4. 完成下面的光路图。
(第4题)
(第4题)答案：解：
左侧凸透镜光路绘制：
1. 已知出射光线平行于主光轴，根据凸透镜特殊光线规律：经凸透镜折射后平行于主光轴的光线，入射光线从凸透镜左侧的焦点发出。连接左侧焦点$F$与该平行光线在凸透镜上的入射点，补全入射光线，箭头指向凸透镜。
2. 指向凸透镜光心的入射光线，遵循过光心的光线传播方向不变的规律，沿入射光线的原方向从光心向右直线延伸，画出对应的出射光线，箭头向右。
右侧凹透镜光路绘制：
1. 已知入射光线平行于主光轴，根据凹透镜特殊光线规律：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜入射侧（左侧）的焦点。用虚线连接左侧焦点$F$与该平行光线在凹透镜上的出射点（作为反向延长线），沿背离凹透镜的方向画出实线折射光线，箭头向右。
2. 过凹透镜光心的光线传播方向不变，沿已画出的过光心的出射光线向左反向延长，补全对应的入射光线，箭头指向凹透镜光心。
左侧凸透镜光路绘制：
1. 已知出射光线平行于主光轴，根据凸透镜特殊光线规律：经凸透镜折射后平行于主光轴的光线，入射光线从凸透镜左侧的焦点发出。连接左侧焦点$F$与该平行光线在凸透镜上的入射点，补全入射光线，箭头指向凸透镜。
2. 指向凸透镜光心的入射光线，遵循过光心的光线传播方向不变的规律，沿入射光线的原方向从光心向右直线延伸，画出对应的出射光线，箭头向右。
右侧凹透镜光路绘制：
1. 已知入射光线平行于主光轴，根据凹透镜特殊光线规律：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜入射侧（左侧）的焦点。用虚线连接左侧焦点$F$与该平行光线在凹透镜上的出射点（作为反向延长线），沿背离凹透镜的方向画出实线折射光线，箭头向右。
2. 过凹透镜光心的光线传播方向不变，沿已画出的过光心的出射光线向左反向延长，补全对应的入射光线，箭头指向凹透镜光心。
解析：
【分析】
要完成透镜光路图，需依据凸透镜和凹透镜的特殊光线规律：凸透镜中，折射光线平行于主光轴时，入射光线来自左侧焦点；过光心的光线传播方向不变。凹透镜中，入射光线平行于主光轴时，折射光线反向延长线过左侧焦点；过光心的光线传播方向不变，据此补全缺失的光线。
【解析】
1. 凸透镜光路补画：
对于凸透镜右侧平行于主光轴的折射光线，根据凸透镜特殊光线：折射后平行于主光轴的光线，入射光线从左侧焦点发出。连接左侧焦点F与该折射光线在凸透镜上的入射点，画出入射光线，箭头指向凸透镜。
对于凸透镜上过光心的入射光线，根据过光心的光线传播方向不变，沿入射光线原方向从光心向右延伸，画出出射光线，箭头向右。
2. 凹透镜光路补画：
对于凹透镜左侧平行于主光轴的入射光线，根据凹透镜特殊光线：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过左侧焦点F。用虚线连接左侧焦点F与该入射光线在凹透镜上的入射点，沿背离凹透镜方向画实线折射光线，箭头向右。
对于凹透镜上过光心的出射光线，根据过光心的光线传播方向不变，沿该出射光线向左反向延长，补全入射光线，箭头指向凹透镜光心。
【答案】补全后的光路图（具体为：凸透镜处，一条入射光线从左焦点指向透镜，过光心的光线向右延伸；凹透镜处，折射光线反向延长线过左焦点，过光心的入射光线指向光心）
【知识点】透镜的特殊光线、凸透镜光路、凹透镜光路
【点评】本题是光学基础作图题，核心考查透镜特殊光线的规律，只要牢记凸透镜和凹透镜的特殊光线传播特点，即可准确完成光路绘制。
【难度系数】0.6
要完成透镜光路图，需依据凸透镜和凹透镜的特殊光线规律：凸透镜中，折射光线平行于主光轴时，入射光线来自左侧焦点；过光心的光线传播方向不变。凹透镜中，入射光线平行于主光轴时，折射光线反向延长线过左侧焦点；过光心的光线传播方向不变，据此补全缺失的光线。
【解析】
1. 凸透镜光路补画：
对于凸透镜右侧平行于主光轴的折射光线，根据凸透镜特殊光线：折射后平行于主光轴的光线，入射光线从左侧焦点发出。连接左侧焦点F与该折射光线在凸透镜上的入射点，画出入射光线，箭头指向凸透镜。
对于凸透镜上过光心的入射光线，根据过光心的光线传播方向不变，沿入射光线原方向从光心向右延伸，画出出射光线，箭头向右。
2. 凹透镜光路补画：
对于凹透镜左侧平行于主光轴的入射光线，根据凹透镜特殊光线：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过左侧焦点F。用虚线连接左侧焦点F与该入射光线在凹透镜上的入射点，沿背离凹透镜方向画实线折射光线，箭头向右。
对于凹透镜上过光心的出射光线，根据过光心的光线传播方向不变，沿该出射光线向左反向延长，补全入射光线，箭头指向凹透镜光心。
【答案】补全后的光路图（具体为：凸透镜处，一条入射光线从左焦点指向透镜，过光心的光线向右延伸；凹透镜处，折射光线反向延长线过左焦点，过光心的入射光线指向光心）
【知识点】透镜的特殊光线、凸透镜光路、凹透镜光路
【点评】本题是光学基础作图题，核心考查透镜特殊光线的规律，只要牢记凸透镜和凹透镜的特殊光线传播特点，即可准确完成光路绘制。
【难度系数】0.6
5. 在利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明将凸透镜正对着阳光，再把一张白纸放在它的下方，如图所示。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。由此推测，凸透镜的焦距f
可能大于
（选填“可能大于”“等于”或“一定小于”）距离L。然后，小华将凸透镜逐渐远离白纸，若光斑变大，则凸透镜的焦距f一定 小于
（选填“大于”“等于”或“小于”）刚才测得的距离L。答案：5.可能大于 小于
解析：
【分析】
本题考查利用太阳光测量凸透镜焦距的原理，需明确：平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后，会会聚到焦点，焦点处的光斑最小最亮。当纸上呈现非最小光斑时，白纸的位置有两种可能：在焦点与透镜之间，或在焦点之外。据此可分析焦距与测得距离L的关系；再根据凸透镜远离白纸时光斑的变化，进一步判断焦距与L的大小。
【解析】
1. 分析第一个空：太阳光可视为平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜后会聚于焦点，焦点处光斑最小最亮。当纸上光斑非最小，存在两种情况：①白纸在焦点和透镜之间，光线尚未会聚到最小，此时焦距f大于白纸到透镜的距离L；②白纸在焦点之外，光线过焦点后开始发散，此时焦距f小于L。因此凸透镜的焦距f可能大于距离L。
2. 分析第二个空：将凸透镜逐渐远离白纸，即白纸到透镜的距离L增大。若光斑变大，说明此时白纸位于焦点之外（若白纸在焦点内，L增大时，白纸向焦点靠近，光斑会变小，直到焦点处最小，之后L继续增大才会出现光斑变大），因此原来测得的L大于焦距f，即f一定小于刚才测得的距离L。
【答案】
可能大于；小于
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜对光线的作用
【点评】
本题结合实际操作考查凸透镜焦距的测量，核心是理解平行光经凸透镜的会聚规律，区分焦点前后光斑的变化特点，需仔细分析不同位置的光斑情况，难度适中，易因混淆焦点前后的光斑变化而出错。
【难度系数】
0.5
本题考查利用太阳光测量凸透镜焦距的原理，需明确：平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后，会会聚到焦点，焦点处的光斑最小最亮。当纸上呈现非最小光斑时，白纸的位置有两种可能：在焦点与透镜之间，或在焦点之外。据此可分析焦距与测得距离L的关系；再根据凸透镜远离白纸时光斑的变化，进一步判断焦距与L的大小。
【解析】
1. 分析第一个空：太阳光可视为平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜后会聚于焦点，焦点处光斑最小最亮。当纸上光斑非最小，存在两种情况：①白纸在焦点和透镜之间，光线尚未会聚到最小，此时焦距f大于白纸到透镜的距离L；②白纸在焦点之外，光线过焦点后开始发散，此时焦距f小于L。因此凸透镜的焦距f可能大于距离L。
2. 分析第二个空：将凸透镜逐渐远离白纸，即白纸到透镜的距离L增大。若光斑变大，说明此时白纸位于焦点之外（若白纸在焦点内，L增大时，白纸向焦点靠近，光斑会变小，直到焦点处最小，之后L继续增大才会出现光斑变大），因此原来测得的L大于焦距f，即f一定小于刚才测得的距离L。
【答案】
可能大于；小于
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜对光线的作用
【点评】
本题结合实际操作考查凸透镜焦距的测量，核心是理解平行光经凸透镜的会聚规律，区分焦点前后光斑的变化特点，需仔细分析不同位置的光斑情况，难度适中，易因混淆焦点前后的光斑变化而出错。
【难度系数】
0.5