量,水膜形状不稳定,厚度测量误差大。因此最可靠的方法是B。
【解析】
解:对各选项分析如下:
1. 选项A:水膜厚度极小,用手摸既无法准确区分中间与边缘的厚度差异,还容易破坏水膜,该方法不可靠;
2. 选项B:凸透镜对物距小于焦距的近处物体成正立放大的虚像,凹透镜成正立缩小的虚像,透过水膜观察物体,可根据像的放大或缩小直接判断透镜类型,方法直观准确;
3. 选项C:水膜较薄,强光照射时,凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用都不明显,难以准确辨别;
4. 选项D:水膜是液体,形状易变形,用刻度尺测量厚度的误差极大,无法可靠判断透镜类型。
综上,最可靠的方法是B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像;凹透镜的特点
【点评】
本题考查透镜类型的辨别方法,需结合凸透镜和凹透镜的光学性质分析实际操作的可行性,注重理论联系实际,难度适中。
【难度系数】
0.6
【分析】本题考查透镜的基本性质,需结合凸透镜、凹透镜的作用及焦点的特点逐一分析选项:凸透镜对所有光线有会聚作用,仅平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到焦点;凸透镜有实焦点,凹透镜有虚焦点,两者均存在焦点;凹透镜对光线有发散作用,平行于主光轴的光线经凹透镜后发散,反向延长线过虚焦点。
【解析】逐一分析各选项:
A选项:凸透镜对光有会聚作用,但只有平行于主光轴的光线经凸透镜后才会会聚到焦点,并非所有通过凸透镜的光都会聚在焦点,故A错误;
B选项:凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点,因此凸透镜和凹透镜都有焦点,故B正确;
C选项:凸透镜对所有光线都有会聚作用,并非仅对平行光有会聚作用,故C错误;
D选项:凹透镜对光有发散作用,平行于主光轴的光通过凹透镜后会发散,其反向延长线经过虚焦点,并非实际经过焦点,故D错误。
【答案】B
【知识点】透镜的性质、焦点的概念
【点评】本题为初中物理透镜部分的基础概念题,考查凸透镜、凹透镜的基本性质及焦点类型,准确掌握基础知识点即可解答,难度较低。
【难度系数】0.7
【分析】完成透镜光路图的关键是掌握透镜的三条特殊光线规律:凸透镜的三条特殊光线:①平行于主光轴的光线经折射后过另一侧焦点;②过焦点的光线经折射后平行于主光轴;③过光心的光线传播方向不变。凹透镜的三条特殊光线:①平行于主光轴的光线经折射后,反向延长线过同侧焦点;②指向另一侧焦点的光线经折射后平行于主光轴;③过光心的光线传播方向不变。解题时,先判断透镜类型,再根据入射光线的特征,对应上述规律补全折射光线即可。
【解析】本题共6个光路图,分凸透镜(上排3个)和凹透镜(下排3个)两类:
1. 上排凸透镜光路:
左图:入射光线平行于主光轴,折射光线应过右侧焦点,补全后符合规律;
中图:入射光线过左侧焦点,折射光线平行于主光轴,过光心的光线方向不变,补全后正确;
右图:入射光线指向右侧焦点,折射光线平行于主光轴,过光心的光线方向不变,补全后正确;
2. 下排凹透镜光路:
左图:入射光线平行于主光轴,折射光线的反向延长线过左侧焦点,补全后正确;
中图:入射光线指向右侧焦点,折射光线平行于主光轴,过光心的光线方向不变,补全后正确;
右图:入射光线的延长线指向左侧焦点,折射光线平行于主光轴,过光心的光线方向不变,补全后正确;
最终光路如答图所示。
【答案】9. 如答图所示
【知识点】透镜的光路图、凸透镜的特殊光线、凹透镜的特殊光线
【点评】本题考查透镜特殊光线的作图,是光学作图的基础题型,只要牢记三条特殊光线规律即可完成,难度不大。
【难度系数】0.5
【分析】
要判断透镜类型,需结合透镜的成像特点:凸透镜能成正立、放大的虚像(是放大镜的工作原理),凹透镜只能成正立、缩小的虚像。题目中看到字母“YS”被放大,说明该透镜是凸透镜;再回忆透镜对光线的作用,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用,据此可得出答案。
【解析】
根据透镜成像规律,当透镜成正立、放大的像时,该透镜为凸透镜(放大镜利用此原理);若为凹透镜,成的是正立、缩小的像,与题目中“放大”的描述不符,因此第一个空填“凸”。凸透镜对光线有会聚作用,所以第二个空填“会聚”。
【答案】
凸;会聚
【知识点】
凸透镜成像、透镜对光线的作用
【点评】
本题考查透镜的基础性质,结合生活中放大镜的实例即可判断,属于简单的基础题。
【难度系数】
0.8
【分析】
要判断透镜类型,需结合凸透镜和凹透镜对光线的作用:凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。当透镜正对太阳(平行光)时,若光斑直径小于透镜直径,说明光线被会聚,对应凸透镜;若光斑直径大于透镜直径,可能是凹透镜的发散作用,也可能是凸透镜会聚后光线继续发散的情况。对于甲光斑,其直径小于透镜直径,说明光线被会聚,因此是凸透镜;对于乙光斑,其直径大于透镜直径,当透镜远离纸片时,需分析两种透镜的光斑变化规律。
【解析】
1. 判断甲透镜:
凸透镜对平行光(太阳光)具有会聚作用,当凸透镜正对太阳时,会将平行光线会聚,形成的光斑直径会小于透镜本身的直径。甲的光斑直径$d_1<d$,符合凸透镜的会聚效果,因此形成甲光斑的是凸透镜,理由是凸透镜对光具有会聚作用。
2. 判断乙透镜:
乙的光斑直径$d_2>d$,说明光斑比透镜大。若为凹透镜,凹透镜对光有发散作用,透镜远离纸片时,发散光线的范围会随距离增大而变大,光斑会一直变大;若为凸透镜,当纸位于凸透镜的一倍焦距以外时,平行光经凸透镜会聚后会继续发散,此时透镜远离纸片(增大透镜与纸的距离),光斑也会变大。因此无法确定乙透镜一定是凹透镜,只能判断可能是凹透镜。
【答案】
凸;凸透镜对光具有会聚作用;可能
【知识点】
透镜对光的作用;凸透镜与凹透镜的判断
【点评】
本题考查凸透镜和凹透镜对光线的作用,核心是理解平行光经过透镜后的光斑变化规律,需要结合会聚、发散作用分析不同情况下的光斑特征,区分甲、乙两种光斑对应的透镜类型,对学生的逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题,需明确平板玻璃、凸透镜、凹透镜对平行光的作用,结合光屏上光斑大小的变化逐一分析:
1. 平板玻璃对光线无会聚/发散作用,平行光经过后仍平行,光斑与圆孔P大小相同,不符合“比P大”的条件;
2. 凹透镜对光线有发散作用,平行光经过后向外发散,光斑比P大,符合条件;
3. 凸透镜对光线有会聚作用,平行光先会聚到焦点,若光屏在焦点之后,光线从焦点继续发散,光斑比P大,符合条件。
综上,符合要求的是凹透镜或凸透镜。
【解析】
分别分析三种光学器件的作用:
① 嵌入平板玻璃时:平板玻璃对光线既无会聚也无发散作用,平行光经过后仍为平行光,因此光屏M上的光斑大小与圆孔P相等,不满足“比P大”,排除平板玻璃;
② 嵌入凹透镜时:凹透镜对光线有发散作用,平行光经过凹透镜后会向外发散,因此光屏M上的光斑比圆孔P大,符合条件;
③ 嵌入凸透镜时:凸透镜对光线有会聚作用,平行光经过后会先会聚到焦点;当光屏M位于凸透镜的焦点之后时,光线从焦点处继续向外发散,此时光屏上的光斑会比圆孔P大,符合题目要求。
因此,嵌入圆孔P的光学器件可能是凹透镜或凸透镜,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
透镜的光学性质,光的折射
【点评】
本题考查不同光学器件对平行光的作用,需注意凸透镜的光斑变化与光屏位置的关系,容易忽略“光屏在焦点后时光斑变大”的情况,需全面分析各器件的作用效果。
【难度系数】
0.5