例3 在下列虚线框中放入适当的凸透镜或凹透镜，光路图能成立。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
【易错警示】会聚作用:指经凸透镜折射后的光相对于入射光更“靠近”主光轴,不能将会聚作用理解成将光会聚于一点。
发散作用:指经凹透镜折射后的光相对于入射光更“偏离”主光轴,不能将发散作用理解成光不能会聚于一点。

A

【分析】要判断虚线框内是凸透镜还是凹透镜，需明确：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。这里的“会聚”是指折射光线相对于入射光线更靠近主光轴，“发散”是指折射光线相对于入射光线更远离主光轴，不能仅看光线是否会聚到一点。接下来逐个分析四幅图：
1. 甲图：入射光线平行于主光轴，经透镜后折射光线向主光轴靠拢（比入射光线更靠近主光轴），说明是会聚作用，对应凸透镜；
2. 乙图：入射光线平行于主光轴，经透镜后折射光线远离主光轴（比入射光线更远离主光轴），说明是发散作用，对应凹透镜；
3. 丙图：入射光线是发散的，经透镜后，折射光线相对于入射光线更远离主光轴，属于发散作用，对应凹透镜；
4. 丁图：入射光线是从一点发出的发散光线，经透镜后变成平行光，折射光线相对于入射光线更靠近主光轴，属于会聚作用，对应凸透镜。
因此，放入凸透镜的是甲和丁。
【解析】根据透镜对光线的作用：凸透镜对光线有会聚作用（折射光线比入射光线更靠近主光轴），凹透镜对光线有发散作用（折射光线比入射光线更远离主光轴）。
甲图：平行入射光线经透镜后向主光轴会聚，为凸透镜；
乙图：平行入射光线经透镜后远离主光轴发散，为凹透镜；
丙图：入射光线经透镜后，折射光线相对于入射光线更远离主光轴，为凹透镜；
丁图：发散入射光线经透镜后变为平行光，折射光线比入射光线更靠近主光轴，为凸透镜。
故放入凸透镜的是甲和丁，对应选项A。
【答案】A
【知识点】凸透镜对光线的会聚作用；凹透镜对光线的发散作用
【点评】本题考查透镜对光线的作用，核心是理解“会聚”“发散”是相对于入射光线的传播方向而言，而非光线最终是否会聚，需避免将会聚等同于“交于一点”、发散等同于“不能会聚”的错误认知，是光学中透镜部分的基础易错题型。
【难度系数】0.4

学习任务三 焦点和焦距
1.焦点和焦距
|项目|概念|图示|
| ---- | ---- | ---- |
|凸透镜的焦点|跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点(F)||
|焦距|焦点到凸透镜光心的叫作焦距(f)| |
2.注意:(1)经过焦点的入射光经凸透镜折射后将于主光轴射出(光路可逆)。
(2)焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱,焦距越短会聚作用,即光通过透镜后偏折得更明显。
(3)凹透镜的焦点:平行于主光轴的光经凹透镜折射后变得发散,这些发散光的反向延长线交于主光轴上一点,此点叫作凹透镜的虚焦点(不是实际光线会聚而成)。
3.透镜的三条特殊光线

口诀:“平行过焦,过心不变,过焦平行”。
学以致用
例4 (襄阳中考)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。”其中“削冰令圆”是把冰削成透镜;“以艾承其影”是把“艾”(易燃物)放在透镜的上。
例5 在图中分别作出相应的折射光线或入射光线。

1.距离 2.(1)平行 (2)越强 例4 凸 焦点 例5 如图所示。

【分析】本题考查透镜的焦点、焦距及透镜的应用，解题思路如下：
1. 回忆焦距的定义：焦点到凸透镜光心的距离为焦距；
2. 掌握凸透镜的特殊光线规律：经过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出；焦距越短，凸透镜会聚作用越强；
3. 理解凸透镜的会聚作用应用：“削冰令圆”是将冰制成凸透镜，利用其会聚太阳光的性质，易燃物需放在焦点处，焦点处温度高可点燃艾；
4. 透镜特殊光线作图需遵循“平行过焦，过心不变，过焦平行”的口诀，区分凸透镜和凹透镜的光线特点。
【解析】
1. 焦距的定义：焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，故填“距离”；
2. 凸透镜的特殊光线：经过焦点的入射光经凸透镜折射后平行于主光轴射出（光路可逆），故(1)填“平行”；焦距越短，凸透镜对光线的偏折能力越强，会聚作用越强，故(2)填“越强”；
3. 例4：“削冰令圆”是把冰削成凸透镜，因为凸透镜对光线有会聚作用，能将太阳光会聚到一点，使温度升高；“以艾承其影”是把艾放在透镜的焦点上，焦点处温度最高，可点燃艾，故填“凸”、“焦点”；
4. 例5：根据透镜特殊光线规律作图，凹透镜的平行入射光线，折射光线的反向延长线过虚焦点；凸透镜的过光心光线传播方向不变，平行入射光线折射后过焦点，具体如图所示。
【答案】1.距离；2.(1)平行；(2)越强；例4：凸、焦点；例5：
【知识点】透镜的焦点与焦距，凸透镜的会聚作用，透镜的特殊光线
【点评】本题结合古代科技记载考查透镜的基础概念与应用，既考查了学生对透镜核心知识点的掌握，又联系实际，体现了物理知识的实用性，属于基础题，需牢记透镜的基本规律。
【难度系数】0.6